詳解NE555引腳圖與內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)

ID:159395 · 發(fā)表于 2018-10-4 16:39

555定時器是電子工程領(lǐng)域中廣泛使用的一種中規(guī)模集成電路，它將模擬與邏輯功能巧妙地組合在一起，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用電壓范圍寬、工作速度快、定時精度高、驅(qū)動能力強等優(yōu)點。555定時器配以外部元件，可以構(gòu)成多種實際應(yīng)用電路。廣泛應(yīng)用于產(chǎn)生多種波形的脈沖振蕩器、檢測電路、自動控制電路、家用電器以及通信產(chǎn)品等電子設(shè)備中。

　　詳解555引腳作用

555定時器又稱時基電路。555定時器按照內(nèi)部元件分有雙極型（又稱TTL型）和單極型兩種。雙極型內(nèi)部采用的是晶體管；單極型內(nèi)部采用的則是場效應(yīng)管，常見的555時基集成電路為塑料雙列直插式封裝，正面印有555字樣，左下角為腳①，管腳號按逆時針方向排列。

　　555引腳圖

　　555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。

　　它的各個引腳功能如下：

　　1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。

　　2腳：低觸發(fā)端TR。

　　3腳：輸出端Vo

　　4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。

　　5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。

　　6腳：高觸發(fā)端TH。

　　7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。

8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為低電平的情況下，555時基電路的功能表如表1示。

　　表1 ：555定時器的功能表

　　555引腳圖

　　555定時器內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)分析

　　555 定時器的內(nèi)部電路框圖如圖所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3

NE555時基電路封形式有兩種，一是DIP雙列直插8腳封裝，另一種是SOP-8小型（SMD）封裝形式。其他HA17555、LM555、CA555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。NE555屬于CMOS工藝制造，下面我們將對其進(jìn)行介紹。

　5、6腳是C1，2腳內(nèi)部是C2。2腳L時輸出端3腳置1。6腳>2/3vcc時，3腳輸出0F。靜態(tài)時2腳應(yīng)當(dāng)H，6腳應(yīng)當(dāng)L。

555引腳圖

　　上圖是NE555的外形封裝圖和它的內(nèi)部功能原理框圖，下圖是它的內(nèi)部等效電路。NE555的內(nèi)部中心電路是三極管Q15和Q17加正反饋組成的RS觸發(fā)器。輸入控制端有直接復(fù)位Reset端，通過比較器A1，復(fù)位控制端的TH、比較器A2置位控制的T。輸出端為F，另外還有集電極開路的放電管DIS。它們控制的優(yōu)先權(quán)是R、T、TH。

555引腳圖

555為8腳集成電路，見下圖。8腳是電壓輸入端，電壓為5～18V，以UCC表示；從分壓器上看出，上比較器A的５腳接在R1和R2之間，所以5腳的電壓固定在2UCC/3上；下比較器B接在R2與R3之間，B的同相輸入端電位被固定在UCC/3上。

NE555開機延時輸出高電平電路圖

NE555的1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器A的6腳和下比較器B的2腳控制。當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A從6腳輸入的高電平時，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入電壓大于2Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。4腳是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。5腳是控制端。7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實高（或低）、7腳稱為虛高。

用NE555構(gòu)成的開機延時輸出高電平電路如下。當(dāng)開機接通電源后，由于電容C來不及充電，555時基電路的②、⑥腳處于高電平，③腳輸出低電平。隨著電容C充電，②、⑥腳電位下降。直到②腳低于Vcc的1/3時，電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，③腳由低變高，并一直保持下去。開機延時時間tW=1.1RC。例：C=100uF、R=100k，則延時約11s。圖中的二極管VD是為電源斷電后電容C放電設(shè)置的。

當(dāng)Vcc取12V，③腳接12VDC微型雙列直插繼電器，延時期間電流為6mA，延時結(jié)束繼電器吸合時的電流為20mA。

開機延時電路常用于外置汽車導(dǎo)航、行車記錄儀等設(shè)備的電源接入，以避免這些設(shè)備在汽車啟動時由短時失電導(dǎo)致的設(shè)備重啟。通常用本電路延時10s，就足以使外置設(shè)備躲過汽車點火啟動過程，等到汽車啟動結(jié)束，電源電壓恢復(fù)正常后，再給設(shè)備供電。