NE555集成电路–学习笔记

NE555 学习笔记

  • 一、集成电路NE555简介
  • 1. 功能
  • 2. 工作原理
  • 3.引脚
  • 4. 工作模式
  • 5. 应用场景
  • 6. 注意事项
  • 二、内部元件学习
  • 1. 两个比较器:
  • 2. 双稳态触发器
  • 3.输出部分
  • 4. 放电电路
  • 5. 复位电路
  • 6. 电阻值5k电阻3个
  • 三、 数字电路知识
  • (1)非门(相反门):较为简单不再赘述
  • (2)或非门
  • 四、NE555内部电路简化版
  • 1. 电路分析:
  • 2.工作原理分析
  • 1.初始状态
  • 2.进入双稳态触发器触发状态(输出高电平)
  • 3.清除触发状态
  • 4. 电压控制引脚(引脚⑤)
  • 3. 芯片工作
  • 一、集成电路NE555简介

    NE555 (Timer IC)为8脚时基芯片,时基即 能产生时间基准,大约在1971年由Signetics Corporation发布,在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC。

    NE555体积小、重量轻、稳定可靠,操作电源范围大,输出端的供给电流能力强,计时精确度高,温度稳定度佳,且价格便宜 。

    NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

    1. 功能

    NE555是一款多功能定时器(timer),可以作为单稳态(monostable)或多谐振荡器(astable)使用。

    2. 工作原理

    NE555基于RC(电阻-电容)定时原理,其工作由外部电阻和电容决定。

    3.引脚

  • 引脚1(GND): 地(地线)。
  • 引脚2(TRIG): 触发输入。
  • 引脚3(OUT): 输出。
  • 引脚4(RESET): 外部复位。
  • 引脚5(CTRL): 电压控制输入。
  • 引脚6(THR): 閾值输入。
  • 引脚7(DISCH): 放电引脚。
  • 引脚8(VCC): 电源正极。
  • 4. 工作模式

  • 双稳态模式——比如灯的开关,一直开一直关
  • 单稳态模式——比如门铃,一直不响,有外力响,外力消失保持不响
  • 无稳态模式——比如红绿灯,一直变化,不会稳定在一种状态
  • 5. 应用场景

  • 定时器: 用于生成精确的时间延迟。
  • 脉冲发生器: 产生可控制的脉冲。
  • 频率发生器: 生成可调频率的方波。
  • 6. 注意事项

  • 电源电压范围和工作条件需要符合规格书中的要求。
  • 二、内部元件学习

    内部分的部分

    1. 两个比较器:

  • 基本原理:
    比较两个输入信号的大小,并产生相应的输出信号。输出通常是一个逻辑高(高电平)或逻辑低(低电平)的信号,表示其中一个输入大于另一个。
    比较器的三种状态:



    总结:
  • 2. 双稳态触发器


    RESET引脚输入低电平,Q输出低电平,Q非输出高电平。

    3.输出部分

    输出部分为 非门 电路。

    Q非引脚连接输出电路,内有多个三极管电路,提高电流的输出能力。

    4. 放电电路

    仅仅是一个三极管,连接到Q非的输出端。

    5. 复位电路

    6. 电阻值5k电阻3个


    注意:电压值由输入电压决定。

    三、 数字电路知识

    (1)非门(相反门):较为简单不再赘述

    (2)或非门

    只要有一个输入信号是高电平,那么它的输出信号就会是低电平;
    只有当所有的输入信号都是低电平时,它的输出信号才会是高电平。

    (把或非门的输出信号想象成一个大门,所有输入信号想象成其中的小门,只有当所有小门都关闭–低电平,大门才打开;小门只要有开的,大门就关闭。)

    四、NE555内部电路简化版

    1. 电路分析:

    1. 引脚⑧为电源输入端。
    2. 引脚①为接地。
    3. 比较器1将负号端连接到2/3分压段上,正号端连接引脚⑥。
    4. 比较器2将正号端连接到1/3分压段上,负号端链接引脚②。
    5. 比较器1的输出端连接到双稳态触发器的R端。(reset 高电平Q输出低电平)
    6. 比较器2的输出端连接到双稳态触发器的S端。(set 高电平Q输出高电平)
    7. 双稳态触发器的Q非端,连接到输出电路的输入端。同时连接着三极管放电电路的b端。
    8. 输出电路的输出端连接着芯片的引脚③。

    2.工作原理分析

    1.初始状态

  • 刚接通电源时,双稳态触发器S、R端都输入低电平,Q端输出低电平,Q非端输出高电平,高电平经过非门,在芯片输出端引脚③输出低电平。
  • 同时Q非端的高电平流向三极管b端,使c端连接的引脚⑦与引脚①连接的GND连接,输出低电平。
  • 2.进入双稳态触发器触发状态(输出高电平)

  • 引脚③输出高电平,则需要Q非端输出低电平,需要双稳态触发器S端输入高电平,即比较器2输出端为高电平,则需要比较器2负号端输入比1/3电源电压小的电压(接到①号引脚GND,输入0V)。
  • 此时即使引脚②输入的0V电压断开,双稳态触发器S端输入低电压。由于R和S都输入低电压,Q与Q非端的输入状态不变,Q非同样输出低电平,输出引脚③输出高电平。

  • 3.清除触发状态

  • 在比较器1的正号端输入高于2/3电源电压(接到电源上,输入电源电压)时,比较器1的输出端输出高电平,双稳态触发器的R端输入高电平,Q端输出低电平,Q非端输出高电平,芯片输出引脚③输出低电平。
  • 三极管c端引脚⑦输出低电平。
  • 4. 电压控制引脚(引脚⑤)

  • 用于设置两段的分压值。
  • 若在引脚⑤输入5V电压,则比较器1的负号端输入5V电压,比较器2的正号端输入2.5V电压,可以灵活改变原来的电压三等分。
  • 不需要电压控制调节引脚,可以通过0.01uf的电容接地,也可悬空。
  • 3. 芯片工作

  • 8号引脚VCC接电源。
  • 1号引脚GND接地。
  • 2号引脚TRIG输入小于1/3电源电压时,3号引脚OUT输出高电平,直到6号引脚THRES输入大于2/3电源电压时,清除触发状态,3号引脚OUT才输出低电平。
  • 同样,6号引脚THRES输入大于2/3电源电压时,3号引脚OUT输出低电平,直到2号引脚TRIG输入小于1/3电源电压时,3号引脚才能输出高电平。

  • 4号复位引脚RESET输入高电平,芯片正常工作。接入低电平时,3号引脚永远输出低电平,无法触发。(低电平复位)
  • 设计时,经常直接连接到电源正极,保持工作状态。
  • 5号引脚电压控制引脚CONT用来控制分压值,上文中有提到,此引脚极少用到。
  • 7号引脚放电输出引脚DISCH 当3号引脚输出低电平时,内部放电三极管7号引脚与GND相连接,输出低电平;当3号引脚输出高电平时,7号引脚悬空(处于开漏状态)。
  • 作者:比奇堡周扒皮

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