NE555门铃电路设计报告(3)

2018-11-23 21:02

5.CTRL,这个引脚准许由外部电压改变芯片的触发和闸限电压。在555的单稳态或振荡模式下,可以通过该脚来改变或调整输出频率。

6.THR,阈值高于2/3VCC,使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。

7.DIS,这个引脚和OUT引脚有着相同的低电平电流输出能力,当输出为高电平时,其对地为高阻抗;当输出为低电平时,其对地为低阻抗。

8.Vcc, 555的正电源电压端。标准电压范围为4.5~16V。

注意:四时基集成电路558内部的四组DIS和THR是连接工作的,它的TRIG下降沿也比555和556敏感。具体电气参数需查看对应生产商的数据手册。

Signetics公司生产的标准塑封NE555,电气指标如表1所示。其他芯片制造商生产的555时基集成电路根据应用场合和各家的生产工艺,可能会有一些差异。此外还有555的低功耗CMOS版本,7555等。

3.3 555集成芯片内部结构

555定时器的内部电路方框图下图所示,该集成电路由四部分组成:电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、输出缓冲器和放三极管。

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比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2Vcc/3时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于Vcc/3时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时充电,开关管截止。 MR是复位端,当其为0时,555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。

CO是控制电压端(5脚),平时输出2Vcc/3作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uF的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。

T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

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3.4 555集成芯片的特点

555时基集成电路电路的特点主要体现在以下几个方面。

1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。

2.电源适应范围大,它的输出电平及输入触发电平,可与TTL,CMOS等逻辑电路的高、低电平匹配。也可以和模拟运算放大器、运算放大器共同组成某些功能和特性不同的模块电路。

在计算机诞生的早期,NE555曾被用于苹果Ⅱ型和IBM计算机的输入设备。还有一个鲜为人知的故事,在20世纪70年代,555刚诞生的时候,曾被黑客用来破解早期的电信系统的长途电话交换机BLUE BOX。由此也可以看出这块小芯片的威力。

3.输出电流大,可直接推动小喇叭、电机、继电器等多种负载。非常适合用在自动控制电路中。

4.计时精确度高、温度稳定度佳,价格便宜。

由于555时基集成电路使用方便,价格低廉,稳定性好。自其诞生之日起,直至今日,虽然已经过了40个年头,但是这片集成电路仍然在各种场合被广泛的使用着。保守估计,全球各家芯片制造商每年制造的555集成电路大概在1亿片左右。

NE555有三种工作模式:

1.单稳态模式。在这种模式下,555作为“一次性”脉冲发生器使用。应用范围包括计时器、脉冲丢失检测、触摸开关、分频器、电容测量、脉冲宽度调制、速率检测等。

2.非稳态模式。用途包括LED和灯闪光灯,脉冲生成,逻辑时钟,安全报警,脉冲位置调制等。

3.双稳态模式或施密特触发器模式。如果DIS脚悬空,555可作为触发器使用。用

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途包括比较器、锁存器、反相器、方波输出及整形等。

现在网上常见的555时基集成电路是8脚塑封双列直插(见图3)或8脚贴片式NE555,价格在0.5元~1.0左右,完全满足业余电子制作的要求。

3.5 本章小结

本章主要介绍了555器件的产生、引脚说明、功能、特性等技术指标,为接下来以NE555

为核心的多谐振荡器电路的设计打好基础。

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第4章 NE555多谐振荡电路的研究

4.1多谐振荡器简介

多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。它利用深度正反馈,通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出的振荡器。

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。

4.2 NE555多谐振荡器工作原理

由555定时器组成的最基本多谐振荡器如下图所示,其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波如图下图所示。

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