NE555時(shí)基集成電路的實(shí)驗(yàn)與制作,NE555 introduction

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1．常用電子元器件簡介

（1）名稱·電路符號·文字符號

（2）555時(shí)基集成電路

555時(shí)基集成電路是數(shù)字集成電路，是由21個(gè)晶體三極管、4個(gè)晶體二極管和16個(gè)電阻組成的定時(shí)器，有分壓器、比較器、觸發(fā)器和放電器等功能的電路。它具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。

555時(shí)基電路國內(nèi)外的型號很多，如國外產(chǎn)品有：NE555、LM555、A555和CA555等；國內(nèi)型號有5GI555、SL555和FX555等。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳序號都相同，因此，可以直接互相代換。但要注意，并不是所有的帶555數(shù)字的集成塊都是時(shí)基集成電路，如MMV555、AD555和AHD555等都不是時(shí)基集成電路。

常見的555時(shí)基集成電路為塑料雙列直插式封裝（見圖5-36），正面印有555字樣，左下角為腳①，管腳號按逆時(shí)針方向排列。

(圖5-36)

555時(shí)基集成電路各管腳的作用：腳①是公共地端為負(fù)極；腳②為低觸發(fā)端TR，低于1／3電源電壓以下時(shí)即導(dǎo)通；腳③是輸出端V，電流可達(dá)2000mA;腳④是強(qiáng)制復(fù)位端MR，不用可與電源正極相連或懸空;腳⑤是用來調(diào)節(jié)比較器的基準(zhǔn)電壓，簡稱控制端VC，不用時(shí)可懸空，或通過0.01μF電容器接地;腳⑥為高觸發(fā)端TH，也稱閾值端，高于2/3電源電壓發(fā)上時(shí)即截止;腳⑦是放電端DIS;腳⑧是電源正極VC。

555時(shí)基集成電路的主要參數(shù)為（以NE555為例）電源電壓4.5～16V。

輸出驅(qū)動電流為200毫安。

作定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)精度為1％。

作振蕩使用時(shí)，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá)500千赫。

使用時(shí)，驅(qū)動電流若大于上述電流時(shí)，在腳③輸出端加裝擴(kuò)展電流的電路，如加一三極管放大。

（3）音樂片集成電路

它同模仿動物叫聲和人語言集成電路都是模擬集成電路，采用軟包裝，即將硅芯片用黑的環(huán)氧樹脂封裝在一塊小的印刷電路板上。

由于集成電路內(nèi)不宜制作電感、電容及可調(diào)電阻等元器件，為了發(fā)揮它的作用，必須外接一些元器件。

注意：集成電路片在焊接時(shí)不能帶電操作，只有焊接后，檢查無誤，才能接通電源。

2．555時(shí)基集成電路基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)

為了便于利用較少的元器件，而達(dá)到基本學(xué)會555時(shí)基集成電路的制作和應(yīng)用能力，我們篩選了以下元器件供大家實(shí)驗(yàn)參考（以下電路圖5-37中不再標(biāo)出數(shù)值）。

R₁是光敏電阻、R₂＝10K、R₃＝2K、R₄＝200Ω、R₅＝200Ω、Rp是150K、R_T是熱敏電阻、IC₁是NE555、IC₂是焊有三極管和電阻的音樂片、紅綠發(fā)光管VD₁和VD₂各一個(gè)、SB是按鍵開關(guān)、C₁＝0.01μF、C₂＝0.04μF、C₃＝10μF、C₄＝47μF、C₅＝100μF(C₃、C₄和C₅為電解電容器，耐壓應(yīng)當(dāng)大于6V)、GB＝6V、喇叭為8Ω。

（1）觸摸電路

這是555時(shí)基集成電路的一個(gè)特長，具有電路翻轉(zhuǎn)功能，稱為雙穩(wěn)工作方式。圖5-38是最典型的雙穩(wěn)電路。圖中“開”和“關(guān)”是兩個(gè)金屬片（鐵片或銅片），當(dāng)手觸摸“開”金屬片時(shí)，人體感應(yīng)到的脈沖信號就輸入到②腳，此時(shí)③腳輸出高電位，發(fā)光二極管發(fā)亮。當(dāng)手摸一下“關(guān)”金屬片，電路進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，此時(shí)③腳輸出低電位，發(fā)光二極管滅。

圖5-37

應(yīng)注意：發(fā)光二極管的兩個(gè)管腳有正負(fù)極之分，焊接（連接）時(shí)不能搞錯(cuò)。當(dāng)電路沒有接金屬片實(shí)驗(yàn)時(shí)，手應(yīng)沾一點(diǎn)水或用手拿鑰匙去接觸管腳增大電感量。

