555定时器

555定时器（精选八篇）

555定时器 篇1

此电路是以555定时器为基础, 外加电容后构成多谐振荡器, 加上继电器构成定时控制电路, 最后实现弱电对强电工作负载的控制。

利用电容器的充放电来代替外加触发信号, 所以电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C, 此时相当输入是低电平, 输出是高电平, 当电容器充电达到2/3VCC时, 即输入达到高电平时, 电路的状态发生翻转, 输出为低电平, 电容器开始放电;当电容器放电达到2/3VCC时, 电路的状态又开始翻转, 如此不断循环。参数如下:

振荡周期:

振荡频率:

占空比:

从NE555定时器的输出端3管脚输出的方波电压加在三极管上, 若正向电压加在三极管基极b与发射极e之间, 三极管就会导通, 继电器线圈两端就加上了+9V的电压, 线圈中就会有电流通过, 这时继电器的常开开关吸合, 交流220V电路节通与负载形成回路, 负载工作;反之, 当反向电压加在三极管的基极b与发射极e之间时, 三极管截止, 继电器的线圈两端没有加上+9V电压, 继电器开关断开, 负载停止工作。在周期性方波脉冲的作用下, 负载有规律的周期性间歇工作, 根据需要调节多谐振荡回路的可变电阻R1, R2, 实现对负载的工作时间控制。

2 数据计算

根据要求, 设计最小工作时间为0.5小时, 间歇时间为1小时, 最大时间为3小时, 间歇时间为12小时, 即最大活动周期为15小时。那么也就是对应的多谐振荡器的最大充电时间为3小时, 最大放电时间为12小时, 即:T1=3×3600S, T2=12×3600S, 振荡周期为15小时。根据这个要求我们可以通过参数表达式计算出R1、R2、R3、R4的阻值, 进而选择适当的可变电阻来满足我们设计的需要, R3、R4为电路在最小工作周期下的阻值, 同时起到保护电路的作用, 具体计算如下:

根据充电时间:

放电时间:

计算的R3、R4的阻值为:

计算的可调电阻的阻值为:

根据这个计算结果, 考虑到实际的安全运作, 我们选择可调电阻的阻值为R1=135KΩ, R2=580KΩ。我们可以根据自己的需要来选择工作电路的振荡时间, 从而实现方便灵活的控制。

3 电路的调试

电路安装完毕, 不急于通电, 首先要先做以下的检查, 才能进行通电调试。

(1) 、联机是否正确检查电路联机是否正确, 包括错线、少线和多线。 (2) 、组件安装情况检查元、器件引脚之间有无短路;连接处有无接触不良;二极管、三极管、集成电路和电容极性等是否连接有误。 (3) 、电源供电 (包括极性) 联机是否正确检查直流极性是否正确。 (4) 、电源端对地是否存在短路通电前, 断开一根电源线, 用万用表检查电源端对地是否存在短路。 (5) 、在调试时也要注意仪器的使用, 避免因使用仪器不当而导致调试的误差或因仪器使用不正确引起故障。在调试电路时出现故障, 应查找故障原因并排除故障。不要随意拆掉电路重新安装, 以防带来新问题。如果调试电路可用后, 可以根据自己所养鱼的种类所需要耗氧量来调节电路组件参数。

4 结语

555定时器把模拟电子中的放大功能和数字电子的逻辑功能融合起来, 只要在外部配上适当阻容组件就可以方便地构成各种脉冲产生和整形电路, 例如多谐振荡器, 施密特触发器和单稳态触发器等。因此, 作为一种价格低廉、性能优良、使用方便的中规模的集成电路, 用555定时器构成的定时控制电路能够方便、快捷、灵活的控制一些具有周期性工作的设备装置, 在精度要求不高的控制领域得到更广泛的应用.

参考文献

[1]康华光.电子技术基础.模拟部分 (第四版) [M].北京:高等教育出版社, 1999.6:172-197.

[2]童诗白, 杨华.模拟电子技术基础 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2001:137-141.

555定时器 篇2

今年的protel的课程设计，我选做的是555时基电路的绘制。我于是到图书馆里面找了一本555时基电路大全，经过仔细分析，选择了这个555时基电路，来用protel绘制电路图。首先来分析一下555集成块的内部结构的特点。

555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。

555定时器的外引线排列图和内部原理框图如图6-

1、6-2所示，功能见表6-1。它是由上、下两个电压比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管 T以及功率输出级组成。比较器 C1的反相输入端⑤接到由三个5 kΩ电阻组成的分压网络的2/3Vcc处（⑤也称控制电压端），同相输入端⑥为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处，反相输入端②为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端RD④，当复位端处干低电平时，输出③为低电平。控制电压端⑤是比较器C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个O．01μF的电容，以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5～+18V，输出电流可达100～200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。

图1.1 555模块

555时基电路最大的特点就是外加简单的RC电路后，可以构成精确的定时电路。电路结构简单，稳定性强，易于调整，是很多电子制作，电路基础，他的实用性很强的。

我希望通过我做本次的555时基电路，加深对555时基电路的认识与了解，为以后的更进一步学习使用NE555打下一定的基础，更希望通过这个课设学会用PROTEL绘制PCB板，为以后作只是储备。

