555定时器的使用方法,555定时器视频讲解
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|555的正式名称是“通用单双极定时器”,意思是555的一颗芯片包含一个三极管(单)和(双极)定时器。连接电阻和电容后,即可准确实现延时功能。该函数可以用来实现多种电路,但最常用的三种是非稳态电路、单稳态电路和双稳态电路,我们将介绍每种电路的配置和使用方法。引脚图在详细介绍各个电路之前,我们先看一下555的引脚图。这里我们以NE555为例。
各引脚的功能如下。引脚1:接地。引脚2:输入端触发,该引脚判断电压是否小于1/3 Vcc。引脚3:输出端子。引脚4:清除端子复位。正常工作时必须接高电平。引脚5:控制电压端。虽然通常不使用,但应通过0.01F(103)陶瓷电容接地,以防止高频干扰。引脚6:输入阈值。该引脚确定电压是否大于2/3 Vcc。引脚7:放电端子。引脚8:外部电源Vcc,范围4.5V至16V,通常使用5V。输出引脚3电平与输入的关系如下表所示。
如果你不想知道具体的工作原理,你只需要知道:大多数情况下,引脚1 连接到地,引脚8 连接到电源,引脚4 也连接到电源。引脚5 可通过0.01F 电容接地或悬空(不推荐)。引脚2、6 和7 根据应用的不同有不同的连接方式。 3脚为输出不稳定电路(振荡器)所谓“稳定状态”是指3脚输出端的电平是否稳定。 “不稳定状态”是指引脚3的输出自动在高低之间变化,并且在高或低时不稳定。这形成了一个振荡器。该功能可以用来制作LED闪烁效果、电子键盘等,也可以与PWM技术一起使用来控制电机的速度等。最基本的非稳态电路
最基本的非稳态电路由两个电阻R1和R2与一个电容器C1串联组成,555的7脚连接在R1和R2之间,2和6脚连接在R2和C1之间。就这样做吧。
该电路的工作原理如下。 1、电容C1通过R1、R2充电至1/3Vcc后,进入正常工作过程。 2、C1接2脚触发器,所以当2脚低于1/3Vcc时,3脚输出为高电平,7脚为高阻态,所以C1接R1 . 继续通过R2 充电。直到C1上的电压达到2/3 Vcc。 C1从1/3Vcc充电到2/3Vcc所需的时间为充电时间,公式为t1=0.693·(R1+R2)·C1。因此,3脚输出为低电平,7脚输出为低电平。因此,C1 不能继续充电,而是通过R2 向引脚7 放电,直至C1 上的电压达到1/3 Vcc。该放电时间的计算公式为: t2=0.693·R2·C1 4、当C1上的电压低于1/3Vcc时,2脚被触发,3脚输出高电平,7脚输出高电平。返回上面的步骤2。因此,我们可以推导出如下表达式:
从上式可以看出,该电路只能产生占空比大于50% 的方波。任意占空比的非稳态电路基本的非稳态电路无法产生占空比小于50%的方波,但添加两个二极管可以解决这个问题。下面所示的改进版本可以实现任何占空比。
改进型555不稳定振荡器在充电阶段,D1导通,D2截止,因此C1仅通过R1充电,但在放电阶段,D1截止,D2导通,因此C1只会放电。通过R2。因此,该电路的方程为:
因此,通过适当选择R1和R2的值,可以实现从0到100%的任何占空比。我刚刚在上一个视频中的面包板上添加了两个二极管。为了显示小于50% 占空比的效果,对于10% 占空比,R1 更改为1k。这可以通过右下角闪烁的LED 来确认。通过添加两个二极管,可以使用更简单的50% 占空比非稳态电路来实现任何占空比。还有一些非稳态振荡器可以通过更简单的电路实现50% 的占空比。如下:
在50%占空比的555振荡图中,电容C1的充放电是通过电阻R2完成的,不再使用7脚的放电。当输出脚3为高电平时,C1充电,当输出脚3为低电平时,C1放电。电阻R1的作用是让C1充电至Vcc。该电路的公式为:
应用该电路时,请注意电阻R1不能太小。如果太小,会影响电容C1的充电,占空比达不到50%。单稳态电路在单稳态电路中,输出端保持低电平,当输入端被触发时,输出端变为高电平,经过延迟返回低电平,并保持低电平。您可以使用此功能来创建延迟切换。示意图如下。
在照片中,电容器C1 连接到引脚7 上的放电端。稳态时,3脚输出和7脚放电均处于低电平,因此电容C1对地(7脚)短路,不通过R1充电。 2脚通过上拉电阻R2接高电平,通过接地开关产生低电平脉冲。当按下开关时,引脚2 触发器接地并产生低电平。此时2脚为1/3Vcc,因此3脚输出为高电平,7脚放电为高阻态。这可以防止电容器C1 接地短路并开始通过R1 充电。充电期间,C1 两端的电压增加,直至电压达到2/3 Vcc。当引脚6 的阈值达到2/3 Vcc 时,引脚3 的输出变为低电平,引脚7 的放电也变为低电平,因此C1 不再充电并通过引脚7 放电。可以看出,3脚输出高电平的时间就是电容C1从0充电到2/3Vcc的时间。 双稳态电路双稳态电路是指输出端有高电平或高电平两种状态的电路。低电平,这意味着它可以稳定下来。您可以通过开关在两种状态之间切换。您可以使用此功能来创建按钮开关。使用两个按钮组成一个开关
555 双稳态电路双稳态电路不再使用电容器。相反,引脚2 触发和引脚4 复位通过开关接地。 R1和R2是引脚2和4的上拉电阻。当按下2 脚Trigger 对应的开关时,2 脚变为低电平,3 脚输出为高电平,6 脚接地,因此即使松开2 脚开关,1 脚也不输出。 /3 Vcc,引脚6为2/3 Vcc,因此引脚3始终保持高电平。按下与引脚4 上的复位相对应的开关会强制引脚3 上的输出变为低电平。使用按钮形成开关。典型的开关只有一个按钮。按一次打开,再按一次关闭。该开关可以用另一个双稳态电路来实现。