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555时基电路原理以及应用

作者:dolphin时间:2012-10-31

555内部电原理图

  我们知道,555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。
  在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如:多个单稳、多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等。这样一来,电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路,更好的理解555电路,这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。

  单稳类电路
单稳工作方式,它可分为3种。见图示。
  第1种(图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1和1.1.2为代号。他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第3种(图3)是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多,都比较复杂。为简单起见,我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1;使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。

双稳类电路
  这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。
  第一种(见图1)是触发电路,有双端输入(2.1.1)和单端输入(2.1.2)2个单元。单端比较器(2.1.2)可以是6端固定,2段输入;也可是2端固定,6端输入。

第2种(见图2)是施密特触发电路,有最简单形式的(2.2.1)和输入端电阻调整偏置或在控制端(5)加控制电压VCT以改变阀值电压的(2.2.2)共2个单元电路。

双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用,R1和R2起直流偏置作用。
  无稳类电路
  第三类是无稳工作方式。无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见,也把它分为三种。
  第一种(见图1)是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。

第二种(见图2)是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路(3.2.1)是应用最广的。第2个单元电路(3.2.2)是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a 和3.2.3b的代号。

  第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单的形式(3.3.1)和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。

  无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可以认为是特例。例如:3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端并联,只有一个电阻RA的无稳电路,这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。
  以上归纳了555的3类8种18个单元电路,虽然它们不可能包罗所有555应用电路,古话讲:万变不离其中,相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。
  各种应用电路
555触摸定时开关
  集成电路IC1是一片555定时电路,在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压,电容C1通过555第7脚放电完毕,第3脚输出为低电平,继电器KS释放,电灯不亮。

  当需要开灯时,用手触碰一下金属片P,人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端,使555的输出由低变成高电平,继电器KS吸合,电灯点亮。同时,555第7脚内部截止,电源便通过R1给C1充电,这就是定时的开始。
当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时,555第7脚道通使C1放电,使第3脚输出由高电平变回到低电平,继电器释放,电灯熄灭,定时结束。
定时长短由R1、C1决定:T1=1.1R1*C1。按图中所标数值,定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。
  相片曝光定时器
  附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。用人工启动式单稳电路。
  工作原理:
  电源接通后,定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为:VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲,两个输入都是高电平,即VS=0。继电器KA不吸合,常开点是打开的,曝光照明灯HL不亮。

  按一下按钮开关SB之后,定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等效触发的输入成为:R=0、S=0,它的输出就成高电平:V0=1。继电器KA吸动,常开接点闭合,曝光照明灯点亮。按钮开关按一下后立即放开,于是电源电压就通过RT向电容CT充电,暂稳态开始。当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时,定时时间已到,555等效电路触发器的输入为:R=1、S=1,于是输出又翻转成低电平:V0=0。继电器KA释放,曝光灯HL熄灭。暂稳态结束,有恢复到稳态。
  曝光时间计算公式为:T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟,可由电位器RP调整和设置。
  电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品,并应根据负载(HL)的容量大小选择继电器触点容量。
  单电源变双电源电路
附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1:1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。



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