NE555最详细最权威指南.docx

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NE555最详细最权威指南

NE555最详细最权威指南

一．基本原理

555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。

虚线边沿标注的数字为管脚号。

其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V—18V范围内使用。

555定时器工作时过程分析如下：

5脚经0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：

UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。

当VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。

当VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。

当VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。

当VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。

二．典型应用详解

在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如：

多个单稳、多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等。

这样一来,电路变的更加复杂。

为了便于我们分析和识别电路,更好的理解555电路,这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。

每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。

方便大家识别、分析555电路。

下面将分别介绍这3类电路。

　单稳类电路

单稳工作方式,它可分为3种。

见图示。

　　第1种（图1）是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1和1.1.2为代号。

他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是：

“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第3种（图3）是压控振荡器。

单稳型压控振荡器电路有很多,都比较复杂。

为简单起见,我们只把它分为2个不同单元。

不带任何辅助器件的电路为1.3.1;使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。

图中列出了2个常用电路。

双稳类电路

　　这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。

555双稳电路可分成2种。

　　第一种（见图1）是触发电路,有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。

单端比较器（2.1.2）可以是6端固定,2段输入;也可是2端固定,6端输入。

第2种（见图2）是施密特触发电路,有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。

双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。

这是双稳工作方式的结构特点。

2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用,R1和R2起直流偏置作用。

　　无稳类电路

　　第三类是无稳工作方式。

无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。

电路的变化形式也最多。

为简单起见,也把它分为三种。

　　第一种（见图1）是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。

第二种（见图2）是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。

其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。

第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。

第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a和3.2.3b的代号。

　　第三种（见图3）是压控振荡器。

由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单的形式（3.3.1）和带辅助器件的（3.3.2）两个单元。

图中举了两个应用实例。

　　无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。

只有一个振荡电阻的可以认为是特例。

例如：

3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。

有时会遇上7.6.2三端并联,只有一个电阻RA的无稳电路,这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。

　　以上归纳了555的3类8种18个单元电路,虽然它们不可能包罗所有555应用电路,古话讲：

万变不离其中,相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。

　　各种应用电路

555触摸定时开关

　　集成电路IC1是一片555定时电路,在这里接成单稳态电路。

平时由于触摸片P端无感应电压,电容C1通过555第7脚放电完毕,第3脚输出为低电平,继电器KS释放,电灯不亮。

　  当需要开灯时,用手触碰一下金属片P,人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端,使555的输出由低变成高电平,继电器KS吸合,电灯点亮。

同时,555第7脚内部截止,电源便通过R1给C1充电,这就是定时的开始。

当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时,555第7脚道通使C1放电,使第3脚输出由高电平变回到低电平,继电器释放,电灯熄灭,定时结束。

定时长短由R1、C1决定：

T1=1.1R1*C1。

按图中所标数值,定时时间约为4分钟。

D1可选用1N4148或1N4001。

　　相片曝光定时器

　　附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。

用人工启动式单稳电路。

　　工作原理：

　　电源接通后,定时器进入稳态。

此时定时电容CT的电压为：

VCT=VCC=6V。

对555这个等效触发器来讲,两个输入都是高电平,即VS=0。

继电器KA不吸合,常开点是打开的,曝光照明灯HL不亮。

　　按一下按钮开关SB之后,定时电容CT立即放到电压为零。

于是此时555电路等效触发的输入成为：

R=0、S=0,它的输出就成高电平：

V0=1。

继电器KA吸动,常开接点闭合,曝光照明灯点亮。

按钮开关按一下后立即放开,于是电源电压就通过RT向电容CT充电,暂稳态开始。

当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时,定时时间已到,555等效电路触发器的输入为：

R=1、S=1,于是输出又翻转成低电平：

V0=0。

继电器KA释放,曝光灯HL熄灭。

暂稳态结束,有恢复到稳态。

　　曝光时间计算公式为：

T=1.1RT*CT。

本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟,可由电位器RP调整和设置。

　　电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品,并应根据负载（HL）的容量大小选择继电器触点容量。

