掌握555定时器:单稳态电路综合指南
555定时器可以说是当今DIY电子中最常用的芯片之一。体积小、实用、一旦理解工作原理就易于使用。下文将分享什么是555定时器,并深入理解其电子理论及电路原理。
(原始555型振荡器)
1. 什么是555定时器?
555单稳态定时器因内部三个5kΩ电阻产生两个比较器电路的参考电压而得名。市场上最流行、最有价值的精密计时装置之一,可作为简单定时器,或产生单脉冲和长延时。这些定时器在基础电子中长期使用。
https://cn.depositphotos.com/427109546/stock-photo-eight-pin-electronic-chip-rendering.html (555单稳态)
2. 555单稳态电路——555定时器内部框图
(555内部框图电路图)
- 引脚1:接地引脚,将555定时器连接至负电源轨。
- 引脚2:触发引脚。响应该引脚负脉冲,当电压降至1/3 Vcc以下时,内部触发器从“低”态翻转至“高”态。
- 引脚3:输出引脚。任何TTL电路的“驱动器”,可灌入或输出高达200mA电流。输入触发脉冲短于输出脉冲。
- 引脚4:复位引脚。帮助复位控制时序输出(引脚3)的内部触发器。通常不使用时接逻辑“1”电平,为有效低输入。
- 引脚5:控制电压引脚。电压分压网络覆盖电平为2/3 Vcc。施加于此引脚的电压可改变输出信号宽度,独立于RC定时网络。不使用时接10nF电容至引脚1防干扰。
- 引脚6:阈值引脚。电压超过2/3 Vcc时复位触发器,输出从“高”态切换至“低”态。
- 引脚7:放电引脚。输出电压(引脚3)翻低时,电容通过内部NPN晶体管集电极向地放电。
- 引脚8:电源/Vcc引脚。供电引脚,通用555定时器供电电压在4.5V至15V之间。
3. 555单稳态电路——单稳态555定时器
(单稳态多谐振荡器电路图)
当负脉冲施加到单稳态定时器电路的触发输入(引脚2)时,触发器输出从“低”态变为“高”态。移除外部定时电容两端的短路,关闭连接放电引脚的放电晶体管,消除短路并具有抗噪性。直流和交流产品均含此电路。你知道交流电路是电压、电流、电阻在交流电路中的基本关系吗?
换言之,此过程允许定时电容通过电阻充电。直到电压达到阈值(由引脚6决定),比较器输出从“高”态变为“开启”晶体管,并通过放电引脚放电电容。
单稳态定时器上目前有两个开放工作电路。输出需另一触发脉冲重新启动定时过程,一旦输出返回稳定状态“低”。实质上,单稳态多谐振荡器此时仅有一个稳定状态。
4. 555单稳态电路——单稳态电路方程
(单稳态定时器方程)
‘T’为电脉冲输出长度(秒)
‘R’为电阻阻值(欧姆)
‘C’为电容容值(法拉)
如上式所示,增大电阻或电容可增加电脉冲输出长度。使用较小电阻和电容可缩短输出。
(555定时器与Arduino俯视图示)
例如,引脚1和引脚3间串联LED。电流将灌入555定时器输出端,LED亮,输出“低”。另一电路中,引脚3和地引脚连接LED,电流从输出端输出,输出“高”时LED亮。555定时器可同时灌入和输出负载,两个LED连接同一输出端同时导通,即用一个电路实现额外电路功能。
结语
555单稳态电路产生单次脉冲。定时器电路是电路核心。电路中还含继电器开关,继电器连接IC输出。可将任何交流或直流电器连接到单稳态定时器电路。
工业技术