基于555定时器闪光电路设计和制作Word格式.docx
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电位器的电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。
图4
电位器5K可调范围
2、555定时器的结构及用法
集成时基电路又称为集成定时器或555电路,是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,应用十分广泛。
它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路,由于内部电压标准使用了三个5K电阻,故取名555电路。
图5集成定时器555及配套的IC管坐
555定时器性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
它内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个
RS
触发器,一个放电管
T
及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3
和
2VCC/3。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS
触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当
5
脚悬空时,则电压比较器
C1
的反相输入端的电压为
2VCC/3,C2
的同相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端
TR
的电压小于VCC/3,则比较器
C2
的输出为
0,可使
触发器置
1,使输出端
OUT=1。
如果阈值输入端
TH
的电压大于
2VCC/3,同时TR
端的电压大于VCC/3,则
0,C2
1,可将
0,使输出为
0电平。
它的各个引脚功能如下:
1脚:
外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
2脚:
低触发端TR。
3脚:
输出端Vo
4脚:
是直接清零端。
当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端正常工作时应接高电平。
5脚:
VC为控制电压端。
若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF(103)电容接地,以防引入干扰。
6脚:
高触发端TH。
7脚:
放电端。
该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
8脚:
外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5-16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3-18V,一般用5V。
在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下,555时基电路的功能表如下:
555定时器的功能表
输入
输出
清零端4脚
高触发端6脚TH
低触发端2脚TR
放电管T
输出功能3脚
×
导通
直接清零
1
<
VCC2/3
=VCC1/3
截止
置1
>
VCC2/3
VCC1/3
置0
不变
保持
3、基于555定时器闪光电路工作原理
多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。
在电路处于某一暂稳态后,经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。
两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。
多谐振荡器可用作方波发生器。
分析工作原理的时候,可以参照图2基于555定时器设计的闪光电路原理图。
接通电源后,假定是高电平,则T截止,电容C1充电。
充电回路是VCC-R1-RP1-C1-地,按指数规律上升,当上升到时VCC2/3(TH、TL端电平大于VCC2/3),输出翻转为低电平。
是低电平,T导通,C放电,放电回路为C1-RP1-7脚-T-地,按指数规律下降,当下降到时(TH、TL端电平小于VCC1/3),输出翻转为高电平,放电管T截止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得:
输出高电平时间
T=(R1+Rp1)C*ln2
输出低电平时间T=RP1*C*ln2
振荡周期
T=(R1+2*RP1)*C*ln2
这是一个典型的利用555设计的多谐振荡器,调节可变电阻RP1可以改变输出的振荡信号的频率,信号从3脚输出一个高低电平,控制D1和D2。
当输出高电平的时候,D2亮,D1不亮;
当输出低电平的时候,D2不亮,D1亮;
3脚不停的输出高低电平的方波,其效果看起来就是双灯闪烁,而且闪烁的速度可调。
四、元件清单及实物图
基于555定时器设计的闪光电路元件列表
序号
名称
代号
规格
数量
备注
电阻
R1
4.7K
2
电位器
RP1
100K(104)
蓝白
3
R2
1K
4
R3
100
5
电容
C1
10UF
6
C2
103
7
发光二极管
D1,D2
3mm
8
555定时器
IC1
NE555
9
IC座
DIP8P
10
万能板
玻纤板7*9
11
单排针
1*4PIN2.54mm
12
专用铜导线
0.5铜导线
13
焊锡
凯纳0.8
图6
基于555定时器设计的闪光电路元件实物
五、安装与调试
参考图7基于555定时器设计的闪光电路焊接专用原理图,设计好元件布局,按照R1,RP1,C1,IC1,C2,R2,D1,R3,D2的顺序安装,当焊接555集成芯片的时候,用使用DIP8的IC管坐代替,注意缺口朝下,使得1脚在右下角。
当焊接2脚和6脚的时候,可以在555集成芯片内部直接连接。
图
7
基于555定时器设计的闪光电路焊接专用原理图
本电路是一个比较简单的由555构成的多谐振荡电路,容易用万能板(洞洞板)焊接而成,连接好线路,制作实物,当然焊接的时候,需要一定的焊接技术,如果焊接技术不行的朋友,一定要用万能板练习拖焊技术,我们提倡在电子制作过程中采用拖焊技术。
焊接成功的走线图如图8所示。
图8
基于555定时器设计的闪光电路底层走线图
在制作的时候,一定要注意555定时器的引脚功能,比如1脚接地,8脚接电源,和普通的DIP集成电路有些不一样,当制作完成的时候,如果LED灯不闪烁,就要检测了,基本步骤如下:
当制作完成的时候,如果LED灯不闪烁,就要检测了,基本步骤如下:
(1)观察法:
检查每个元件是否安装正确,特别是555定时器集成电路是否安装正确。
(2)观察法:
观察发光二极管的正负极性是否接反。
(3)电阻法:
检测焊接线路是否正常连通,可用万用表检测每条线路是否导通。
因为初次焊接的时候,经常出现虚焊、假焊、漏焊等焊接故障。
(4)电阻法:
断电后用万用表电阻档(10欧姆)测1脚是否可靠接地。
(5)电阻法:
检测2脚和6脚是否已经连在一起来,是否与可调电阻RP1的中间脚连接。
(6)电阻法:
检测7脚是否连接到了R1与RP1D的中间。
(7)电阻法:
检测5脚是否与微调滤波电容C1可靠连接。
(8)电压法:
用万用表测试电源电压是否正常。
(9)电压法:
检测1脚和8脚电压是否正常。
用万用直流表电压档(10V)测555集成电路的8脚电压,看看是否是VCC电压5V。
(10)电压法:
再检测4脚电压是否是VCC电压5V。
如果这些都正常了,故障基本会被排除了的。
特别说明:
为了输出信号稳定,请一定要按照原理图焊接瓷片电容C2(103)。