愛伊米

認識元件(1)–555時基晶片

對於555上了年紀的朋友,可能還會想到另一個經典的東西—555香菸。當然我們這裡禁止吸菸。而另一個經典,無論你是新入門的電子愛好者或是資深的電子發燒友,你一定不會沒有聽說過555晶片吧?據說這個晶片是全球年產量最高的晶片之一,光2003一年就生產了10億片。10億片,基本上全國人手一枚。

555晶片最初由類比電路大師Hans R。 Camenzind 在1971年為西格尼蒂克公司設計出來,此被稱為“The IC Time Machine”,這也是至今為止第一個被商業化IC計時器。對於它的命名坊間有這樣一個說法,555的命名來自內部的三個5K歐姆的電阻,但這一說法被設計者Hans R。 Camenzind否認,說是隨便起的3個數字而已。

認識元件(1)–555時基晶片

首個NE555晶片 (來自網路的資料圖片)

現在有眾多的晶片生產廠商都有生產555時基晶片,其生產標號也不盡相同,常見的一般為NE555或SE555,普通商用級別的為NE555,通常國內零售價在1元RMB之內,工作溫度範圍在0-70°C,而軍用級的SE555其工作溫度在-55到125°C,零售價是普通商用級別的好幾倍,在3-5元RMB左右。現在也有派生的型號如556、558、559等。封裝形式也是多種多樣,常用的是一般為DIP8和SOIC8。

555晶片常被用於定時器、脈衝產生器和振盪電路,在電路中的常被用於延時器件、觸發器或起振元件。

認識元件(1)–555時基晶片

555的內部原理圖(來自網路的資料圖片)

認識元件(1)–555時基晶片

555的原理簡圖(來自網路的資料圖片)

標準引腳定義表

認識元件(1)–555時基晶片

引腳定義表

認識元件(1)–555時基晶片

555 DIP8封裝引腳圖

555實際應用中能組成的應用電路有N多種,但基本上都是基於它的以下三種工作模式。

單穩態模式:

這個模式下,實現功能為單次觸發。當觸發TRIG輸入電壓降至VCC的1/3時開始輸出脈衝。輸出的脈寬取決於由定時(連線於THRES腳的RC)電阻與電容組成的RC網路的時間常數。當連線在THRES腳的電容電壓升至VCC的2/3時輸出脈衝停止,參看下面的波形圖可以更好地理解。因此可以根據需要改變RC網路的時間常數來調節脈寬,輸出脈寬t,即電容電壓充至VCC的2/3所需要的時間由下式算出:

這個模式下的應用範圍包括定時器,脈衝丟失檢測,反彈跳開關,輕觸開關,分頻器,電容測量,PWM脈寬調製等。

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555用於單穩態的典型電路

認識元件(1)–555時基晶片

555用於單穩態的典型波形

無穩態(非穩態)模式:

這種模式下,晶片以振盪器的方式工作。晶片工作後連續輸出所設定頻率的方波。電阻RA接在VCC與放電引腳(引腳7)之間,另一個電阻RB接在引腳7與觸發引腳(引腳2)之間,引腳2與閾值引腳(引腳6)短接。工作時電容C透過RA與RB充電至2/3 VCC,然後輸出電壓翻轉,電容透過RB放電至1/3 VCC,之後電容重新充電,輸出電壓再次翻轉。

認識元件(1)–555時基晶片

555用於無穩態的典型電路

認識元件(1)–555時基晶片

555用於無穩態的典型波形

無穩態的輸出頻率由RA,RB與C確定,修改其值就可以得到不一樣的波形。或者改用不同型別的電阻,也可以實現不一樣的功能,如使用溫敏電阻、光敏電阻,實現不同狀態下輸出不一樣的波形。

無穩態模式的頻率計算:

認識元件(1)–555時基晶片

輸出高低電平時間由下式給出:

認識元件(1)–555時基晶片

無穩態的這個模式下的應用範圍包括邏輯電路時鐘、音調發生器、頻閃燈、脈衝發生器、PPM脈衝位置調製等電路中。

雙穩態模式(或稱施密特觸發器模式):這種模式下,DISCH引腳懸空且不外接電容的情況下,555類似於一個RS觸發器可用於構成鎖存開關。