對于555上了年紀的朋友,可能還會想到另一個經(jīng)典的東西---555香煙。當然我們這里禁止吸煙。而另一個經(jīng)典,無論你是新入門的電子愛好者或是資深的電子發(fā)燒友,你一定不會沒有聽說過555芯片吧?據(jù)說這個芯片是全球年產(chǎn)量最高的芯片之一,光2003一年就生產(chǎn)了10億片。10億片,基本上全國人手一枚。
555芯片最初由模擬電路大師Hans R. Camenzind 在1971年為西格尼蒂克公司設計出來,此被稱為“The IC Time Machine”,這也是至今為止第一個被商業(yè)化IC計時器。對于它的命名坊間有這樣一個說法,555的命名來自于內(nèi)部的三枚5K歐姆的電阻,但這一說法被設計者Hans R. Camenzind否認,說是隨便起的3個數(shù)字而已。
現(xiàn)在有眾多的芯片生產(chǎn)廠商都有生產(chǎn)555時基芯片,其生產(chǎn)標號也不盡相同,常見的一般為NE555或SE555,普通商用級別的為NE555,通常國內(nèi)零售價在1元RMB之內(nèi),工作溫度范圍在0-70°C,而軍用級的SE555其工作溫度在-55到125°C,零售價是普通商用級別的好幾倍,在3-5元RMB左右。現(xiàn)在也有派生的型號如556、558、559等。封裝形式也是多種多樣,常用的是一般為DIP8和SOIC8。
555芯片常被用于定時器、脈沖產(chǎn)生器和震蕩電路,在電路中的常被用于延時器件、觸發(fā)器或起振元件。
555的內(nèi)部原理圖(來自網(wǎng)絡的資料圖片)
555的原理簡圖(來自網(wǎng)絡的資料圖片)
標準引腳定義表
555 DIP8封裝引腳圖
555實際應用中能組成的應用電路有N多種,但基本上都是基于它的以下三種工作模式。
單穩(wěn)態(tài)模式: 這個模式下,實現(xiàn)功能為單次觸發(fā)。當觸發(fā)TRIG輸入電壓降至VCC的1/3時開始輸出脈沖。輸出的脈寬取決于由定時(連接于THRES腳的RC)電阻與電容組成的RC網(wǎng)絡的時間常數(shù)。當連接在THRES腳的電容電壓升至VCC的2/3時輸出脈沖停止,參看下面的波形圖可以更好的理解。因此可以根據(jù)需要改變RC網(wǎng)絡的時間常數(shù)來調(diào)節(jié)脈寬,輸出脈寬t,即電容電壓充至VCC的2/3所需要的時間由下式算出:
這個模式下的應用范圍包括定時器,脈沖丟失檢測,反彈跳開關(guān),輕觸開關(guān),分頻器,電容測量,PWM脈寬調(diào)制等。
555用于單穩(wěn)態(tài)的典型電路
555用于單穩(wěn)態(tài)的典型波形
無穩(wěn)態(tài)(非穩(wěn)態(tài))模式 :這個模式下,芯片以振蕩器的方式工作。芯片工作后連續(xù)輸出所設定頻率的方波。電阻RA接在VCC與放電引腳(引腳7)之間,另一個電阻RB接在引腳7與觸發(fā)引腳(引腳2)之間,引腳2與閾值引腳(引腳6)短接。工作時電容C通過RA與RB充電至2/3 VCC,然后輸出電壓翻轉(zhuǎn),電容通過RB放電至1/3 VCC,之后電容重新充電,輸出電壓再次翻轉(zhuǎn)。
555用于無穩(wěn)態(tài)的典型電路
555用于無穩(wěn)態(tài)的典型波形
無穩(wěn)態(tài)的輸出頻率由RA,RB與C確定,修改其值就可以得到不一樣的波形。或者改用不同類型的電阻,也可以實現(xiàn)不一樣的功能,如使用溫敏電阻、光敏電阻,實現(xiàn)不同狀態(tài)下輸出不一樣的波形。
無穩(wěn)態(tài)模式的頻率計算:
輸出高低電平時間由下式給出:
無穩(wěn)態(tài)的這個模式下的應用范圍包括邏輯電路時鐘、音調(diào)發(fā)生器、頻閃燈、脈沖發(fā)生器、PPM脈沖位置調(diào)制等電路中。
雙穩(wěn)態(tài)模式(或稱施密特觸發(fā)器模式): 這個模式下,DISCH引腳懸空且不外接電容的情況下,555類似于一個RS觸發(fā)器可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)。
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