555定時(shí)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(jiǎn)單、使用電壓范圍寬、工作速度快、定時(shí)精度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。555定時(shí)器配以外部元件,可以構(gòu)成多種實(shí)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(cè)電路、自動(dòng)控制電路、家用電器以及通信產(chǎn)品等電子設(shè)備中。
555定時(shí)器又稱(chēng)時(shí)基電路。555定時(shí)器按照內(nèi)部元件分有雙極型(又稱(chēng)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(chǎng)效應(yīng)管,常見(jiàn)的555時(shí)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(hào)按逆時(shí)針?lè)较蚺帕小?/div>
555引腳圖
555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)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(shí),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(shí) 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(gè)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(shí)基電路不工作,此時(shí)不論TR、TH處于何電平,時(shí)基電路輸出為“0”,該端不用時(shí)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?jī)蓚(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓,當(dāng)該端不用時(shí),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(shí)器時(shí)電容的放電。
8腳:外接電源VCC,雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V,CMOS型時(shí)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(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為低電平的情況下,555時(shí)基電路的功能表如表1示。
表1 :555定時(shí)器的功能表
555引腳圖
555定時(shí)器內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)分析
555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖如圖所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器,三個(gè)等值串聯(lián)電阻,一個(gè) RS 觸發(fā)器,一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3
NE555時(shí)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(duì)其進(jìn)行介紹。
5、6腳是C1,2腳內(nèi)部是C2。2腳L時(shí)輸出端3腳置1。6腳>2/3vcc時(shí),3腳輸出0F。靜態(tài)時(shí)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(guò)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(kāi)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(jiàn)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(kāi)機(jī)延時(shí)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(shí),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(bǔ)的,2腳只對(duì)低電平起作用,高電平對(duì)它不起作用,即電壓小于1Ucc/3,此時(shí)3腳輸出高電平。6腳只對(duì)高電平起作用,低電平對(duì)它不起作用,即輸入電壓大于2Ucc/3,稱(chēng)高觸發(fā)端,3腳輸出低電平,但有一個(gè)先決條件,即2腳電位必須大于1Ucc/3時(shí)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(shí),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(chēng)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(chēng)為實(shí)高(或低)、7腳稱(chēng)為虛高。
用NE555構(gòu)成的開(kāi)機(jī)延時(shí)輸出高電平電路如下。當(dāng)開(kāi)機(jī)接通電源后,由于電容C來(lái)不及充電,555時(shí)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(shí),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(kāi)機(jī)延時(shí)時(shí)間tW=1.1RC。例:C=100uF、R=100k,則延時(shí)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(shí)期間電流為6mA,延時(shí)結(jié)束繼電器吸合時(shí)的電流為20mA。
開(kāi)機(jī)延時(shí)電路常用于外置汽車(chē)導(dǎo)航、行車(chē)記錄儀等設(shè)備的電源接入,以避免這些設(shè)備在汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)由短時(shí)失電導(dǎo)致的設(shè)備重啟。通常用本電路延時(shí)10s,就足以使外置設(shè)備躲過(guò)汽車(chē)點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程,等到汽車(chē)啟動(dòng)結(jié)束,電源電壓恢復(fù)正常后,再給設(shè)備供電。
NE555開(kāi)機(jī)延時(shí)輸出高電平電路圖
上圖中開(kāi)關(guān)是按鈕,按下是接通,松手后斷開(kāi)。
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2018-10-4 16:38 上傳
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