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 设计流程

新建Sch文件找元件，编辑元件属性，连线生成Sch文件导入网络报表，生成PCB文件进入PCB编辑环境输出元件清单，进行电气ERC检测布线并进行DRC检测生成PCB文件打印所需要的四张图形完成查看3D视图 图2.1 设计流程图

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2.1 sch文件设计

设计原理图的文件即SCH文件,我们能作到 设置原理图的相关信息 装载元件库 放置元器件 原理图布线 检查和修改 保存和打印与输出

我们通常在原理图编辑器里面对图形进行绘制,这样的好处是,由于导线能交叉,我们能够绘制出为复杂的曲线,这样在导入到PCB中的时候,可以比较合理地布局整个电路板.2.1.1 原理图设计步骤

如图2.2，本电路中需要用到NE555模块，则我们在Protel99SE中进行搜索，需要加入库TI Telecommunication。在其中模块在TIMER.LIB中就有该模块，加入库如图：

图2.3 添入库

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然后添入之后，按照原理图分别添入各个元件，进行封装（其中开关是我们自己制作的封装），其中以555模块为例，其封装号是DIP8，其他的如电阻是AXIAL0.3，电容的是RAD0.1，三极管的是TO-18：

图2.4 封装

然后放置工作电源12V，在工具箱power objects中可以直接找到+12V的工作电源，如图：

图2.5 放置工作电源

原理图绘制完毕，接下来便是生成PCB板，之前还需要生成元件清单与网络表，具体见2.1.3 元件清单和2.1.4网络表。

2.1.2 元件清单

绘制出原理后既可以绘制出各种格式的原理图的材料清单的文件。产生元件清单可以

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让我们知道我们用了多少元件，包括元件的参数，这样可以让我们在购买元器件的时候不至于漏掉我们所需要的。

在Reports下选择Bill Of Materials，即可生成元件清单，如表2.1：

表2.1 元件清单 2 3 4 5 6 7 A Part Type 2K 100U 330K NE555 NPN1

B C D

Designator Footprint Description AN R1 C1 R2 Q1

SW

AXIAL0.3 RAD0.1 VR1 555 DIP8

TO-18

Capacitor Potentiometer NPN Transistor 2.1.3 网络表

在SCH文件设计好了之后就可以生成网络报表了，网络报表是我们做整个流程的一个很重要的环节，我们所做的一切网络参数都会在途中得到反映，这得过程在下一阶段的生成PCB的环节的过程的用途很大，在生成PCB导入的就是这个网络表。

具体是的在Design里面选择Creat Netlist，即可生成我们所需要的，具体设置如图2.5：

图2.5 网络表生成设置 具体网络表如下： [ 555 DIP8 NE555

] [ AN SW

] [ C1 RAD0.1 100U

] [ Q1 TO-18 NPN1

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] [ R1 AXIAL0.3 2K

] [ R2 VR1 330K

](+12 555-4 555-8 AN-2 Q1-2)（Net555_3 555-3)(NetAN_1 AN-1 C1-1 Q1-1)(NetC1_2 555-1 C1-2 R2-2 R2-3)(NetR1_2 555-2 555-6 Q1-3 R1-2)(NetR2_1 R1-1 R2-1)

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2.2 PCB文件设计

在生成正确的网络报表后就可以新建PCB文件，然后导入到PCB文件中去，在Design中选择Load Netlist，然后选择网络表的路径，导入后没有错误就执行（Excute）如下组图：

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图2.6 PCB板生成设置

开始个元器件都挤在一起，这时要一个一个把他们分开，并设置合适的框图，以致让他们最大限度都分布在其中，并且占用的地方式最小的。一些都做完之后开始布线了。

2.2.1 排版及布线

首先进行排版。在PCB板刚生成的时候是在一块，如图：

图2.7 PCB板原图

然后对其进行排版即可。

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在Auto Route中选择All。在弹出的对话框中直接点击Route All即可。选择自动布线为：

图2.8 自动布线

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在另外的PCB板中，我们自己逐渐进行手动布线。线走不过去的时候则进行打孔。手动布线后为：

图2.9 手动布线

2.3 仿真

Protel99 SE的功能很强大，他可以对我们实际编辑的电路的仿真。也就是通过程序设置输入一定的电压，直接在电脑上就可以得到一定的输出，我们可以根据来模拟实际的电路的特点分析。在Simulate中选择Setup，具体设置如图：

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图2.10 仿真设置

下图是在元件替换为sim.ddb库文件中的元件后进行的分析：

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图2.11 仿真曲线图

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 心得体会

本学期我们开设了《电子技术基础（模拟部分）》课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业有着密切的联系，且是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期暨电路刚学完之际，紧接着来一次protel课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，才真正意识到我们只有通过勤奋的努力，才能够真正体会到科技带给人类的幸福。

在整个电路课程设计过程中，我们不断地在遇到问题和解决问题之中盘旋。例如在进行手动布线的时候，自己一根一根地布线，眼睛都盯着电脑酸了，但是看着自己的元件一个个连接了起来，自己的心里面像吃了蜜一样的甜。终于就这样，像爱迪生发明电灯泡的时候一样，历经千万次的猜想与实验，终于使得这个问题得到了圆满的解决。成功的我高兴地无以复加，只是感觉到劳动最光荣，劳动人民最高尚。

