在本教程中,我们将学习555定时器如何工作,这是有史以来最受欢迎和广泛使用的ic之一。你可以观看下面的视频或阅读下面的书面教程。
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。
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。
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。
分压器由三个相同的5k电阻组成,分别在供电电压的1/3和2/3处产生两个参考电压,范围从5到15V。
接下来是两个比较器。比较器是电路元件,其比较其正(非反相)和负(反相)输入端子处的两个模拟输入电压。如果正极端子处的输入电压高于负端子处的输入电压,则比较器将输出1.反之亦然,如果负输入端子处的电压高于正端子处的电压,则比较器将输出0。
第一比较器负输入端子连接到分压器处的2/3参考电压和外部“控制”引脚,而正输入端子到外部“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,阈值和控制,我们可以控制两个比较器的输出,然后将其馈送到触发器的R和S输入。当R为0且S为1时,触发器将输出1,反之亦然,当R为1并且s为0时,它将输出0。另外,可以通过称为“复位”的外部引脚重置触发器。可以覆盖两个输入,从而随时重置整个计时器。
触发器的Q-bar输出到输出级或输出驱动器,可以产生或吸收200mA的电流到负载。触发器的输出也连接到一个晶体管上,该晶体管将“放电”引脚连接到地面。
555定时器-双稳态模式
现在让我们创建一个以双稳态模式运行的555计时器的示例。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,因此触发器的输出以及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。
即使触发按钮没有被按下,输出仍然是高的,因为在这种情况下触发器的输入R和S将是0,这意味着触发器不会改变之前的状态。为了降低输出,我们需要按下复位按钮,复位触发器和整个集成电路。
555定时器 - 单稳态模式
接下来,让我们看看555计时器如何在单稳态模式下工作。这是一个电路的例子。
触发输入通过电阻器连接到VCC保持高。这意味着触发比较器将输出0到触发器的S输入。另一方面,阈值引脚是低的,这使得阈值比较器也为0。阈值引脚实际上很低,因为触发器的Q-bar输出很高,这使放电晶体管保持活跃,所以来自源端的电压将通过晶体管接地。
为了改变555定时器输出状态到高,我们需要按下触发引脚上的按钮。这将触发引脚接地,或者输入状态将为0,因此比较器将输出1到触发器的S输入。这将导致Q-bar输出去低,555定时器输出高。同时,我们可以注意到放电晶体管是关闭的,所以现在电容C1将开始通过电阻R1充电。
555定时器将保持在该状态,直到电容器两端的电压达到所提供电压的2/3。在这种情况下,阈值输入电压将更高,并且比较器将输出1到触发器的R输入。这将使电路引入初始状态。Q-Bar输出将变高,这将激活放电晶体管,并使IC输出再次低。
因此,我们可以注意到555计时器的输出量高的时间量很高,这取决于电容器需要充电的时间到2/3的供应电压,这取决于电容器C1和所述的值电阻R1。我们实际上可以使用以下公式计算这一时间,T = 1.1 * C1 * R1。
555定时器 - 觉得
接下来,让我们看看555个定时器如何以令人瞩目的模式工作。在此模式下,IC成为振荡器或也称为自由运行多谐振荡器。它没有稳定状态,在高低之间连续切换,无需应用任何外部触发。这是一个以令人惊叹模式运行的555计时器的示例电路。
我们只需要两个电阻和电容器。触发器和阈值引脚彼此连接,因此不需要外部触发脉冲。最初,电压源将从电阻器R1和R2开始对电容器充电。充电时,触发比较器将输出1,因为触发引脚处的输入电压仍然低于提供电压的1/3。这意味着Q杆输出是0并且放电晶体管关闭。此时555计时器的输出很高。
一旦穿过电容器的电压达到供电电压的1/3,触发比较器将输出0,但在这一点上不会做任何改变,因为触发器的R和S输入都是0。所以电容上的电压将持续上升,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。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定时器的输出很低。
当放电时,电容上的电压开始下降,阈值比较器马上开始输出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,触发比较器将输出1。这将关闭放电晶体管和电容将开始再次充电。因此,这个在2/3到1/3的供电电压之间的充放电过程将继续独立运行,从而在555定时器输出上产生一个方波。
我们可以使用所示公式计算输出高和低的时间。高时间取决于R1和R2的电阻,以及电容器的电容。另一方面,低时间仅取决于R2的电阻和电容器的电容。如果我们总结高低,我们将获得一个周期的时期。另一方面,频率是在一秒钟内发生的次数,所以在这个时段中的一个将提供平方波输出的频率。
如果我们对这个电路做一些修改,例如,用可变电阻或电势计改变R2电阻,我们可以立即控制方波的频率和占空比。但是,在我的下一个视频中我们会做更多PWM直流电动机速度控制器使用555计时器。
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