555時(shí)基集成電路是美國Signetics公司于1972年研制的用于取代機(jī)械式定時(shí)器的中規(guī)模集成電路,因輸入端設(shè)計(jì)有三個(gè)5kΩ的電阻而得名。555定時(shí)器是一種多用途的模擬電路與數(shù)字電路混合的集成電路,可以方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。目前,流行的產(chǎn)品主要有4個(gè):BJT兩個(gè):555,556(含有兩個(gè)555);CMOS兩個(gè):7555,7556(含有兩個(gè)7555)。
555定時(shí)器可以說是模擬電路與數(shù)字電路結(jié)合的典范。
555定時(shí)器有兩個(gè)比較器 C1和 C2各有一個(gè)輸入端連接到三個(gè)電阻R組成的分壓器上,比較器的輸出接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸出級(jí)和放電管,輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA。
比較器C1和C2的參考電壓分別為UR1和UR2,根據(jù)C1和C2的另一個(gè)輸入端——觸發(fā)輸入和閾值輸入,可判斷出RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí),RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作,復(fù)位端應(yīng)接高電平。由于三個(gè)電阻等值,所以當(dāng)沒有控制電壓輸入時(shí)
UA=1/3Ucc
UB=2/3Ucc
當(dāng)控制電壓外接時(shí),如外接Uc ,則
UA=1/2Uc
UB=Uc
為防止干擾,控制電壓端懸空時(shí),應(yīng)接一濾波電容到地。
如下圖所示為集成555時(shí)基電路的外引腳排列圖,其各引腳名稱如下表所示。
下表為555時(shí)基電路的邏輯功能表。表中“ ”表示任意情況,“保持”表示555定時(shí)器保持原來的狀態(tài),“導(dǎo)通”和“截止”指555時(shí)基電路內(nèi)晶體管VT的工作狀態(tài)。VT的集電極和發(fā)射極分別接在7腳和1腳間。
555時(shí)基集成電路與NE555的識(shí)別及其應(yīng)用
⑴ 時(shí)基集成電路是一種能產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)并能完成各種定時(shí)、延遲功能的非線性模擬集成電路。有金屬殼圓形封裝和雙列直插式封裝等形式,如圖1所示。它廣泛應(yīng)用于信號(hào)產(chǎn)生、波形處理、定時(shí)延時(shí)、電子玩具等領(lǐng)域。
⑵ 電路符號(hào)、引腳如圖2所示。
?、菚r(shí)基集成電路將模擬電路與數(shù)字電路巧妙地結(jié)合在一起,圖3為其內(nèi)部方框圖。電阻R1、R2、R3組成分壓網(wǎng)絡(luò),為A1、A2兩個(gè)電壓比較器提供盳/2VCC和盳/1VCC的基準(zhǔn)電壓。其輸出分別作為RS觸發(fā)器的置“0”和置“1”信號(hào)。輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)和放電管VT受RS觸發(fā)器控制。由于R1~R3均為5kΩ,所以該集成電路又稱為555時(shí)基電路,俗稱“三5”電路。
?、?555時(shí)基電路工作原理是:當(dāng)置“0”端R≥盳/2VCC時(shí)S》盳/1VCC),上限比較器A1輸出為“1”、使輸出端VO為“0”,放電管VT導(dǎo)通,DISC端為“0”。當(dāng)置“1”端S≤盳/1VCC時(shí)(R《盳/2VCC),下限比較器A2輸出為“1”、使輸出端VO為“1”,放電管VT截止,DISC端為“1”。MR為強(qiáng)制復(fù)位端,MR=0時(shí),VO=0,DISC=0。附表為電路邏輯真值表。
?、?時(shí)基電路可分為雙極型和CMOS型兩大類。有單時(shí)基電路和雙時(shí)基電路。CB555是雙極型單時(shí)基集成電路,輸出電流達(dá)200mA,可直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、繼電器等。