历时这一个星期的课程设计即将在这次的答辩中画上圆满的句号。回头看看，不禁感慨众多，没有想到我们的科学家，哪怕是我们身边的老师，原来也是如此这般的努力才能够换来今天的幸福生活；离不开你们这些辛勤的工作者，我们的身边这一切才能够如此快捷方便；没有了这一切，我不敢想象社会会如何发展，难道是倒退到那种封建社会，还是奴隶时代？并且通过了这次电路课程设计，我才了解到我们所学的只是原来是如此地贴近我们，其实他们就在我们身边，就在我们身边或大或小的地方，甚至是我们不能发现的地方，而并不是我原先所想象的那样遥不可及，总是好像在那种大房子里面的大机器才会用到这些东西，感觉那些是科学家做的事情，对于我们来说是天方夜谭。而如今，我才知道了这一切。我才会，并有这样的动力将我所学的知识来赋予实践。

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 参考文献

[1] 曹丙霞.protel原理图PCB设计.北京:电子工业出版社,2006 [2] 王正谋.protel 99 se 电路设计与电路仿真.福州,福州科学技术出版社,2003 [3] 杜刚.电路设计与制版.北京;清华大学出版社,2006 [4] 肖玲妮.protel 99 SE印刷电路板设计教程.北京.清华大学出版社

[5] 曾峰, 印刷电路板(PCB)设计与制作;北京电子工业出版社.武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书

附录：PCB板层次图

图1 Top Layer

图2 Bottom Layer

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图3 Top Overlay

探讨555定时器功能及其应用 篇3

1 555 定时器的电路结构及逻辑功能

1.1 555定时器的基本组成

555定时器主要是由电压比较器、放电三极管、电阻分压器、输出缓冲器以及基本R-S触发器等部分组成。比较器C1和C2决定了定时器的的主要功能, 比较器C1和C2的输出会直接控制放电三极管T的状态及基本R-S触发器的状态, 从而对整个电路的输出状态产生决定性的影响[1]。

1.1.1电阻分压器

电阻分压器是由阻值为5 kΩ的3个电阻串联构成的分压器, 分压器为电压比较器提供相应的参考电压。为避免外界的干扰, 在不外加控制电压时, 会在分压器中加入一个小电容接地, 从而避免旁路高频干扰。

1.1.2电压比较器

电压比较器是由结构完全相同的两个理想的运算发达器组成的, 当运算放大器的同相输入大于反相输入时, 运算放大器的输出为高电平1信号, 当运算放大器的同相输入小于反相输入时, 运算放大器的输出为低电平0信号。在电压比较器的C1同相输入端接入参考电压时, 将阀值输入端与反相输入端相连, 则电压比较器的输出端的状态由阀值输入信号比较结果的影响, 当参考电压大于阀值输入端时, 电压比较器的输出端状态是高电平1信号, 当参考电压小于阀值输入端时, 电压比较器的输出端状态是低电平0信号[2]。若在将电压比较器的同相输入端与触发输入端相连, 参考电压接反相输入端, 则电压比较器的输出端状态受触发信号的比较结果影响, 当触发输入信号大于参考电压时, 则电压比较器的输出状态为高电平1信号, 当触发输入信号低于参考电压时, 则电压比较器的输出状态为低电平0信号。

1.1.3基本R-S触发器

基本R-S触发器是由两个与非门构成的低电平触发器, 比较触发器的输入信号可以得到电压比较器的输出, 为电路输出端状态的触发器一端的状态控制着放电三极管的导通与截止[3]。当触发器的外部置零输入端为低电平时, 定时器输出可以不受其他输入端的影响直接复位。

1.1.4放电三极管T

泄放电路由放电三极管T组成, 若在放电三极管T的集电极电源处外接一个电阻, 则可以重新组成一个反相器, 且放电三极管T的集电极的逻辑状态与输出端的状态相同。

1.1.5输出缓冲器

输出缓冲器主要是为了提高555定时器的负载能力, 隔离负载对555定时器的影响。

1.2 555定时器的逻辑功能

阻值为5 kΩ的3个电阻构成了分压电路, 给555定时器分别提供了参考电平2/3vcc、1/3Vcc。555定时器的输出端控制着放电管的开关状态及R-S触发器的状态[4]。

2 555 定时器的应用

2.1 单稳态触发器

单稳态触发器是由555定时器构成的, 单稳态触发器有一个稳定的状态或是一个暂稳的状态, 在遇到外来出发脉冲的作用下, 单稳态触发器能有稳定状态翻转到暂稳状态, 当单稳态触发器在暂稳状态维持一定的时间之后就会自动切换至稳定状态, 电路本身的参数决定着单稳态触发器暂稳时间的长短, 与触发脉冲无关。单稳态触发器的工作原理是在555定时器的端口输入一个低电平信号时, 在555定时器的另一个端口输出一个相对暂态的高电平信号, 即低电平触发高电平的方式[5]。由于单稳态触发器自身的特点, 所以在应用单稳态触发器时主要是用于装置或数字系统中, 常用于产生一定宽度的方波、将输入信号延迟一段时间输出以及变不规则规则波形为幅度、宽度相等的脉冲等方面。

2.2 报警器电路

报警器电路主要是有两片555定时器、电容、蜂鸣器、电阻Multisim虚拟元件等部分组成。在报警器电路中两片555定时器分别构成了振荡频率不同的两个振荡器, 将一个振荡器的输出利用电阻接到另一个振荡器的控制端, 并利用振荡器的输出电平的高低来控制另一个振荡器振荡的频率不同, 从而使蜂鸣器发出报警的音响效果[6]。

