NE555到底是個什麼芯片,深度剖析芯片原理

555定時器

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雙列直插NE555

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NE555外觀圖


DIP封裝的555芯片各引腳功能如下表所示

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芯片各引腳功能

功能描述:

引腳名稱功能1GND(地)接地,作為低電平(0V)2TRIG(觸發)當此引腳電壓降至1/3VCC(或由控制端決定的閾值電壓)時輸出端給出高電平。3OUT(輸出)輸出高電平(+

VCC)或低電平。4RST(復位)當此引腳接高電平時定時器工作,當此引腳接地時芯片復位,輸出低電平。5CTRL(控制)控制芯片的閾值電壓。(當此管腳接空時默認兩閾值電壓為1/3VCC與2/3VCC).6THR(閾值)當此引腳電壓升至2/3VCC(或由控制端決定的閾值電壓)時輸出端給出低電平。7DIS(放電)內接OC門,用於給電容放電。8V+,VCC(供電)提供高電平並給芯片供電。

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NE555

內部框圖

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內部框圖

555定時器可工作在三種工作模式下

  1. 單穩態模式:在此模式下,555功能為單次觸發。應用範圍包括定時器,脈衝丟失檢測,反彈跳開關,輕觸開關,分頻器,電容測量,脈衝寬度調製(PWM)等。
  2. 無穩態模式:在此模式下,555以振盪器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用於頻閃燈、脈衝發生器、邏輯電路時鐘、音調發生器、脈衝位置調製(PPM)等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時電阻,555可構成溫度傳感器,其輸出信號的頻率由溫度決定。
  3. 雙穩態模式(或稱施密特觸發器模式):在DIS引腳空置且不外接電容的情況下,555的工作方式類似於一個RS觸發器,可用於構成鎖存開關。

單穩態工作模式

在單穩態工作模式下,555定時器作為單次觸發脈衝發生器工作。當觸發輸入電壓降至VCC的1/3時開始輸出脈衝。輸出的脈寬取決於由定時電阻與電容組成的RC網絡的時間常數。當電容電壓升至VCC的2/3時輸出脈衝停止。根據實際需要可通過改變RC網絡的時間常數來調節脈寬。

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給出:

t=RC1n(3)=1.1RC

雖然一般認為當電容電壓充至VCC的2/3時電容通過OC門瞬間放電,但是實際上放電完畢仍需要一段時間,這一段時間被稱為“弛豫時間”。在實際應用中,觸發源的週期必須要大於弛豫時間與脈寬之和(實際上在工程應用中是遠大於)。

雙穩態工作模式

雙穩態工作模式下的555芯片類似基本RS觸發器。在這一模式下,觸發引腳(引腳2)和復位引腳(引腳4)通過上拉電阻接至高電平,閾值引腳(引腳6)被直接接地,控制引腳(引腳5)通過小電容(0.01到0.1μF)接地,放電引腳(引腳7)浮空。所以當引腳2輸入高(有誤應為低)電壓時輸出置位,當引腳4接地時輸出復位。

無穩態模式

無穩態工作模式下555定時器可輸出連續的特定頻率的方波。電阻R1接在VCC與放電引腳(引腳7)之間,另一個電阻(R2)接在引腳7與觸發引腳(引腳2)之間,引腳2與閾值引腳(引腳6)短接。工作時電容通過R1與R2充電至2/3VCC,然後輸出電壓翻轉,電容通過R2放電至1/3

VCC,之後電容重新充電,輸出電壓再次翻轉。

對於雙極型555而言,若使用很小的R1會造成OC門在放電時達到飽和,使輸出波形的低電平時間遠大於上面計算的結果。

為獲得佔空比小於50%的矩形波,可以通過給R2並聯一個二極管實現。這一二極管在充電時導通,短路R2,使得電源僅通過R1為電容充電;而在放電時截止以達到減小充電時間降低佔空比的效果。

以下為NE555的電氣參數

其他不同規格的555定時器可能會有不同的參數,請查閱數據手冊。供電電壓(VCC)4.5-16 V額定工作電流(VCC= +5 V)3-6 mA額定工作電流(VCC= +15 V)10-15 mA最大輸出電流200 mA最大功耗600mW最低工作功耗30mW(5V),225mW(15V)溫度範圍0-70°C。

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內部結構和電氣標識

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