⑹ CB556是雙極型雙時(shí)基電路,內(nèi)含兩個(gè)完全一樣的互相獨(dú)立的雙極型555時(shí)基單元。
?、?CB7555是CMOS型單時(shí)基集成電路,由于其輸入阻抗很高,可以用較大的電阻和較小的電容獲得長延時(shí)。圖7為其引腳功能圖。
?、?CB7556是CMOS型雙時(shí)基電路,內(nèi)含兩個(gè)獨(dú)立的CMOS型555時(shí)基單元。圖8為其引腳功能圖。
⑼ 工作模式為:單穩(wěn)態(tài)、無穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)和施密特模式。圖9為單穩(wěn)態(tài),R、C組成定時(shí)電路。常態(tài)為穩(wěn)態(tài),輸出端③腳UO=0,放電端⑦腳導(dǎo)通到地,C上無電壓。
?、?在輸入端②腳輸入一負(fù)觸發(fā)信號(hào)Ui(≤盳/1VCC)時(shí),電路翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài),UO=1,⑦腳截止,電源經(jīng)R對(duì)C充電。當(dāng)C上電壓UC達(dá)到盳/2VCC時(shí),電路再次翻轉(zhuǎn)到穩(wěn)態(tài)。脈寬TW≈1.1RC,波形如圖10所示。
?、?多諧振蕩器(無穩(wěn)態(tài)電路)如圖11所示,置“1”端S(②腳)和置“0”端R(⑥腳)接在一起,R1、R2和C組成充放電回路。
⑿ 剛通電時(shí),C上無電壓,輸出端(③腳)UO=1,放電端(⑦腳)截止,電源經(jīng)R1、R2向C充電。當(dāng)C上電壓UC達(dá)到盳/2VCC時(shí),電路翻轉(zhuǎn),UO變?yōu)椤?”,⑦腳導(dǎo)通到地,C經(jīng)R2放電。放電至UC=盳/1VCC時(shí),電路再次翻轉(zhuǎn),UO又變?yōu)椤?”,如此周而復(fù)始形成振蕩,輸出方波,振蕩周期T≈0.7(R1+2×R2)C,波形見圖12。
?、?555時(shí)基電路組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖13所示。置“1”端S(②腳)和置“0”端R(⑥腳),分別接有C1、R1和C2、R2構(gòu)成的微分觸發(fā)電路。
⒁ 當(dāng)有負(fù)觸發(fā)脈沖U2加至(②腳)時(shí),③腳UO=1。當(dāng)有正觸發(fā)脈沖U6加至(⑥腳)時(shí),UO=0。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)態(tài),波形見圖14。
?、?555時(shí)基電路組成的施密特觸發(fā)器如圖15所示,②、⑥腳接在一起作為觸發(fā)信號(hào)Ui的輸入端。
?、?當(dāng)輸入信號(hào)Ui≥盳/2VCC時(shí),輸出信號(hào)UO=0;當(dāng)輸入信號(hào)Ui≤盳/1VCC時(shí),輸出信號(hào)UO=1。施密特觸發(fā)器可以將緩慢變化的模擬信號(hào)整形為邊沿陡峭的數(shù)字信號(hào),波形見圖16。
?、?利用555電路的放電端⑦腳可以組成電平轉(zhuǎn)換電路。圖17所示為反相電平轉(zhuǎn)換電路,R1為上拉電阻。輸出UO與輸入U(xiǎn)i相位相反,但幅度為Ui的兩倍。
?、?利用555時(shí)基電路的復(fù)位端④腳可以組成同相電平轉(zhuǎn)換電路,如圖18所示。輸出UO與輸入U(xiǎn)i相位相同,且UO=2Ui。
?、?圖19為延時(shí)關(guān)燈電路,555接成單穩(wěn)態(tài)模式,C1、R1為定時(shí)元件。按一下SB,照明燈EL亮,延時(shí)約25s后自動(dòng)關(guān)燈。
?、?圖20為可調(diào)脈沖信號(hào)發(fā)生器,555接成無穩(wěn)態(tài),RP2為頻率調(diào)節(jié),RP1為占空比調(diào)節(jié)。輸出100Hz~10kHz的方波,占空比可在5%~95%之間調(diào)節(jié)。OUT1輸出脈沖方波,OUT2輸出交流方波。
評(píng)論