2.3 施密特触发器

施密特触发器是将555定时器内部的两个管脚相连当作信号输出端而形成的。施密特触发器是一个同时具有两种稳态的电路, 当施密特触发器的电路导通电压小于输入电压时, 则施密特触发器的输出维持在一个不变的电压值。当施密特触发器的电路截止电压大于输入电压时, 则施密特触发器的输出则维持另外一个不变的电压值[7]。施密特触发器是一种脉冲整形电路, 它可以将缓慢变化的输出波形转换为变化较大的矩形波输出, 主要是用于脉冲波形的整形或变换。与一般的双稳态触发器相对比施密特触发器主要有两个优势, 首先它属于电平触发, 施密特触发器在面对缓慢变化的信号也适用。当输入的电平信号触发施密特触发器的电平时, 施密特触发器的输出信号就会从一个稳态变为另一个稳态, 此外施密特触发器稳态的维持也离不开外加的触发输入信号[8]。其次是其具有滞回特性, 即施密特触发器的输出电压当由高电平向低电平转换时与其相匹配的输入电压与当输出电压由低电平向高电平转换时与之相匹配的电压是不一样的, 这种特性就叫做施密特触发器的滞回特性。

3 结语

555定时器在定时、防盗报警、工业自动控制以及仿声等方面都有着十分广泛的作用, 随着555定时器应用范围不断变大的同时在分析555定时器应用电路时运用555定时器功能模型可以观察出用这种方法使用的优点是更加形象、更加直观以及更易于掌握, 此外得出的结果也是更加的契合实际的逻辑关系。初学者在运用这种模型时能极快地提高自身的识图能力, 快速掌握这种技术, 进而使得学者更加有效地掌握555定时器应用电路的工作原理, 从而对555定时器进行深入地研究开发。

参考文献

[1]艾华.嵌入式技术在便携式多参数监护仪开发中的应用[D].中国医科大学, 2008.

[2]王全宇.555多谐振荡器在温控报警电路中的应用[J].大学物理实验, 2012 (5) :7-8, 18.

[3]叶飞.基于ATMEGA128系统的电容式粮食水分检测仪的研究[D].合肥工业大学, 2014.

[4]于明湖.直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究[D].浙江大学, 2011.

[5]徐利, 吕中枢, 赵君有, 等.基于SIMULINK的555定时器仿真[J].沈阳工程学院学报:自然科学版, 2007 (3) :245-247.

[6]周汉清, 陶国彬, 周云, 等.基于非平衡RS触发器的555定时器的功能图[J].大庆石油学院学报, 2005 (5) :94-95, 99, 131-132.

[7]张云, 左宪章, 李建增.突出“三层次”能力培养的555定时器教学设计[J].高师理科学刊, 2015 (2) :94-97.

论555定时器的几个实用电路 篇4

1 555 D类放大器

D类放大器具有体积小、效率高的特点。利用555电路构成一个可控的多谐振荡器, 音频信号输入到控制端得到调宽脉冲信号 (如图1) , 即可构成简易D类放大器, 基本能满足一般的听音要求。

由IC 555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器, 占空比为50%, 控制端5脚输入音频信号, 3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号, 经L、C3接调、滤波后推动扬声器。

2 555触摸定时开关

在楼道、过道等处可以安装555定时器构成的定时路灯, 可以达到节约用电的目的。电路如图2所示。

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:Tw=1.1R1C1。按图中所标数值, 定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。

3 555声光报警电路

555声光报警电路如图3所示, 电路由两个多谐振荡器组成, 第一个振荡器的振荡频率为1～2Hz时, 第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。将第一个振荡器的输出 (3脚) 接到第二个振荡器的复位端 (4脚) 。在第一个振荡器输出高电平时, 第二个振荡器振荡;在第一个振荡器输出低电平时, 第二个振荡器停振。这样, 蜂鸣器将发出间隙声响。

4 结语

综上分析应用555定时器可方便的构成各种实用电路, 其原理简单, 构图方便, 是一种应用十分广泛的中规模集成电路。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础数字部分 (第四版) [M].北京:高等教育出版社, 2000, (6) .

[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2001, (5) .

[3]许小军.电子技术试验与课程设计指导[M].南京:东南大学出版社, 2004, (12) .

[4]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社, 1997, (3) .

基于555定时器的电容测试仪设计 篇5

随着电子工业的发展,电子元器件急剧增加,电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来,在应用中我们常常要测定电容的大小[1]。因此,一种简单、实用的电容测试工具在实际中具有一定的实用价值。一般元件参数的数字化测量是把被测参数转换成频率后再进行测量[2],本设计采用555为核心的振荡电路,将被测电容值转化为频率,并利用AT89S51处理器测量出频率,再通过该频率值计算出电容参数值。

2 系统的原理框图

系统主要采用了555定时器构成的RC振荡电路和单片机技术。设计思路:被测电容C通过RC振荡转换成频率信号f,送入单片机测频,对该频率进行运算处理求出被测电容的值,并送显示器显示。系统框图如图1所示,其主要由测量电路和控制电路两部分组成。当接入被测电容后,由555定时器构成RC振荡器产生方波信号,把此信号通过接口传到AT89C51单片机I/O口上,对此方波信号进行测频,通过软件编程,计算出得到被测电容值,由LCD1602液晶显示。