（2）延時(shí)電路

延時(shí)電路有兩種，一種是延時(shí)關(guān)電路，如樓道燈就是這種電路；另一種是延時(shí)開電路，這種電路也叫定時(shí)電路。

圖5-38是555時(shí)基集成電路構(gòu)成的延時(shí)關(guān)電路。當(dāng)按動按鍵開關(guān)SB時(shí)（按下后手即離開），使C₄放電，觸發(fā)腳③輸出高電位，發(fā)光二極管亮，定時(shí)開始。當(dāng)C放電結(jié)束通過R充電，電壓從零上升到555電源電壓的2/3時(shí)，腳③輸出低電位，發(fā)光二極管自動熄滅，定時(shí)結(jié)束。

圖5-38

實(shí)驗(yàn)中先將可調(diào)電阻的動片接觸點(diǎn)擰到中間位置（約75K左右），實(shí)驗(yàn)時(shí)增大或減少電阻值可以發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管亮的時(shí)間隨之增長或減少。拆下C₄，換C₃和C₅會發(fā)現(xiàn)電容量越大發(fā)光二極管亮的時(shí)間也越長。這就是說延時(shí)的長短由RP和C數(shù)值決定，電阻值越大、電容值越大，延時(shí)時(shí)間越長。在科技制作中可根據(jù)需要更換電阻和電容，以達(dá)到延時(shí)目的。

（3）閃光電路

圖5-39中555時(shí)基集成電路由輸入端R₃、RP和C₄組成一個(gè)振蕩電路，腳③輸出的電平不斷高低翻轉(zhuǎn)，當(dāng)腳③輸出低電位時(shí)，VD₁導(dǎo)通發(fā)光，VD₂滅；當(dāng)腳③輸出低電位時(shí)，VD₁滅，VD₂導(dǎo)通發(fā)光。這樣紅綠發(fā)光二極管交替發(fā)光閃爍。

圖5-39

實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻動片的接觸點(diǎn)擰到中間位置，然后再將電阻值增大或者減少，這時(shí)發(fā)光二極管交替發(fā)光的時(shí)間也隨之增大或者減少，但并不十分明顯。如果分別用C₅和C₃去替換C₄，交替發(fā)光時(shí)間的長短就十分明顯了。其振蕩頻率（即每秒發(fā)光二極管的閃爍次數(shù)）只要改變RP的阻值和C的電容量，就能實(shí)現(xiàn)。

（4）音響電路

只要把閃光電路中輸出端接揚(yáng)聲器（喇叭），如圖5-40所示，就成為一個(gè)音響器。

圖5-40

實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻擰到中間位置，然后慢慢將電阻值增大減少，音調(diào)也隨之改變。如果用C₂替換C₁會發(fā)現(xiàn)音調(diào)變低。在電子制作中調(diào)整電阻阻值或更換電容量達(dá)到自己需要的音調(diào)。

（5）光控電路

圖5-41中光敏電阻和電阻組成一個(gè)簡單的分壓器，腳②和腳⑥接在分壓點(diǎn)上。當(dāng)光照較大時(shí)，光敏電阻呈低電阻，因此，分壓點(diǎn)的電位較高，當(dāng)腳⑥電位在2/3電源電壓以上時(shí)，555時(shí)基集成電路內(nèi)部的上比較器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出端腳③為低電平，無電流通過。當(dāng)無光或光弱時(shí)，光敏電阻呈高電阻，分壓點(diǎn)為低電位，當(dāng)腳②電位在1/3電源以下時(shí)，555時(shí)基集成電路內(nèi)部的下比較器處于置位狀態(tài)（導(dǎo)通），腳③輸出高電平，使發(fā)光二極管VD₁發(fā)光。

圖5-41

實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻的動片接觸點(diǎn)擰到中間位置，電路連接好后，用黑色塑料筆帽（不能用金屬筆帽）或其他不透光的物品套在光敏電阻上，這時(shí)發(fā)光二極管亮（如果不亮調(diào)整可調(diào)阻值，使發(fā)光二極管亮）。如果要在某一特定暗度（不是全黑）下使發(fā)光二極管亮，應(yīng)在所需的暗度下慢慢減少可調(diào)電阻阻值，使發(fā)光二極管發(fā)光，而遇到比這個(gè)暗度稍亮的情況后，發(fā)光二極管不發(fā)光即可，這往往需要反復(fù)調(diào)整幾次才行。

（6）溫度控制電路

圖5-42電路中使用熱敏電阻器作為頭，插入所要控制的物體中去，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減少，利用這個(gè)特點(diǎn)通過電路控制所需的溫度。

圖5-42

電路連接好后，實(shí)驗(yàn)時(shí)先將熱敏電阻器放入熱水中，可調(diào)電阻值由大向小慢慢調(diào)整，使發(fā)光二極管剛好發(fā)光，當(dāng)熱敏電阻從熱水取出，發(fā)光二極管立即滅，表示水溫超過這個(gè)溫度時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光提示，不到這個(gè)溫度不發(fā)光。