NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的概述NE555是一塊通用時(shí)基電路，它是一種將模擬信號(hào)與邏輯功能相結(jié)合的模擬集成電路，能夠產(chǎn)生精確的時(shí)間延時(shí)和振蕩。這種定時(shí)電路可應(yīng)用于電子控制、電子檢測(cè)和電子警報(bào)等許多方面。例如：由它可構(gòu)成精確的計(jì)時(shí)器、脈沖發(fā)生器、時(shí)間延時(shí)發(fā)生器、脈寬調(diào)制、相位調(diào)制以及鋸齒電壓發(fā)生器等，在微型計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中，可以用它來(lái)構(gòu)成時(shí)鐘發(fā)生器以產(chǎn)生所需的時(shí)鐘脈沖。

封裝形式一般有SOP8/DIP8。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的內(nèi)部框圖與引腳介紹NE555是一種集成電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括比較器、RS觸發(fā)器、電壓比較器和輸出級(jí)三個(gè)主要功能模塊，內(nèi)部框圖如下所示。外部引腳則提供了與其他電路元件進(jìn)行連接的接口。1、

比較器：NE555內(nèi)部有兩個(gè)比較器，分別是Threshold（閾值）比較器和Trigger（觸發(fā)）比較器。Threshold比較器連接到引腳6（THR），Trigger比較器連接到引腳2（TRIG）。這兩個(gè)比較器用于檢測(cè)閾值電壓和觸發(fā)電壓的變化。閾值比較器：當(dāng)電壓在Threshold引腳（引腳6）上升時(shí)，該比較器將輸出高電平信號(hào)。當(dāng)Threshold電壓超過(guò)Trigger電壓時(shí)，比較器的輸出將發(fā)生變化。觸發(fā)比較器：當(dāng)電壓在Trigger引腳（引腳2）下降時(shí)，該比較器將輸出低電平信號(hào)。當(dāng)Trigger電壓低于Threshold電壓時(shí)，比較器的輸出將發(fā)生變化。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的內(nèi)部框圖與引腳介紹2.RS觸發(fā)器：NE555內(nèi)部包含一個(gè)RS觸發(fā)器，用于存儲(chǔ)輸出引腳（引腳3）的狀態(tài)。RS觸發(fā)器的輸入由Threshold比較器和Trigger比較器的輸出控制。R輸入：與Threshold比較器的輸出相連，控制RS觸發(fā)器的復(fù)位。S輸入：與Trigger比較器的輸出相連，控制RS觸發(fā)器的置位。3.電壓比較器：NE555內(nèi)部有一個(gè)電壓比較器，用于檢測(cè)電源電壓。該電壓比較器的輸出與RS觸發(fā)器相連。VCC檢測(cè)：電壓比較器監(jiān)測(cè)電源電壓是否在正常工作范圍內(nèi)。當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，比較器將輸出高電平信號(hào)，使RS觸發(fā)器復(fù)位。4.輸出級(jí)：輸出級(jí)連接到RS觸發(fā)器并控制輸出引腳（引腳3）的狀態(tài)。NE555輸出架構(gòu)為開(kāi)漏（open-drain），不能直接提供高電平，只能拉低輸出引腳。因此，在需要輸出高電平時(shí)，通常需要外部上拉電阻將輸出引腳拉高。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的內(nèi)部框圖與引腳介紹引腳及說(shuō)明如下表所示。引腳符號(hào)功能1GND地2TRIGGER觸發(fā)信號(hào)3OUT信號(hào)輸出4RESET復(fù)位信號(hào)5CONTROLVOLTAGE觸發(fā)控制6THRESHOLD閾值控制7DISCHARGE放電8VCC電源NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的內(nèi)部框圖與引腳介紹NE555引腳1為接地引腳，連接到電路的地以提供電路的參考零點(diǎn)位；引腳2為觸發(fā)引腳。當(dāng)這個(gè)引腳接收到負(fù)脈沖時(shí)（低電平觸發(fā)），觸發(fā)器將被置位，導(dǎo)致輸出引腳發(fā)生狀態(tài)變化；引腳3為輸出引腳。它用于連接NE555的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)可以是方波、脈沖等，具體取決于NE555的工作模式和電路設(shè)計(jì)；引腳4為復(fù)位引腳。當(dāng)RESET引腳接收到低電平信號(hào)時(shí)，將復(fù)位NE555并將輸出引腳拉低；引腳5為控制電壓引腳。通過(guò)控制電壓引腳，可以調(diào)整NE555的閾值和觸發(fā)電平。通常將CTRL引腳通過(guò)一個(gè)電容連接到GND；引腳6為閾值引腳。當(dāng)這個(gè)引腳接收到高電平信號(hào)時(shí)，NE555的比較器將被復(fù)位，導(dǎo)致輸出引腳變?yōu)榈碗娖?；引腳7為放電引腳，當(dāng)DIS引腳接收到低電平信號(hào)時(shí)，NE555將被禁用，輸出引腳將保持在低電平狀態(tài)。如果不需要禁用功能，可以將DIS引腳連接到VCC引腳；引腳8為正電源引腳。它連接到正電源以提供電路所需的電源電壓。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的工作原理過(guò)程N(yùn)E555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的工作原理過(guò)程N(yùn)E555內(nèi)部的放電管可視作一個(gè)NPN型管，其發(fā)射極接地，集電極接到了引腳7，基極由RS觸發(fā)器的輸出端控制，當(dāng)基極為1時(shí)，引腳7通過(guò)放電管向引腳1放電。反之截止。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的工作原理過(guò)程N(yùn)E555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用NE555的工作原理過(guò)程

