NE555時(shí)基集成電路的實(shí)驗(yàn)與制作,NE555 introduction
關(guān)鍵字:NE555時(shí)基集成電路的實(shí)驗(yàn)與制作
1.常用電子元器件簡介
(1)名稱·電路符號·文字符號
(2)555時(shí)基集成電路
555時(shí)基集成電路是數(shù)字集成電路,是由21個(gè)晶體三極管、4個(gè)晶體二極管和16個(gè)電阻組成的定時(shí)器,有分壓器、比較器、觸發(fā)器和放電器等功能的電路。它具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試,就可以做成多種實(shí)用的各種小電路,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。
555時(shí)基電路國內(nèi)外的型號很多,如國外產(chǎn)品有:NE555、LM555、A555和CA555等;國內(nèi)型號有5GI555、SL555和FX555等。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳序號都相同,因此,可以直接互相代換。但要注意,并不是所有的帶555數(shù)字的集成塊都是時(shí)基集成電路,如MMV555、AD555和AHD555等都不是時(shí)基集成電路。
常見的555時(shí)基集成電路為塑料雙列直插式封裝(見圖5-36),正面印有555字樣,左下角為腳①,管腳號按逆時(shí)針方向排列。
(圖5-36)
555時(shí)基集成電路各管腳的作用:腳①是公共地端為負(fù)極;腳②為低觸發(fā)端TR,低于1/3電源電壓以下時(shí)即導(dǎo)通;腳③是輸出端V,電流可達(dá)2000mA;腳④是強(qiáng)制復(fù)位端MR,不用可與電源正極相連或懸空;腳⑤是用來調(diào)節(jié)比較器的基準(zhǔn)電壓,簡稱控制端VC,不用時(shí)可懸空,或通過0.01μF電容器接地;腳⑥為高觸發(fā)端TH,也稱閾值端,高于2/3電源電壓發(fā)上時(shí)即截止;腳⑦是放電端DIS;腳⑧是電源正極VC。
555時(shí)基集成電路的主要參數(shù)為(以NE555為例)電源電壓4.5~16V。
輸出驅(qū)動電流為200毫安。
作定時(shí)器使用時(shí),定時(shí)精度為1%。
作振蕩使用時(shí),輸出的脈沖的最高頻率可達(dá)500千赫。
使用時(shí),驅(qū)動電流若大于上述電流時(shí),在腳③輸出端加裝擴(kuò)展電流的電路,如加一三極管放大。
(3)音樂片集成電路
它同模仿動物叫聲和人語言集成電路都是模擬集成電路,采用軟包裝,即將硅芯片用黑的環(huán)氧樹脂封裝在一塊小的印刷電路板上。
由于集成電路內(nèi)不宜制作電感、電容及可調(diào)電阻等元器件,為了發(fā)揮它的作用,必須外接一些元器件。
注意:集成電路片在焊接時(shí)不能帶電操作,只有焊接后,檢查無誤,才能接通電源。
2.555時(shí)基集成電路基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)
為了便于利用較少的元器件,而達(dá)到基本學(xué)會555時(shí)基集成電路的制作和應(yīng)用能力,我們篩選了以下元器件供大家實(shí)驗(yàn)參考(以下電路圖5-37中不再標(biāo)出數(shù)值)。
R1是光敏電阻、R2=10K、R3=2K、R4=200Ω、R5=200Ω、Rp是150K、RT是熱敏電阻、IC1是NE555、IC2是焊有三極管和電阻的音樂片、紅綠發(fā)光管VD1和VD2各一個(gè)、SB是按鍵開關(guān)、C1=0.01μF、C2=0.04μF、C3=10μF、C4=47μF、C5=100μF(C3、C4和C5為電解電容器,耐壓應(yīng)當(dāng)大于6V)、GB=6V、喇叭為8Ω。
(1)觸摸電路
這是555時(shí)基集成電路的一個(gè)特長,具有電路翻轉(zhuǎn)功能,稱為雙穩(wěn)工作方式。圖5-38是最典型的雙穩(wěn)電路。圖中“開”和“關(guān)”是兩個(gè)金屬片(鐵片或銅片),當(dāng)手觸摸“開”金屬片時(shí),人體感應(yīng)到的脈沖信號就輸入到②腳,此時(shí)③腳輸出高電位,發(fā)光二極管發(fā)亮。當(dāng)手摸一下“關(guān)”金屬片,電路進(jìn)行翻轉(zhuǎn),此時(shí)③腳輸出低電位,發(fā)光二極管滅。
圖5-37
應(yīng)注意:發(fā)光二極管的兩個(gè)管腳有正負(fù)極之分,焊接(連接)時(shí)不能搞錯(cuò)。當(dāng)電路沒有接金屬片實(shí)驗(yàn)時(shí),手應(yīng)沾一點(diǎn)水或用手拿鑰匙去接觸管腳增大電感量。
(2)延時(shí)電路
延時(shí)電路有兩種,一種是延時(shí)關(guān)電路,如樓道燈就是這種電路;另一種是延時(shí)開電路,這種電路也叫定時(shí)電路。
