555定时器IC -工作原理,框图,电路原理图

在本教程中,我们将学习555定时器如何工作,最流行和广泛使用的ic的所有时间。你可以观看下面的视频或阅读下面的书面教程。

概述

由Hans Camenzind于1971年设计的555个定时器,可以在许多电子设备中找到,从玩具和厨房用具开始,甚至是航天器。它是一个高度稳定的集成电路,可以产生精确的时间延迟和振荡。555定时器有三种操作模式,双稳态,单稳态和觉得的模式。

555定时器IC如何工作-亚博88下载引脚

亚博88下载它是如何运作的,内部原理图和框图

让我们仔细看看555个定时器内部的内容,并解释它在三种模式中的每一个中的工作原理。亚博88下载这是555个定时器的内部原理图,由25个晶体管,2个二极管和15个电阻组成。

555定时器内部原理图

用块图表示,它由2组成比较器,一个拖鞋,分压器,放电晶体管和输出级。

555计时器框图

分压器由三个相同的5k电阻组成,在供电电压的1/3和2/3处产生两个参考电压,可以从5到15V。

555定时器分压器

接下来是两个比较国。比较器是一种电路元件,在其正(非反相)输入端和负(反相)输入端比较两个模拟输入电压。如果正端输入电压高于负端输入电压,比较器将输出1。反之亦然,如果输入负端电压高于输入正端电压,比较器将输出0。

第一比较器负输入端连接分压器和外部“控制”引脚上的2/3参考电压,而正输入端连接外部“阈值”引脚。

另一方面,第二比较器负输入端子连接到“触发”引脚,而正输入端子在分压器处的1/3参考电压。

因此,使用三个引脚,触发器,阈值和控制,我们可以控制输出的两个比较器,然后馈电到触发器的R和S输入。当R为0,S为1时,触发器输出1;反之,当R为1,S为0时,触发器输出0。此外,触发器可以通过外部引脚重置称为“reset”,可以覆盖两个输入,从而重置整个定时器在任何时间。

555定时器触发器

触发器的q杆输出到输出级或输出驱动器,可以为负载提供或吸收200mA的电流。触发器的输出也连接到一个晶体管,连接“放电”引脚到地。

555定时器-双稳态模式

现在让我们做一个555定时器在双稳态模式下工作的例子。为此,我们需要两个外部电阻和两个按钮。

IC的触发和复位引脚通过两个电阻连接到VCC,它们总是高。两个按钮连接在这些引脚和地面之间,因此如果我们按住它们,则按下输入状态将是低的。

最初,两个比较器的输出为0,因此触发器输出以及555定时器的输出为0。

如果我们按下触发器按钮,触发输入的状态将变低,因此比较器将输出高电平,这将使触发器Q-Bar输出降低。输出级将反转此问题,555计时器的最终输出将很高。

即使触发器按钮没有被按下,输出也会保持高,因为在这种情况下,触发器输入R和S将为0,这意味着触发器不会改变之前的状态。为了使输出低,我们需要按复位按钮,复位触发器和整个IC。

相关教程:什么是施密特触发器|如何工作亚博88下载

555定时器-单稳态模式

接下来,让我们看看555定时器如何在单稳态模式下工作。这是一个电路的例子。

555定时器单稳态模式

通过电阻将触发输入连接到VCC,从而使触发输入保持高。这意味着触发器比较器将输出0到触发器的S输入。另一方面,阈值引脚是低的,这使阈值比较器出0以及。阈值引脚实际上是低的,因为触发器的q棒输出是高的,这使放电晶体管保持活跃,所以来自电源的电压通过晶体管接地。

为了改变555定时器输出状态为高,我们需要按下触发针上的按钮。这将触发引脚接地,或输入状态将为0,因此比较器将输出1到触发器的S输入。这将导致q杆输出变低,555定时器输出变高。同时,我们可以注意到,放电晶体管是关着的,所以现在电容C1将开始通过电阻R1充电。

555定时器将保持这种状态,直到电压通过电容达到供电电压的2/3。在这种情况下,阈值输入电压会更高,比较器将输出1到触发器的R输入。这将使电路进入初始状态。q杆输出将变成高,这将激活放电晶体管,并使IC输出再次低。

所以我们可以注意到555定时器的输出时间是高的,取决于电容需要充电到供电电压的2/3的时间,这取决于电容C1和电阻R1的值。我们可以用下面的公式计算,T=1。1*C1*R1。

555定时器-稳定模式

接下来,让我们看看555定时器如何在不稳定模式下工作。在这种模式下,集成电路成为一个振荡器或也称为自由运行多谐振荡器。它没有稳定的状态,不需要任何外部触发器就能在高和低之间持续切换。这是一个555定时器在不稳定模式下工作的电路示例。

555定时器稳定模式

我们只需要两个电阻和一个电容。触发器和阈值引脚相互连接,因此不需要外部触发脉冲。最初,电压源将通过电阻R1和R2开始给电容充电。当充电时,触发器比较器将输出1,因为触发器引脚的输入电压仍然低于供电电压的1/3。这意味着q杆输出为0,放电晶体管是关闭的。此时,555定时器的输出是高。

一旦通过电容的电压达到供电电压的1/3,触发器比较器将输出0,但在这一点不会做任何改变,因为触发器的R和S输入都是0。所以电容上的电压会持续上升,一旦达到供电电压的2/3,阈值比较器将输出1到触发器的R输入端。这将激活放电晶体管,现在电容将开始放电通过电阻R2和放电晶体管。此时,555定时器的输出是低的。

放电时,电容的电压开始下降,阈值比较器立即开始输出0,实际上没有任何变化,因为现在触发器的R和S输入都是0。但是一旦通过电容的电压下降到供电电压的1/3,触发器比较器将输出1。这将关闭放电晶体管,电容器将开始再次充电。因此,这一过程的充电和放电之间的供电电压的2/3和1/3将保持自身运行,从而产生一个方波555定时器输出。

555定时器稳定模式输出方波

我们可以使用所示的公式计算输出为High和Low的时间。高时间取决于R1和R2的电阻,以及电容器的电容。另一方面,低时间只取决于R2的电阻和电容的电容。如果我们把高点和低点的次数加起来,就得到一个周期的周期。另一方面,频率是一秒内发生的次数,所以1除以周期会给出方波输出的频率。

555定时器不稳定模式公式计算时间和频率

如果我们对这个电路做一些修改,例如用可变电阻或电位器改变R2电阻,我们就可以立即控制方波的频率和占空比。但是,关于这个我会在下个视频中做一个PWM直流电机调速控制器采用555定时器

我希望你喜欢这个教程,并学到一些新的东西。欢迎在评论区提出任何问题。

一个反应

  1. i . p .辛格

    用图表很好地解释。如果您还提供一步一步的推导,将不胜感激。

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