　　单电源变双电源电路

附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1：

1的方波。

3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。

由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。

本电路输出电流超过50mA。

简易催眠器

　　时基电路555构成一个极低频振荡器,输出一个个短的脉冲,使扬声器发出类似雨滴的声音（见附图）。

扬声器采用2英寸、8欧姆小型动圈式。

雨滴声的速度可以通过100K电位器来调节到合适的程度。

如果在电源端增加一简单的定时开关,则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。

直流电机调速控制电路

　　这是一个占空比可调的脉冲振荡器。

电机M是用它的输出脉冲驱动的,脉冲占空比越大,电机电驱电流就越小,转速减慢;脉冲占空比越小,电机电驱电流就越大,转速加快。

因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速度。

如电极电驱电流不大于200mA时,可用CB555直接驱动;如电流大于200mA,应增加驱动级和功放级。

图中VD3是续流二极管。

在功放管截止期间为电驱电流提供通路,既保证电驱电流的连续性,又防止电驱线圈的自感反电动势损坏功放管。

电容C2和电阻R3是补偿网络,它可使负载呈电阻性。

整个电路的脉冲频率选在3~5千赫之间。

频率太低电机会抖动,太高时因占空比范围小使电机调速范围减小。

用555制作的D类放大器

由IC555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器,占空比为50%,控制端5脚输入音频信号,3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号,经L、C3接调、滤波后推动扬声器。

　　风扇周波调速电路

　　夏天要来了,电风扇又得派上用场。

这里介绍一个电风扇模拟阵风周波调速电路,可以为将我们家里的老式风扇增加一个实用功能,也算是一个迎接夏天到来的准备吧。

下面介绍其工作原理。

　　电路见图1a。

电路中NE555接成占空比可调的方波发生器,调节RW可改变占空比。

在NE555的3脚输出高电平期间,过零通断型光电耦合器MOC3061初级得到约10mA正向工作电流,使内部硅化镓红外线发射二极管发射红外光,将过零检测器中光敏双向开关于市电过零时导通,接通电风扇电机电源,风扇运转送风。

在NE555的3脚输出低电平期间,双向开关关断,风扇停转。

　　MOC3061本身具有一定驱动能力,可不加功率驱动元件而直接利用MOC3061的内部双向开关来控制电风扇电机的运转。

RW为占空比调节电位器,亦即电风扇单位时间内（本电路数据约为20秒）送风时间的调节,改变C2的取值或RW的取值可改变控制周期。

　　图1b电路为MOC3061的典型功率扩展电路,在控制功率较大的电机时,应考虑使用功率扩展电路。

制作时,可参考图示参数选择器件。

由于电源采用电容压降方式,请自制时注意安全,人体不能直接触摸电路板。

　　电热毯温控器

　　一般电热毯有高温、低温两档。

使用时,拨在高温档,入睡后总被热醒;拨在低温档,有时醒来会觉得温度不够。

这里介绍一种电热毯温控器,它可以把电热毯的温度控制在一个合适的范围。

工作原理：

　　电路如图所示。

图中IC为NE555时基电路。

RP3为温控调节电位器,其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阀电位Vf,且V5=Vf=2Vz。

220V交流电压经C1、R1限流降压,D1、D2整流、C2滤波,DW稳压后,获得9V左右的电压供IC用。

室温下接通电源,因已调V2

三．拓展

NE555经典应用电路23种

                    图1方波电路                                                       图2振荡器实践电路

                          图3GICPROBEWITHPULSE逻辑脉冲探头

          图4TRONOME电子节拍器电路              图50-5分定时器电路

     图6 铃电路图                            图7 SCHMITTTRIGGER施密特触发器电路

图8倾斜开关（水银开关）传感器电路           图9TIMERTESTER定时器测试电路

                      图10TWOTONEEXPERIMENT双音实验电路

                              图11动机调速器电路

                         图12电源报警电路                                                 图13  LED调光器电路

图14敏电阻光控报警电路                            图15光敏电阻光控开关电路  

          图16红外线发射电路                                                  图17  简单闪光电路

            图18触摸开关电路                                        图19氖灯驱动电路

                            图2050％对称波电路

                         图21触摸开关电路

                                     图22单稳态电路触发器

                                        图23锯齿波产生器