认识元件(1)–555时基芯片

对于555上了年纪的朋友,可能还会想到另一个经典的东西—555香烟。当然我们这里禁止吸烟。而另一个经典,无论你是新入门的电子爱好者或是资深的电子发烧友,你一定不会没有听说过555芯片吧?据说这个芯片是全球年产量最高的芯片之一,光2003一年就生产了10亿片。10亿片,基本上全国人手一枚。

555芯片最初由模拟电路大师Hans R. Camenzind 在1971年西格尼蒂克公司设计出来,此被称为“The IC Time Machine”,这也是至今为止第一个被商业化IC计时器。对于它的命名坊间有这样一个说法,555的命名来自于内部的三枚5K欧姆的电阻,但这一说法被设计者Hans R. Camenzind否认,说是随便起的3个数字而已。

首个NE555芯片 (来自网络的资料图片)

现在有众多的芯片生产厂商都有生产555时基芯片,其生产标号也不尽相同,常见的一般为NE555或SE555,普通商用级别的为NE555,通常国内零售价在1元RMB之内,工作温度范围在0-70°C,而军用级的SE555其工作温度在-55到125°C,零售价是普通商用级别的好几倍,在3-5元RMB左右。现在也有派生的型号如556、558、559等。封装形式也是多种多样,常用的是一般为DIP8和SOIC8。

555芯片常被用于定时器、脉冲产生器和震荡电路,在电路中的常被用于延时器件、触发器或起振元件。

555的内部原理图(来自网络的资料图片)

 

555的原理简图(来自网络的资料图片)

标准引脚定义表

引脚 名称 功能
1 GND(地) 接地,作为低电平(0V)
2 TRIG(触发) 当此引脚电压降至1/3 VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出高电平。
3 OUT(输出) 输出高电平(+VCC)或低电平。
4 RESET(复位) 当此引脚接高电平时正常工作,当此引脚接地时芯片复位,输出端为低电平。
5 CONT(控制) 控制芯片的阈值电压。(当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3 VCC与2/3 VCC).
6 THRES(阈值) 当此引脚电压升至2/3 VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出低电平。
7 DISCH(放电) 内接OC门,用于给电容放电。
8 VCC(供电) 提供高电平并给芯片供电。

 

555 DIP8封装引脚图

555实际应用中能组成的应用电路有N多种,但基本上都是基于它的以下三种工作模式。

单稳态模式:这个模式下,实现功能为单次触发。当触发TRIG输入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时(连接于THRES脚的RC)电阻与电容组成的RC网络的时间常数。当连接在THRES脚的电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止,参看下面的波形图可以更好的理解。因此可以根据需要改变RC网络的时间常数来调节脉宽,输出脉宽t,即电容电压充至VCC的2/3所需要的时间由下式算出:

这个模式下的应用范围包括定时器,脉冲丢失检测,反弹跳开关,轻触开关,分频器,电容测量,PWM脉宽调制等。

555用于单稳态的典型电路

555用于单稳态的典型波形

无稳态(非稳态)模式:这个模式下,芯片以振荡器的方式工作。芯片工作后连续输出所设定频率的方波。电阻RA接在VCC与放电引脚(引脚7)之间,另一个电阻RB接在引脚7与触发引脚(引脚2)之间,引脚2与阈值引脚(引脚6)短接。工作时电容C通过RA与RB充电至2/3 VCC,然后输出电压翻转,电容通过RB放电至1/3 VCC,之后电容重新充电,输出电压再次翻转。

555用于无稳态的典型电路

555用于无稳态的典型波形

无稳态的输出频率由RA,RB与C确定,修改其值就可以得到不一样的波形。或者改用不同类型的电阻,也可以实现不一样的功能,如使用温敏电阻、光敏电阻,实现不同状态下输出不一样的波形。

无稳态模式的频率计算:

输出高低电平时间由下式给出:

无稳态的这个模式下的应用范围包括逻辑电路时钟、音调发生器、频闪灯、脉冲发生器、PPM脉冲位置调制等电路中。

双稳态模式(或称施密特触发器模式):这个模式下,DISCH引脚悬空且不外接电容的情况下,555类似于一个RS触发器可用于构成锁存开关。

3D打印简易分中尺

网上看到这个工具比较有用,所以尝试画了一个小的,3D打印了一个来测试,可以使用,但要用多几次,掌握笔尖和尺子之间的关系才好提高画线的精度。

下面是STL文件,有需要的朋友可以下载。

STL文件下载:尺子

整个的形状

我这个设计错开了1MM,适合2MM的笔头

上打印机打印

打印完成

整个的样子

方形、圆形时的使用

要掌握一下使用技巧才好提高画线对中的精度。

20180921