NE555中文

发布 2019-08-14 02:01:35 阅读 3897

概述: 封装外形图。

ne555p是一块通用时基电路,电路包含24个晶体管,2个二极管和17个电阻,组成阈值比较器,触发比较器,rs触发器,复位输入,放电和输出等6部分。

采用dip8、sop8封装形式。

主要特点:关闭时间小于2s。

最大工作频率大于500khz。

定时可从微秒级至小时级(由外接电阻电容精确控制)。

可工作于振荡方式或单稳态方式。

输出电流大,200ma(可提供或灌入)。

占空比可调。

可同ttl电路相接。

温度稳定性好,0.005%/℃

功能框图。极限值(绝对最大额定值,若无其它规定,tamb=25℃)

电特性 (若无其它规定,vcc=5~15v,tamb=25℃)

参考参数。注:* 指外部rc回路漂移不计入时间参数。

应用图。555芯片引脚图及引脚描述。

555的8脚是集成电路工作电压输入端,电压为5~18v,以ucc表示;从分压器上看出,上比较器6脚a1的5脚接在r1和r2之间,所以5脚的电压固定在2ucc/3上;下比较器a2接在r2与r3之间,a2的同相输入端电位被固定在ucc/3上。

ne555管脚功能介绍:

1脚为地。2脚为触发输入端;3脚为输出端,输出的电平状态受触发器控制,而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。

当触发器接受上比较器a1从r脚输入的高电平时,触发器被置于复位状态,3脚输出低电平;

2脚和6脚是互补的,2脚只对低电平起作用,高电平对它不起作用,即电压小于1ucc/3,此时3脚输出高电平。6脚为阈值端,只对高电平起作用,低电平对它不起作用,即输入电压大于2 ucc/3,称高触发端,3脚输出低电平,但有一个先决条件,即2脚电位必须大于1ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压ucc,输出电流最大可打200ma。

4脚是复位端,当4脚电位小于0.4v时,不管脚状态如何,输出端3脚都输出低电平。

5脚是控制端。

7脚称放电端,与3脚输出同步,输出电平一致,但7脚并不输出电流,所以3脚称为实高(或低脚称为虚高。

1 555集成电路的框图及工作原理。

555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。

由于它工作可靠、使用方便、**低廉,目前被广泛用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本r-s触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体,如图1所示。

555芯片管脚介绍。

555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图2(a)所示,按输入输出的排列可看成如图2(b)所示。其中6脚称阈值端(th),是上比较器的输入;2脚称触发端(tr),是下比较器的输入;3脚是输出端(vo),它有o和1两种状态,由输入端所加的电平决定;7脚是放电端(dis),它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(mr),加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(vc),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端,1脚是地端。

图2 555集成电路封装图。

我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的r-s触发器,如图3(a)所示,这个特殊的触发器有两个输入端:阈值端(th)可看成是置零端r,要求高电平,触发端(tr)可看成是置位端s,要求低电平,有一个输出端vo,vo可等效成触发器的q端,放电端(dis)可看成是由内部放电开关控制的一个接点,由触发器的q端控制:q=1时dis端接地,q=0时dis端悬空。

另外还有复位端mr,控制电压端vc,电源端vdd和。

地端gnd。这个特殊的触发器有两个特点:

1)两个输入端的触发电平要求一高一低,置零端r即阈值端(th)要求高电平,而置位端s即触发端(tr)则要求低电乎;

2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同,当v c端不接控制电压时,对th(r)端来讲,>2/3vdd是高电平1,<2/3vdd是低电平0:而对tr(s)端来讲,>1/3vdd是高电平1,<1/3vdd是低电平0。如果在控制端(vc)上控制电压vc时,这时上触发电平就变成vc值,下触发电平就变成1/2vc值,可见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。

它的功能表见图3(b)所示。

图3 555电路等效r—s触发器。

555集成电路有双极型和cmos型两种。cmos型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高,但输出功率较小,输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是输出功率大,驱动电流达200毫安,其他指标则不如cmos型的。

4. 典型应用电路。

555的应用电路很多,只要改变555集成电路的外部附加电路,就可以构成几百种应用电路,大体上可分为555单稳、555双稳及555无稳(即振荡器)三类。

5 555单稳电路。

单稳电路有一个稳态和一个暂稳态,是利用电容的充放电形成暂稳态的,因此它的输入端都带有定时电阻和定时电容,常见的555单稳电路有两种:

