ne555施密特触发器工作原理(分析NE555到底是个什么芯片)
- 城事
- 2022-11-17
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555定时器
双列直插NE555
NE555外观图
DIP封装的555芯片各引脚功能如下表所示
芯片各引脚功能
功能描述:
引脚名称功能1GND(地)接地,作为低电平(0V)2TRIG(触发)当此引脚电压降至1/3VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出高电平。3OUT(输出)输出高电平(+VCC)或低电平。4RST(复位)当此引脚接高电平时定时器工作,当此引脚接地时芯片复位,输出低电平。5CTRL(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1/3VCC与2/3VCC).6THR(阈值)当此引脚电压升至2/3VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出低电平。7DIS(放电)内接OC门,用于给电容放电。8V+,VCC(供电)提供高电平并给芯片供电。
NE555
内部框图
内部框图
555定时器可工作在三种工作模式下
单稳态模式:在此模式下,555功能为单次触发。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,脉冲宽度调制(PWM)等。
无稳态模式:在此模式下,555以振荡器的方式工作。这一工作模式下的555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制(PPM)等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻,555可构成温度传感器,其输出信号的频率由温度决定。
双稳态模式(或称施密特触发器模式):在DIS引脚空置且不外接电容的情况下,555的工作方式类似于一个RS触发器,可用于构成锁存开关。
单稳态工作模式
在单稳态工作模式下,555定时器作为单次触发脉冲发生器工作。当触发输入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时电阻与电容组成的RC网络的时间常数。当电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止。根据实际需要可通过改变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给出:
t=RC1n(3)=1.1RC
虽然一般认为当电容电压充至VCC的2/3时电容通过OC门瞬间放电,但是实际上放电完毕仍需要一段时间,这一段时间被称为“弛豫时间”。在实际应用中,触发源的周期必须要大于弛豫时间与脉宽之和(实际上在工程应用中是远大于)。
双稳态工作模式
双稳态工作模式下的555芯片类似基本RS触发器。在这一模式下,触发引脚(引脚2)和复位引脚(引脚4)通过上拉电阻接至高电平,阈值引脚(引脚6)被直接接地,控制引脚(引脚5)通过小电容(0.01到0.1μF)接地,放电引脚(引脚7)浮空。所以当引脚2输入高(有误应为低)电压时输出置位,当引脚4接地时输出复位。
无稳态模式
无稳态工作模式下555定时器可输出连续的特定频率的方波。电阻R1接在VCC与放电引脚(引脚7)之间,另一个电阻(R2)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。工作时电容通过R1与R2充电至2/3VCC,然后输出电压翻转,电容通过R2放电至1/3VCC,之后电容重新充电,输出电压再次翻转。
对于双极型555而言,若使用很小的R1会造成OC门在放电时达到饱和,使输出波形的低电平时间远大于上面计算的结果。
为获得占空比小于50%的矩形波,可以通过给R2并联一个二极管实现。这一二极管在充电时导通,短路R2,使得电源仅通过R1为电容充电;而在放电时截止以达到减小充电时间降低占空比的效果。
以下为NE555的电气参数
其他不同规格的555定时器可能会有不同的参数,请查阅数据手册。供电电压(VCC)4.5-16 V额定工作电流(VCC= +5 V)3-6 mA额定工作电流(VCC= +15 V)10-15 mA最大输出电流200 mA最大功耗600mW最低工作功耗30mW(5V),225mW(15V)温度范围0-70°C。