圖5-38是555時(shí)基集成電路構(gòu)成的延時(shí)關(guān)電路。當(dāng)按動按鍵開關(guān)SB時(shí)(按下后手即離開),使C4放電,觸發(fā)腳③輸出高電位,發(fā)光二極管亮,定時(shí)開始。當(dāng)C放電結(jié)束通過R充電,電壓從零上升到555電源電壓的2/3時(shí),腳③輸出低電位,發(fā)光二極管自動熄滅,定時(shí)結(jié)束。
圖5-38
實(shí)驗(yàn)中先將可調(diào)電阻的動片接觸點(diǎn)擰到中間位置(約75K左右),實(shí)驗(yàn)時(shí)增大或減少電阻值可以發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管亮的時(shí)間隨之增長或減少。拆下C4,換C3和C5會發(fā)現(xiàn)電容量越大發(fā)光二極管亮的時(shí)間也越長。這就是說延時(shí)的長短由RP和C數(shù)值決定,電阻值越大、電容值越大,延時(shí)時(shí)間越長。在科技制作中可根據(jù)需要更換電阻和電容,以達(dá)到延時(shí)目的。
(3)閃光電路
圖5-39中555時(shí)基集成電路由輸入端R3、RP和C4組成一個(gè)振蕩電路,腳③輸出的電平不斷高低翻轉(zhuǎn),當(dāng)腳③輸出低電位時(shí),VD1導(dǎo)通發(fā)光,VD2滅;當(dāng)腳③輸出低電位時(shí),VD1滅,VD2導(dǎo)通發(fā)光。這樣紅綠發(fā)光二極管交替發(fā)光閃爍。
圖5-39
實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻動片的接觸點(diǎn)擰到中間位置,然后再將電阻值增大或者減少,這時(shí)發(fā)光二極管交替發(fā)光的時(shí)間也隨之增大或者減少,但并不十分明顯。如果分別用C5和C3去替換C4,交替發(fā)光時(shí)間的長短就十分明顯了。其振蕩頻率(即每秒發(fā)光二極管的閃爍次數(shù))只要改變RP的阻值和C的電容量,就能實(shí)現(xiàn)。
(4)音響電路
只要把閃光電路中輸出端接揚(yáng)聲器(喇叭),如圖5-40所示,就成為一個(gè)音響器。
圖5-40
實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻擰到中間位置,然后慢慢將電阻值增大減少,音調(diào)也隨之改變。如果用C2替換C1會發(fā)現(xiàn)音調(diào)變低。在電子制作中調(diào)整電阻阻值或更換電容量達(dá)到自己需要的音調(diào)。
(5)光控電路
圖5-41中光敏電阻和電阻組成一個(gè)簡單的分壓器,腳②和腳⑥接在分壓點(diǎn)上。當(dāng)光照較大時(shí),光敏電阻呈低電阻,因此,分壓點(diǎn)的電位較高,當(dāng)腳⑥電位在2/3電源電壓以上時(shí),555時(shí)基集成電路內(nèi)部的上比較器處于復(fù)位狀態(tài),輸出端腳③為低電平,無電流通過。當(dāng)無光或光弱時(shí),光敏電阻呈高電阻,分壓點(diǎn)為低電位,當(dāng)腳②電位在1/3電源以下時(shí),555時(shí)基集成電路內(nèi)部的下比較器處于置位狀態(tài)(導(dǎo)通),腳③輸出高電平,使發(fā)光二極管VD1發(fā)光。
圖5-41
實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻的動片接觸點(diǎn)擰到中間位置,電路連接好后,用黑色塑料筆帽(不能用金屬筆帽)或其他不透光的物品套在光敏電阻上,這時(shí)發(fā)光二極管亮(如果不亮調(diào)整可調(diào)阻值,使發(fā)光二極管亮)。如果要在某一特定暗度(不是全黑)下使發(fā)光二極管亮,應(yīng)在所需的暗度下慢慢減少可調(diào)電阻阻值,使發(fā)光二極管發(fā)光,而遇到比這個(gè)暗度稍亮的情況后,發(fā)光二極管不發(fā)光即可,這往往需要反復(fù)調(diào)整幾次才行。
(6)溫度控制電路
圖5-42電路中使用熱敏電阻器作為頭,插入所要控制的物體中去,當(dāng)溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值減少,利用這個(gè)特點(diǎn)通過電路控制所需的溫度。
圖5-42
電路連接好后,實(shí)驗(yàn)時(shí)先將熱敏電阻器放入熱水中,可調(diào)電阻值由大向小慢慢調(diào)整,使發(fā)光二極管剛好發(fā)光,當(dāng)熱敏電阻從熱水取出,發(fā)光二極管立即滅,表示水溫超過這個(gè)溫度時(shí),發(fā)光二極管發(fā)光提示,不到這個(gè)溫度不發(fā)光。
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