3 硬件设计

3.1 555振荡电路的设计

由5 5 5芯片构成的多谐振荡电路如图2,CX为被测电容,接通电源后,CX被充电,A点电压UA上升。当UA上升到23Vcc时,触发器被复位,同时5 5 5芯片内部放电三极管导通,此时U0为低电平。CX通过R2和放电三极管放电,使UA下降。当UA下降到13Vcc时,触发器又被置位,U0翻转为高电平[3]。CX放电所需的时间为:

当放电结束时,放电三极管截止,VC C通过R1、R2向CX充电,V由13Vcc上升到23Vcc所需的时间为:

当UA上升到23Vcc时,触发器翻转,如此周而复始,在输出端得到一个周期性的方波,其频率为:

根据(1)(2)(3)式可推出:

整理得:

由上式可知,当电路设计完成后,振荡器输出f随CX的变化而改变。改变R1、R2的值即可改变系统量程。系统量程分为四档:(1)R1+2 R2=4 7 0 KΩ时,测1.0 n F-10.0nF的电容值。(2)R1+2R2=47KΩ时,测10.0nF～100.0nF的电容(3)R1+2R2=4.7KΩ时,测100.0nF～1000.0nF的电容。(4)R1+2R2=470Ω时,测1.0μF～10.0μF的电容。图3为R1+2R2=470KΩ时,测量电容为2μF振荡输出输出波形。

3.2 信号处理及显示电路

信号处理电路部分采用单片机AT89S51作为系统的主控制器。AT89S51单片机的最小系统由时钟电路、复位电路、外加电源及单片机构成[4],其硬件电路如图4所示。555振荡电路输出的是脉冲波,接到AT89S51处理器的输入引脚P 3.5,通过A T 8 9 S 5 1内部定时/计时器T 0、T 1及相应的程序设计,构成一个数字式频率测量系统,测出频率后按(5)式运算处理后得到被测电容值。

显示模块LCD1602液晶第1、2脚接驱动电源;第三脚VL为液晶的对比度调节,通过在VCC和GND之间接一个10K多圈可调电阻,中间抽头接VL,可实现液晶对比度的调节;液晶的控制线RS、R/W、E分别接单片机的P2.5、P2.6、P2.7;D0～D7为LCD1602液晶模块的8位双向数据口,分别与S T C 8 9 C 5 2 R C单片机的P 1.0～P1.7相连,用于传输数据。接在单片机的P0口;BL+、BL-为液晶背光电源[5][6]。

4 系统软件设计

系统软件环境以Keil4.0为仿真平台,使用C语言编程编写了运行程序;包括主程序模块、显示模块和电容测试模块。软件设计主要包括三个方面:一是初始化系统;二是按键检测;三是数据采集、数据处理并进行显示。程序采用模块化的结构,这样便于调试和修改,易编程和易读性好,也程序结构清楚[7]。系统程序流程如图6所示,首先对P3.5口脉冲信号频率的测量,再通过(5)式算出所测的电容值,由LCD1602显示出来。

5 系统的测试

测试方法:在四个档位分别选取两组值,测试时将被测电容通过系统测量出来的值与标称值进行对比,确定出该系统的精度。测试数据如表1,由测试结果知测量误差小于0.5%。

6 结束语

设计的电容测试仪硬件采用55 5定时器作为信号采集模块、AT89S51单片机作为信号处理器模块,软件采用Keil4.0为仿真平台,使用C语言编程编写了运行程序。其具有性能稳定、精度高、操作简单、功耗低等优点。经测试表明:其可以测试1.0nF-10.0uF范围的电容,误差小于0.5%。误差产生主要原因与电路元件参数、测试环境、测试方法等因素有关。

参考文献

[1]刘军,李智.基于单片机的高精度电容电感测量仪[J].研究与开发,2007,26(6):48-51.

[2]谢冬莹,芦庆,蒋超.基于单片机实现测量电容方法研究[J].仪表技术,2009,(11):42-44.

[3]陈有卿,叶桂娟.555时基电路原理设计与应用[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4]刘宇.微型化数字式电容测微仪[D].天津大学,2007.

[5]张怀强,何为民.电阻电容在线测试及LCD显示[J].今日电子,2008,(7):41-44.

[6]兰羽,卢庆林.仪表放大器在激光外差玻璃测厚系统中的应用[J].国外电子测量技术,2012,31(3):79-82.

555定时器 篇6

众所周知,数字电路的信号只有两种状态:逻辑低电平或逻辑高电平,即通常所说的“0”状态或“1”状态。

单稳态电路指的是该电路的输出信号只在一种状态(逻辑高电平或低电平)下是稳定的,而当电路的输出处在另一种状态时不能稳定地保持,一段时间后会自动地回到稳定的状态。

单稳态触发器的工作特点是:(1)在没有受到外界触发脉冲作用的情况下,单稳态触发器保持在稳态;(2)在受到外界触发脉冲作用的情况下,单稳态触发器翻转,进入“暂稳态”,假设稳态为0,则暂稳态为1;(3)经过一段时间,单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。