因此可以將上述分析加入到RS觸發(fā)器的真值表中，可以得出放電管的導(dǎo)通狀態(tài)。更進(jìn)一步，可以得出其引腳功能關(guān)系表，如下表。NE555芯片簡(jiǎn)介及其應(yīng)用結(jié)束方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的方波發(fā)生電路原理分析

如下圖所示為555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路，電阻R1、R2和電容C是外接定時(shí)元件。5腳通過(guò)一個(gè)0.01uF的電容接地，在工作中不使用外接控制電壓。上圖也稱作多諧振蕩器，是自激振蕩電路，輸出矩形脈沖波或方波。多諧振蕩器的振蕩頻率與電容充放電時(shí)間有關(guān)。下面分析其工作原理。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的方波發(fā)生電路原理分析

分析原理時(shí)參照NE555的引腳功能表：電路接好之后，最初電容上肯定沒(méi)有電量，當(dāng)接通電源后，由于電容電壓不能突變，因此Vc=0，由表NE555工作原理過(guò)程的分析可知，此時(shí)放電管截止，NE555輸出Vo為高電平。接著VCC通過(guò)R1、R2向電容C充電，設(shè)這個(gè)充電時(shí)間為T(mén)ph，充電回路為VCC-R1-R2-C-GND。當(dāng)電容C充電到

但

時(shí)，由表可知，此時(shí)輸出Vo保持上一狀態(tài)為高電平；當(dāng)電容充電到

時(shí)，由表可知，此時(shí)輸出Vo為低電平，且放電管導(dǎo)通。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的方波發(fā)生電路原理分析方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的方波發(fā)生電路原理分析方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用方波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

由NE555組成的方波發(fā)生電路分析可知，該電路產(chǎn)生的方波信號(hào)的占空比為

。進(jìn)一步變形可得可見(jiàn)這種電路雖然能得出占空比可調(diào)的方波信號(hào)，但其占空比始終大于等于50%，顯然不符合更大范圍可調(diào)占空比的需求，于是需要對(duì)這種電路進(jìn)行改進(jìn)，最簡(jiǎn)單的方法就是改變電容充放電的路徑，去掉充放電回路中兩個(gè)電阻的耦合性。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用方波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