1)人工启动型。

将555电路的脚并接起来接在rc定时电路上,在定时电容ct,两端接按钮开关sb,就成为人工启动型555单稳电路,如图4(a)所示,用等效触发器替代555,并略去与单稳工作无关的部分后见图4(b)所示,下面分析它的工作原理:

稳态:接上电源后,电容ct很快充电到vdd,从图4(b)看到,触发器输入r=1,s=1,从功能表看到输出vo=0,这是它的稳态。

暂稳态:按下开关sb,ct上电荷很快放到零,相当于触发器输入r=0,s=0,输出立即翻转成vo=l,暂稳态开始。开关放开后,电源又向ct充电,经过时间td后,ct上电压上升到》2/3vdd时,输出又翻转成vo=o,暂稳态结束。

td就是单稳电路的定时时间或延时时间,它和定时电阻rt和定时电容ct的值有关:td=1.1rtct。

图4人工启动型555单稳电路。

2)脉冲启动型。

将555电路的脚并接起来接在定时电容ct上,用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路,如图5(a)所示,电路的2脚平时接高电平,当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路,用等效触发器替代555后见图5 6)所示,下面分析它的工作原理:

稳态:接上电源后,r=1,s=1,输出vo=0,dis端接地,ct上的电压为0即r=0,输出仍保持vo=0,这是它的稳态。

暂稳态:输入负脉冲后,输入s=0,输出立即翻转成vo=1,dis端开路,电源通过rt向ct充电,暂稳态开始。经过时间td后,ct上电压上升到》2/3vdd时,输入又成为r=1,s=1,这时负脉冲已经消失,输出又翻转成vo=0,暂稳态结束。

这时内部放电开关接通,dis端接地,ct上电荷很快放到零,为下一次定时控制作准备。电路的定时时间td=1.1rtct。

这两种单稳电路常用作定时延时控制。

图5脉冲启动型单稳电路。

6 555双稳电路。

常见的555双稳电路有两种:

1)r-s触发器型双稳。

将555电路的脚作为两个控制输入端,7端不用,就成为一个r-s触发器。注意两个输入端的触发电平和阈值电压不同,如图6(a)所示,有时可能只有一个控制端,这时另外一个控制端要设法接死,根据电路要求可以把r端接到电源端,如图6(b)所示,也可以把s接地,用r端作输入。

有两个输入端的双稳电路常用作电机调速、电源上下限告警等用途。有一个输入端的双稳电路作为单端比较器用于各种检测电路。

图6 555构成r-s触发器。

2)施密特触发器型双稳。

将555电路的脚并接起来接成只有一个输入端的触发器,如图7(a)所示,这个触发器输出电压和输入电压的关系是一个长方形的回线形,如图7(b)所示,从曲线可知,当输入v1=0时输出vo=1,当输入电压从0上升到》2/3vdd后,vo翻转成0,当输入电压从最高值下降到<1/3vdd后,vo又翻转成1。由于它的输入有两个不同的阈值电压,所以,这种电路常用于电子开关,各种控制电路、波形的变换和整形,如图8所示。

图7 555构成施密特触发器。

图8波形的变换和整形。

6. 555振荡器电路(无稳电路)

由555定时器构成的多谐振荡器如图9(a)所示,其工作波形见图9(b)。

接通电源后,电源vdd通过r1和r2对电容c充电,当uc<1/3vdd时,振荡器输出vo=1,放电管截止。当uc充电到≥2/3vdd后,振荡器输出vo翻转成0,此时放电管导通,使放电端(dis)接地,电容c通过r2对地放电,使uc下降。当uc下降到≤1/3vdd后,振荡器输出vo又翻转成1,此时放电管又截止,使放电端(dis)不接地,电源vdd通过r1和r2又对电容c充电,又使uc从1/3vdd上升到2/3vdd,触发器又发生翻转,如此周而复始,从而在输出端vo得到连续变化的振荡脉冲波形。

脉冲宽度tl≈0.7r2c,由电容c放电时间决定;th=0.7(r1+r2)c,由电容c充电时间决定,脉冲周期t≈th+tl。