555基础电路实验4脚悬空,3脚还会输出高和低电平是什么原因?

Dear不離30367142


看提问者的图片,这是一个采用555时基电路制作的LED闪烁灯电路,其现在遇到的问题是,555电路的④脚悬空时,为何555的输出端③脚还会有振荡信号输出,使两个LED闪烁。这里我们就来介绍一下555电路④脚的使用方法。

▲ 555电路构成的LED闪烁灯电路。

上图是一个采用555时基电路设计的LED闪烁灯电路,555电路及其外围接的电阻R1、R2及电容C1组成一个超低频的自激多谐振荡器(R1、R2阻值见提问者给的图片),正常工作时,555的输出端③脚输出的是矩形波信号,当③脚输出为高电平时,绿色的LED2点亮;当③脚输出为低电平时,红色的LED1点亮,这样两个LED轮流点亮,便会发出红绿交替的闪烁光。▲ 555时基电路的内部框图。

555电路的④脚为复位端,正常工作时,要求该端应接高电平,此时输出端③脚的输出状态是由555的②脚和⑥脚的电位高低决定的。当④脚电压≤0.7V(典型值)时,555的③脚输出将一直为低电平,不再受②脚和⑥脚控制,故④脚为低电平(要求幅度≤0.7V)时,只有LED1会点亮,但不会闪烁。由于555的④脚输入阻抗很高(对于双极型555时基电路,该端的输入电流在μA级,而CMOS555时基电路④脚的输入电流在pA级),当该端悬空时,一般④脚处于高电平状态,故上述的振荡电路仍会工作,使两个LED交替闪烁。不过,555的④脚悬空时处于高电平状态不太可靠,若受到干扰,该端可能会变为低电平,故555电路正常工作时,一般将该脚与其电源端⑧脚连接在一起,使其能够可靠的处于高电平状态。


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首先回答一下题主的问题:如果4脚接地,也就是接低电平时,那么3脚输出端只能输出低电平。因为4脚是强制复位端MR,不使用时可与电源正极相连或悬空,这样输出端才能有输出高低电平的能力。如果不行,题主应该排查一下自己连线。

一、仿真验证:(by 零是起源)

以下是我按照图中电路图进行的仿真,效果与理论判断的一样:(GIF最开始和结束LED的变化是仿真软件开始和结束命令引起的效果)

4脚接高电平,3脚输出脚循环输出高低电平,红绿LED灯循环亮灭

4脚悬空,3脚输出脚循环输出高低电平,红绿LED灯循环亮灭

4脚接低电平,3脚输出脚只输出低电平,只有绿色LED亮,红色LED一直是灭的。

555芯片引脚:



1脚:公共地端或负极端,一般接地;

2脚:为低触发端TR,低于1/3电源电压以下导通,是下比较器的输入端;

3脚:为输出端,输出高电平“1”和低电平“0”两种状态,输出状态由输入端所加电平决定;

4脚:复位端(MR),加上低电平时可使输出为低电平;不使用时可与电源正极相连或悬空;

5脚:是用来调节上下比较器的触发电平值,简称控制端VC,不用时可悬空,或通过0.01μF电容器接地;

6脚:阈值端(TH),是上比较器的输入端,高于2/3电源电压发上时即截止;

7脚:放电端(DIS),是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也有输入端的状态决定;

8脚:电源端,IC供电


555 芯片的内部电路框图如图:它内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压1/3VCC和2 /3VCC 。


555定时器的功能表

三、双色闪光灯原理

如上图所示,555时基集成电路由输入端R3、RP和C4组成一个振荡电路,脚③输出的电平不断高低翻转,当脚③输出高电平时,VD1导通发光,VD2灭;当脚③输出低电位时,VD1灭,VD2导通发光。这样红绿发光二极管交替发光闪烁。改变Rp和电容C的值可以改变红绿交替发光时间的长短(时间常数=RC)。


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