应用555芯片的一些常用电路.docx
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应用555芯片的一些常用电路
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2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
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。
1．触摸延时“小灯”
图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。
要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。
如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。
图5-43
2．触摸延时音乐门铃
图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。
它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-44
3．手控行车红绿灯指示器模型
图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。
图5-45
4．可自动控制的行车红绿灯指示器模型
图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型改为路灯自动控制。
先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。
在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。
当汽车行过干簧管上方时，电路导通，红灯变为绿灯，汽车继续向前行驶，由于延时电路作用，使绿灯亮一段时间，保证汽车驶过路口。
需要注意的是根据汽车模型的速度，调整干簧管的位置和电路延时的时间。
图5-46
5．灯塔模型
先用硬纸做一个灯塔模型。
图5-47是它的电路图，它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。
最后调整好闪烁时间。
图5-47
6．夜间打灯光靶
图5-48是它的电路图，它与闪光电路相比，集成电路的脚①是单独与负极连接，而电容与R5却是经过干簧管与负极连接。
先按图14做一个一碰便可以翻倒的靶牌。
在靶子的底部固定一块磁铁，将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。
绿色发光二极管放置在靶心位置上，红色发光二极管诱因在支架的底部。
游艺时，将靶牌放在暗处，干簧管在磁场作用下导通，两个发光二极管相互闪光，绿色发光二极管指示靶心。
当靶子被击倒后，虽然干簧管失去了磁场的作用电路断开，但这时电路并未全部不通，红色发光二极管不会常亮，表示击中靶子。
如果把靶牌放到运动的车模上，打靶更加紧张有趣。
图5-48
7．发报练习器
图5-49是它的电路图，它是在音响电路中接入按键代替电键使用，做成一个发报练习器的，音调高低可自己选定。
也可以自己做一个电键。
图5-49
国际莫尔斯码字符如下：
如果将自己一方的电键的两根导线接在另一个同学电路中，同时把对方同学的电键两根导线接在自己电路中，那么这俩人之间就可以互相发报传送信息了。
8．一种平时不耗电的磁控报警器
图5-50是它的电路图，它是在音响电路中接入干簧管，再将干簧管放入两块相吸引的磁铁之间，这时，干簧管并不闭合，电路不导通。
当移动一块磁铁后干簧管立即闭合，电路导通报警。
制作时先把干簧管安放在门窗的木框上，同时把一块磁铁固定在干簧管的上方，把另一块磁铁安放在门窗对着干簧管处的下方，注意一定要使这两块磁铁相吸，这时干簧管不导通，喇叭不发出音响。
一旦门窗打开，干簧管被上方磁铁吸引闭合，电路导通，发出音响报警。
9．断线报警器
在电路图5-51中的A、B两点是用一根细的导线连接（图中的弧线），当人或动物碰断导线时便会发声报警，发光二极管发光。
10．雨水报警器
图5-52是它的电路图，它是在音响电路中从两个电阻之间引出一个探头改为雨水报警器的。
用覆铜板照图5-53做一个探头，接到音响电路中，当雨水滴在探头上，使电路导通，便会发出音响。
这个报警器还可以作为各种遇水报警装置。
11．高低水位报警器
水能导电，也就有电阻存在。
图5-54就是利用电阻值的不同，发出不同音调制作成高低水位报警器，它与雨水报警器中的探头不同。
用导线按照图5-55做成水位探头，接到电路中去。
当水位低时，A与B导通，因有可调电阻，阻值较大发出低音；当水位升高A与C也导通，这时A与C电阻阻值因为没有可调电阻远远小于A与B的电阻值，因此电流通过A与C，报警器便发出高音。
按这个思路还可以做成高低音门铃、多路报警器等。
12．手控模仿鸟鸣实验
图5-56是它的电路图，它与音响器不同的是没有电容，并将电容处断开。
先将音响器调响后，拆去电容，用两个手指捏住导线的两个端头，这时喇叭发出高的音调。
随着手指捏住松紧程度不同，喇叭发出时高时低、时响时断、如同鸟叫一般的声音。
调整可调电阻阻值，会发出不同音调，模仿鸟鸣和其他音响。
图5-56
13．节拍器
图5-57是它的电路图，它是将闪光电路中接上喇叭，做成既有灯光又有音响的节拍器，只是声音较低。
调整电阻阻值和电解电容可以得到不同的节拍。
如果去掉发光二极管，将节拍器调整到好似下雨的嘀嘀声，还可以作为催眠器，响一夜用电量很少。
图5-57
14．见光发亮的光控“灯”
这个光控“灯”是见光发亮。
图5-58是它的电路图，与前面介绍的光控“灯”控制相反，因此，只要把原电路中光敏电阻和可调电阻调一下位置就可以了。
在实验中不要忘记可调电阻的调整。
如果在电路中拆去发光二极管和电阻，接6伏继电器，再由继电器控制灯就可达到实用装置的目的。
图5-58
15．见光响音乐
早上阳光照进屋内，它就播放出音乐。
图5-59是它的电路图，它是在见光就亮的光控“灯”中，去掉发光二极管，改接音乐片和扬声器而成。