单稳态触发器作为定时、延时电路,广泛地应用在一些简易数字控制系统中。

单稳态电路可以有分立元件的单稳电路、门电路构成的单稳电路、专门的单稳集成电路和555构成的单稳电路几种。这里仅介绍由555定时器构成的单稳态触发电路的逻辑功能及其应用。

1 555定时器简介

1.1 555定时器的内部结构

555定时器的内部结构如图一所示。

1.1.1 分压器

分压器的作用是通过三个电阻,将电源电压分成三等份,为电压比较器提供基准电压(参考电压),其给A1的同相端,给A2的反相端。

1.1.2 电压比较器

当u+>u-时,输出高电平;

当u+

1.1.3 RS触发器

RS触发器状态如表一所示。

1.1.4 放电开关

放电开关由三极管组成。三极管T导通时,与三极管连接的电容C放电;三极管T截止时,电容C充电。

1.2 555定时器的引脚排列

555定时器的引脚排列如图二所示。

5引脚(CO)———控制电压端;

平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平,5脚可悬空,如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,确保参考电平的稳定。

6引脚(TH)———阈值输入端;

7引脚(DIS)———放电端。

1.3 555定时器的逻辑功能

555定时器的逻辑功能如表二所示。

2 555定时器组成的单稳态电路

2.1 电路组成

555定时器组成的单稳态电路如图三所示。

2.2 工作原理

如果继续有触发脉冲输入,就会重复上面的过程。

3 基于555定时器的单稳态电路的应用

3.1 触摸延时电路

如图四所示为一个简单的触摸延时电路,555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下开关,在触发输入端(管脚2)加入一个负脉冲,555输出端输出高电平,灯泡(LED)发光,当暂稳态时间(Tw)结束时,555输出端恢复低电平,灯泡熄灭。

该触摸开关可用于夜间定时照明,定时时间可由RC参数调节。

3.2 触摸、声控双功能延时灯

如图五所示电路,555和T1、R3、R2、C4组成单稳态定时电路,定时(即灯亮)时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时,HTD将声音信号转换成电信号,经T2、T1放大,触发555,使555输出高电平,触发导通晶闸管SCR,电灯亮。同样,若触摸金属片A时,人体感应电信号经R4、R5加至T1基极,也能使T1导通,触发555定时器组成的单稳态电路,达到上述效果。

3.3 洗相曝光定时器

由555定时器组成的洗相曝光定时器电路结构如图六所示,其工作原理如表三所示。

白灯亮的时间即为曝光时间Tw。

3.4 光电打靶游戏机

图七为由555定时器组成的光电打靶游戏机电路结构。

光束击中光电三极管窗口时,相当于TR端(2脚)加入负脉冲(ui=0),由555构成的单稳态电路进入暂稳态,uo=1,LED发光指示。

4 结束语

最近十年来,科技发展突飞猛进,全球的电子业发展速度更是惊人。电子产品从设计生产到投放市场的周期越来越短,成本越来越低。集成555定时器作为一种将模拟与数字功能巧妙结合在一起的中规模集成电路,具有结构简单、用途广泛、价格低廉、灵敏度高、功能灵活等多种优势。在其典型的三种应用电路中,本文仅介绍了其典型应用的一个方面,在实际生产中,只要将其各个功能加以综合应用,便可以得到许多实用电路。

摘要：555定时器是一种模拟—数字功能相结合的中规模集成定时电路。它结构简单,使用灵活,用途十分广泛,利用它只需加少量的外围元件就可以构成多种波形发生器、多谐振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、报警电路、检测电路、频率变换电路等。本文主要介绍555定时器内部电路及其逻辑功能,以及由555定时器组成的单稳态电路的应用,说明在实际生产中,只要将其各个功能加以综合应用,便可以得到许多实用电路。

关键词：555定时器,模拟电路,数字电路,单稳态电路

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]徐雪松.常用电子器具电路[M].北京:新时代出版社,1992.

555定时器 篇7

关键词：555定时器,间歇运转,定时控制,换接起动

现代生产机械大多数是由电动机拖动的,在生产和使用这些设备的过程中,需要对电动机进行自动控制,使机械各部件的运动按设定的顺序和时间进行,只有这样才能使生产过程和加工工艺合乎预定要求,使电动机能正常完成其功能。对电动机的控制主要是指对它的起动、停止、正反转、调速和制动进行手动的控制。对电动机或其他电气设备的控制,目前普遍采用继电器、接触器及主令电器来完成,这种控制系统称为继电一接触器控制系统。但这些电路所需元件较多,控制电路相对较为复杂,那么有没有较为简单的方法使其按照人们预定的目标、预定的时间进行自动控制呢?本文用555定时器实现了对三相异步电动机的电子控制设计。

1 555定时器的特点

集成555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在一起的数字、模拟混合型的中规模集成电路,因集成电路内部含有3个5干欧电阻而得名。555集成电路内部一共集成了21个晶体管、4个晶体二极管和16个电阻器,组成了两个电压比较器、一个基本R-S触发器、一个放电晶体三极管和一个由3个全等电阻组成的分压器。其电路类型有双极型和CMOS型两大类,二者的结构与工作原理类似,逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。其中双极型的电源电压UCC=+5～+16,输出的最大电流可达200mA,具有较大的驱动能力。所以,我们就利用555定时器的特点,使其与电动机的控制电路结合起来,实现对电动机的自动控制。