M205板卡上的方波發(fā)生電路示意圖如下圖所示。在圖中，使用了兩個(gè)二極管，利用二極管的單向?qū)ㄐ?，將電容的充放電電路分離了開(kāi)來(lái)。電容C的充電電路為VCC-R1-D2-C，放電電路為C-R2-PIN7-GND，可見(jiàn)充放電回路完全分開(kāi)。于是可得電容C的充放電時(shí)間（輸出方波信號(hào)的高低電平時(shí)間）為由以上分析可知，輸出的方波信號(hào)的周期恒定，也就是頻率恒定，占空比可調(diào)，且占空比調(diào)節(jié)范圍可以很大。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用方波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

在M205板卡中，各元件參數(shù)如下左圖。

按照以下右圖連接示意圖，連接硬件并測(cè)量供電VCC電壓。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用方波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證上圖連接方式：先連接電源，板卡左上角的VCC測(cè)試口與正上方的5V電源測(cè)試口相連接。將萬(wàn)用表調(diào)至電壓檔。將紅色表筆（正極）連接到左上角VCC測(cè)試口。將黑色表筆（負(fù)極）連接到左上角GND測(cè)試口。將左上角的可調(diào)電源和主電源開(kāi)關(guān)撥至開(kāi)即可。測(cè)量可調(diào)電阻器阻值，如下圖本頁(yè)連接方式：先連接電源，板卡左上角的VCC測(cè)試口與正上方的5V電源測(cè)試口相連接。將萬(wàn)用表調(diào)至歐姆檔。將紅色表筆（正極）連接到方波產(chǎn)生電路中的可調(diào)電阻下方三引腳的最左邊引腳。將黑色表筆（負(fù)極）連接到最右邊引腳。將左上角的可調(diào)電源和主電源開(kāi)關(guān)撥至開(kāi)即可。方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用方波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證測(cè)量波形的周期、高低電平時(shí)間，并計(jì)算占空比、頻率，填寫(xiě)下表。序號(hào)VCC滑動(dòng)變阻器總阻值滑動(dòng)變阻器充電回路阻值滑動(dòng)變阻器放電回路阻值電容充電時(shí)間理論值電容放電時(shí)間理論值電容充電時(shí)間實(shí)測(cè)值電容放電時(shí)間實(shí)測(cè)值電容充放電曲線理論最大值電容充放電曲線理論最小值1

2

3

4

序號(hào)電容充放電曲線實(shí)測(cè)最大值電容充放電曲線實(shí)測(cè)最小值輸出方波周期理論值輸出方波實(shí)測(cè)值輸出方波高電平時(shí)間理論值輸出方波高電平時(shí)間實(shí)測(cè)值輸出方波低電平時(shí)間理論值輸出方波低電平時(shí)間實(shí)測(cè)值占空比頻率1

2

3

4

方波產(chǎn)生電路及應(yīng)用結(jié)束鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的鋸齒波發(fā)生電路原理分析NE555組成的鋸齒波發(fā)生電路原理示意圖如下右圖所示。其中SRC1為電流源，提供恒定的電流。下面分析其工作原理。分析原理時(shí)參照NE555的引腳功能表：鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的鋸齒波發(fā)生電路原理分析鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的鋸齒波發(fā)生電路原理分析鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證M205板卡上的鋸齒波發(fā)生電路示意圖如下所示，可見(jiàn)使用PNP三極管作為恒流源，因?yàn)槿龢O管基極存在穩(wěn)壓二極管的原理，基極電壓被恒定在2.3V（穩(wěn)壓管型號(hào)為BZT52C2V7，穩(wěn)壓2.7V），且穩(wěn)壓管的反向擊穿電流很小，可以忽略不記，因此三極管基極電流全部來(lái)自其發(fā)射極，通過(guò)電阻R2到地，電阻R2阻值為2.2K，因此三極管基極電流為1mA左右，且恒定不變，三極管工作在放大區(qū)，設(shè)其放大倍數(shù)為K，則可以得知通過(guò)電容C的電流為KmA，且恒定，因此便形成了一個(gè)恒流源。鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