制作时可以根据自己所希望的亮度，慢慢调整可调电阻值。
该装置还可以以市场销售的小型激光指示器为光源枪，将光敏电阻安放在靶心处，找一个不透光的圆筒套在光敏电阻上，遮挡外部光线对它的干扰，调整可调电阻值，做成光电打靶器。
图5-59
16．黑暗光控报警器
图5-60是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮电路中接上音乐片电路，制作时根据所需的暗度下调整可调电阻值到发出音乐响声。
该装置还可以与小型激光指示器或其他光线配合，做成报警器，如在圈养的动物外围，将小型激光指示器远距离照射光敏电阻，当有动物外逃时，挡住激光束，便会报警。
或者将脚③与计算器中的连加相接，用来对传送带上的物品个数进行计算，或者用于通道显示有人、动物通过等。
图5-60
17．书写光亮测试器
图5-61是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮的电路中再加上一个发光二极管，就可以改装为光线亮度测试器。
反复调整可调电阻值，使它在符合书写光照条件下，绿色发光二极管发光，而光照一暗时红色发光二极管发光，以提醒人们注意。
图5-61
18．干湿测量器
图5-62是它的电路图，用钢丝照图做两个探头连在电路中，使用时，将它的两个探头插入花盆或其他物体中，反复调整可调电阻值，使它在湿润时绿色发光二极管亮，干燥时红色发光二极管亮，以示区别。
图5-62
19．延时开的小“灯”
图5-63是它的电路图，它是将延时关电路中的电阻和电容交换位置，便可成为延时开的电路。
按下按键，发光二极管由亮转灭，当手指离开按键后，会发现过一会儿发光二极管才亮。
图5-63
20．水沸报警器
先将热敏电阻放入一个直径为8毫米左右、长100毫米的铜管或不锈钢管内，引出导线，用树脂封好，不能进水。
图5-64是它的电路图。
实验时插入开水中，要慢慢调整可调电阻的阻值，使它到100℃时音响报警，低于这个温度时没有音响报警。
图5-64
像以上介绍的利用基础电路扩展的电子制作还可以举出许多例子，只要大家多动脑筋，发挥创造性，就可以充分利用这套器件中磁控、光控和温控的作用，再制作出各种适应它们的外围作品，如：
干簧管放在水容器的外面指定位置，使磁铁随水面上升，当到达干簧管位置时便可报警；或将磁铁放在车轮上，干簧管放在靠近磁铁的位置，车轮每旋转一圈就使干簧管闭合一次，等等类似这样的装置；或者加入其他有关的继电器、声控、红外发射与接收等元器件就可以制作出更多新颖有趣的电子科技作品来。
关于无线电方面的内容和焊接技术其他书籍介绍较多，这里就不再介绍了。
时基电路555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，时导通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，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V2Vz，V6≥Vf时，IC翻转，3脚变为低电平，BCR截止，电热丝停止发热，温度开始逐渐下降，BG1的ICEO随之逐渐减小，V2、V6降低。
当V6元件选择：
BG1可选用3AX、3AG等PNP型锗管；BCR用400V以上的小型双向可控硅，其它元件按图标选用。
制作要点：
热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出，并将其连同管脚接头装入。
一电容器铝壳内，注入导热硅脂，制成温度探头。
使用时，把该温度探头放在适当部位既可。
多用途延迟开关电源插座
家用电器、照明灯等电源的开或关，常常需要在不同的时间延迟后进行，本电源插座即可满足这种不同的需要。
工作原理：
电路如图所示，它由降压、整流、滤波及延时控制电路等部分组成。
按下AN，12V工作电压加至延迟器上，这时NE555的②脚和⑥脚为高电平，则NE555的③脚输出为低电平，因此继电器K得电工作，触点K1-1向上吸合，这时“延关”插座得电，而“延开”插座无电。
这时电源通过电容器C3、电位器RP、电阻器R3至“地”，对C3进行充电，随着C3上的电压升高，NE555的②、⑥脚的电压越来越往下降，当此电压下降至2/3Vcc时，NE555的③脚输出由低电平跳变为高电平，这时继电器将失电而不工作，则其控制触点恢复原位，则“延关”插座失电，而“延开”插座得电。
就这样满足了不同的需求，LED、LED2作相应的指示。
本电路只要元器件是好的，装配无误，装好即可正常工作。
延时时间由C3及PR+R3的值决定，T≈1.1C3（PR+R3）。
RP指有效部分。
C3可用数十pF至1000μF的电容器，（PR+R3）的值可取2K～10MΩ。
C1的耐压值应≥400V，R1的功率应≥2W，AN按钮开关可选用K-18型的，继电器的型号为JQX-13F-12V。
其它元器件无特殊要求。
新颖实用的直流低压稳压电源
开关电源部分的VD1－VD4、R1、C1、C2组成整流滤波电路。
NE555和R2、R3、C4、VD6等元件组成多谐振荡电路，其频率约20KHz。
R4、C3、VD5组成降压稳压电路，为NE555提供12V工作电源。
大功率管VT1及变压器T构成开关电路。
VT1的工作状态由NE555的③脚控制，导通时间由脉冲宽度决定，调整R3即可改变脉冲宽度。
脉冲宽度变宽，输出电压升高；脉冲宽度变窄，输出电压降低。
VT2及R8、R9、C6组成过流保护电路。
当负载过重或发生短路故障时，VT2导通，强迫NE555复位停振，从而保护VT1不致损坏。
C7、R10为保护网络，防止VT1的c-e结被瞬间脉冲击穿。
两个次级绕组经整流滤波后分别输出20V及12V。
为了使制作简单，开关电源设计成不能自动稳压的，其功能类似于变压器，只是实现轻型化的隔离降压作用，稳压功能由后面的稳压电路实现。
12V直流电压经7805稳压后输出+5V电压；20V直流电压送至可调稳压电路。
两者不共地，以便于进行加减组合输出多种电压。
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