2 控制原理

555定时器使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态、多谐振荡器和施密特触发器等多种脉冲信号的应用电路,具有时间延迟和定时等功能,因而其应用十分广泛。当555定时器的输出端与继电器相连时,通过555定时器输出的高低电平就可以控制继电器的吸合与断开,而继电器的吸合与断开又可以用来控制电机的运行,这样555定时器作为控制电路核心器件就实现了对电动机的自动控制。并且这种控制电路结构简单、可靠性高、成本低。以下就介绍555定时器在电力拖动方面的应用设计。

3 控制电路设计

3.1 对电动机作间歇运转控制的电路设计

电动机在实际的电力拖动电路中往往要实现间歇运转,即电机运转一段时间后,自动停止,过一段时间之后再自动起动运转,这样反复运行。在以往的控制电路中需要通过各种接触器手动控制来实现这一过程,因而控制过程麻烦、电路复杂。但是用555定时器构成的多谐振荡器就可以很方便的对这一电路实现自动控制。其电路图如图1所示。

由于555定时器连接成多谐振荡器的形式,所以555定时器的输出是连续的高低电平。输出高电平时三极管T饱和导通,继电器开关J吸合,继电器KM的常开触点闭合,三相异步电动机运转。输出低电平时三极管T截止,继电器开关J断开,继电器KM的常开触点断开,三相异步电动机停止运转。如此往复,就实现了三相异步电动机的间歇运转。而555定时器输出的高低电平时间的长短可以很方便的通过调整外接阻容元件的大小来实现,从而实现对电动机间歇运转的自动控制。其中电动机运转时间为T高=0.7(R1+R2)C,电动机停止运转时间为T低=0.7R2C。若R1=R2=10KΩ,C=100μF,则T高=1.4S,T低=0.7S。

3.2 对电动机的定时控制的电路设计

在电力拖动电路中,电动机有时在接到指令之后运转一段时间需要停止运转,即对电机运转的定时控制。以前这一控制过程也是需要通过手动控制来实现的,精度不高。但是用555定时器构成的单稳态触发器就可以很方便的实现对这一功能的自动控制。电路如图2所示。

555定时器连接成单稳态触发器的形式,所以当触发信号来临时输出的是短暂的高电平,其余时间为持续的低电平。当555定时器电路的开关不与0接通时,输入高电平触发信号,此时uo输出低电平,三极管T截止,继电器开关J断开,继电器KM的常开触点断开,三相异步电动机停止运转。当555定时器电路的开关与0接通时(接通后,就断开),输入短暂的低电平触发信号,此时uo输出高电平,三极管T饱和导通,继电器开关J吸合,继电器KM的常开触点闭合,三相异步电动机运转。而uo输出高电平的时间是由外接阻容元件的大小来决定,所以通过调整555定时器外接阻容元件的大小就可以改变输出高电平的时间,高电平持续时间又决定了电动机工作的时间,所以通过调节外接阻容元件的大小就可以实现对电动机的定时控制。其中电动机运行时间为T高=1.1R2C。若R2=100KΩ,C=22μF,则T高=2.42S。

3.3 对三相异步电动机的丫-△换接起动的自动控制电路设计

三相异步电动机与电源接通后瞬间,旋转磁场对转子的相对速度最大,在转子导体中产生的感应电动势和感应电流最大,一方面这样的起动电流会使电动机严重发热,另一方面,这样的大起动电流会在短时间内造成供电线路上较大的电压损失。为减小这一起动电流,三相异步电动机通常采用丫-△换接起动。用555定时器构成单稳态触发器就可以实现对三相异步电动机的丫-△换接起动的自动控制。电路如图3所示。

555定时器连接成单稳态触发器的形式,所以当触发信号来临时输出的是短暂的高电平,其余时间为持续的低电平。当555定时器电路的开关不与0接通时,输入高电平触发信号,此时uo输出低电平,三极管T截止,继电器开关J断开,继电器KM的常开触点断开,三相异步电动机不能起动。当555定时器电路的开关与0接通时(接通后,就断开),输入短暂的低电平触发信号,此时uo输出高电平,三极管T饱和导通,继电器开关J吸合,继电器KM的常开触点闭合,继电器KM1常开触点闭合,常闭触点断开,继电器KM2常闭触点闭合,常开触点断开,三相异步电动机采用Y连接方式起动。当三相异步电动机运行预定的一段时间以后,555定时器输出端uo由高电平变为低电平,此时,三极管T截止,继电器开关J断开,继电器KM的常开触点仍然闭合,继电器KM1常开触点断开,常闭触点闭合,继电器KM2常开触点闭合,常闭触点断开,三相异步电动机由Y连接方式转换成Δ方式运转,从而实现了三相异步电动机的丫—△换接起动的自动控制。Y连接方式的运行时间由555定时器外接阻容元件的大小来决定,所以通过调整555定时器外接阻容元件的大小就可以改变Y连接方式的运行时间。其中Y连接方式的运行时间为T低=1.1R2C。若R2=300KΩ,C=22μF,则T高=7.26S。

4 结语

555定时器在电力拖动方面的应用设计具有成本低、硬件电路简单、控制方便、运行稳定、精确等优点,扩展了三相异步电动机在电器拖动方面的使用。

参考文献

[1]葛剑青.基础电工控制应用电路[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]李中发.数字电子技术[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