按照以下連接示意圖，連接硬件并測(cè)量供電VCC電壓。連接方式：先連接電源，板卡左上角的VCC測(cè)試口與正上方的5V電源測(cè)試口相連接。再將萬(wàn)用表調(diào)至電壓檔。將紅色表筆（正極）連接到左上角VCC測(cè)試口。將黑色表筆（負(fù)極）連接到左上角GND測(cè)試口。將左上角的可調(diào)電源和主電源開(kāi)關(guān)撥至開(kāi)即可。鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

使用示波器，測(cè)量電路輸出的鋸齒波信號(hào)，如下示。

連接方式：將示波器的紅色表筆（測(cè)試引腳）連接到測(cè)試點(diǎn)J27。黑色表筆（GND引腳）連接到測(cè)試點(diǎn)J29即可。

記錄并完成下表。序號(hào)VCC電壓電容充電時(shí)間電容放電時(shí)間周期頻率波峰電壓波谷電壓1

2

3

4

鋸齒波產(chǎn)生電路及應(yīng)用結(jié)束三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用RC積分電路

首先，我們來(lái)分析一下由RC組成的積分電路，其電路示意圖如下所示。

輸入方波信號(hào)如下所示。三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用RC積分電路三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用RC積分電路三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的三角波發(fā)生電路原理分析

由NE555組成的三角波發(fā)生電路示意圖如下所示，電路由NE555方波信號(hào)發(fā)生電路與RC積分電路組成。

電路左半部分為由NE555組成的占空比可調(diào)的方波發(fā)生電路，在任務(wù)二中已有詳細(xì)介紹，此處不作贅述，在電路右半部分為RC組成的積分電路。三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用三角波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

在M205板卡上的三角波發(fā)生電路如下所示。該電路左半部分的方波發(fā)生電路與之前的電路略有不同，但基本原理一致，電容C32串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻SW3.2后與電容C30并聯(lián)，充電回路為VCC-R32-D11-C30（及SW3.2上半部分-C32）-GND，放電回路為C30（及C32-SW3.2上半部分）-D12-R31-PIN7-GND。因?yàn)镾W3.2為可調(diào)電阻，因此在充電及放電回路中的充放電電阻發(fā)生變化，導(dǎo)致充放電的時(shí)間發(fā)生變化。電路右半部分為RC積分電路，將NE555產(chǎn)生的方波信號(hào)變換為三角波信號(hào)。三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用三角波發(fā)生電路測(cè)試與驗(yàn)證

按照以下連接示意圖，連接硬件并測(cè)量供電VCC電壓。連接方式：先連接電源，板卡左上角的VCC測(cè)試口與正上方的5V電源測(cè)試口相連接。將萬(wàn)用表調(diào)至電壓檔。將紅色表筆（正極）連接到左上角VCC測(cè)試口。將黑色表筆（負(fù)極）連接到左上角GND測(cè)試口。將左上角的可調(diào)電源和主電源開(kāi)關(guān)撥至開(kāi)即可。按照以下連線示意圖連接示波器測(cè)量輸出波形，并完成下面表格。序號(hào)VCC周期頻率波峰電壓波谷電壓1

2

3

4

三角波產(chǎn)生電路及應(yīng)用結(jié)束正弦波產(chǎn)生電路及應(yīng)用成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司正弦波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成的正弦波發(fā)生電路原理分析

由方波信號(hào)變換為正弦波的電路示意圖如下所示。首先方波信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)RC積分電路變換為三角波信號(hào)，再經(jīng)過(guò)一個(gè)RC積分電路變換為正弦波信號(hào)。正弦波產(chǎn)生電路及應(yīng)用NE555組成