555定时器 篇8

关键词：电工电子技术,项目教学法,555定时器

目前, 各大高校正逐步开展教学改革, 以适应社会对毕业生的需求。作为工科类专业的基础课程之一, 电工电子技术是一门很实用的课程, 也是工科学生走上就业岗位所应该掌握的知识技能基础。根据调查, 很多高职类院校的电工电子技术正逐步突破传统教学的束缚, 开始探索新的教学思路和教学方法。

根据学校实际情况, 在安全防范技术专业开展电工电子技术课程, 通过基础知识的学习, 让学生们掌握基本的电子电路知识, 为安全防范技术的专业核心课程的学习奠定坚实的基础。根据电工电子技术课程的特点, 在课程中开展项目式教学方法, 针对课程中的知识群, 设计并开发相关的教学项目工作页。通过工作页的引导学生进行自主学习的过程。

1. 项目情境的提出

电工电子技术内容偏多, 课程中不能将所有的知识进行逐一讲解, 在结合安全防范技术专业人才培养方案的需求分析后, 确立几大知识群。以555定时器为例, 要根据这一知识内容, 设计贴合专业特点的实际案例。考虑各类报警器的设计更能贴近学生生活, 又能结合安全防范技术专业特点, 能够引起学生强烈的兴趣。因此, 在设计情境时可以创设特定的项目情境:“学校要在每栋学生宿舍楼值班办公室门前安装个报警器, 方便在出现状况。制作报警器的任务交给电子加工中心来完成, 要求采用NE555集成电路制作, 使用5V电池供电, 确保有问题时铃声响起, 工作可靠”。

2. 项目任务要求

根据项目情境, 分析任务要求, 确立任务目标。重点要求学生们确立几点学习目标:

(1) 熟悉555定时器中各管脚的功能, 并且通过5脚的电压控制端的功能和作用实现调试电路。

(2) 了解555定时器用电压控制端调到多谐振荡器的频率实现救护车和消防车的报警声响。

(3) 会熟练制作电路板和进行元器件接线操作。

(4) 会使用示波器观察波形。

(5) 培养独立分析、自我学习、改造创新能力。

3. 项目任务准备

任务明确后, 学生们开始着手准备项目的实施过程, 包括实训器材、实训步骤的设定、实训工具的使用。在项目工作页中都要有所体现。要求学生们根据项目的实施方案进行分布列出, 并进行表格的填写。

4. 项目知识链接

在这部分内容中, 要针对知识结构特点进行知识的归纳总结, 并给出其他的学习途径, 比如网上相关资源、教材、论坛等。通过学生们进行知识查阅, 设计知识总结归纳的专栏, 根据项目工作页的问题引导, 让学生们逐步总结出知识的结构体系和特点。例如555定时器组成不同稳态电路的情况和相关知识特点。在工作页中要涉及简单电路的设计, 引导学生完成设计, 提高学生的自主创新能力。

5. 任务实施

任务实施主要是项目的实施过程, 学生通过将知识内容进行整理归纳, 结合任务要求, 设计出符合任务情境的电路。在这部分内容中, 需要绘制电路的设计图纸, 通过电路接线, 完成项目硬件搭接, 小组成员的团队合作, 小组之间的互相检查、讨论, 共同完成项目的任务功能。在实践过程中, 教师要充分考虑到学生可能遇到的各种问题, 通过列出规范、设置问题等方式提醒学生, 保证任务的规范操作。

6. 项目总结

项目总结部分主要是学生总结在本项目中学习到哪些知识, 积累了哪些经验, 并做好记录。学生在任务的实践过程中能遇到各种问题, 通过记录问题表格, 将各个问题逐一填写, 并根据各个问题给出解决方案和实施后的结果。通过这样的练习, 培养学生在实际工作中遇到问题能够及时提出, 独立自主归纳整理问题, 总结问题发生的原因及解决问题的能力。

7. 评价标准

项目能否顺利完成, 评价标准很关键, 通过提前分发评价标准给学生, 让学生知道在整个项目实施过程中应该注意哪些问题, 突出工作过程的重点难点, 为学生养成一个良好的工作习惯打下坚实基础。在项目实施之前, 教师要提醒学生要注意评价标准的内容, 让学生在无形中规范的自己的工作。

在本任务中, 通过设计基于555定时器的情景化教学项目工作页的设计方法, 阐述在安全防范技术专业中, 开展教学方法改革时, 要进行项目工作页的设计与研究, 结合项目化教学的特点, 让学生被教师带动变成学生被项目引导进行自主学习。该项目工作页已经在安全防范技术专业得到进一步实践, 取得了很好的教学效果, 获得学生们的一致好评。

参考文献

[1]车明朝, 刘红, 席东海.展示职教风采、引领专业教学[J].中国职业技术教育, 2009 (20) :11-28.

[2]陈坚, 唐成军, 李昕.电工电子教学改革的研究与实践[J].科技信息, 2013 (17) :25-26.

[3]郭志雄.电工电子实践教学改革的探索与实践[J].教育与职业, 2013 (2) :155-156.

[4]周静, 侯世英, 孙韬, 等.电工电子基础实验开展创新教学的实践探索[J].中国电力教育, 2014 (4) :119-121.

[5]李芳, 刘润华, 任旭虎.虚拟实验在“电工电子学”教学中的应用[J].电气电子教学学报, 2013 (1) :99-100.