555集成电路应用几例.doc

555集成电路应用几例学生姓名: 魏涛 学号：20095042048物理电子工程学院 电子信息工程专业指导教师: 胡斌 职称：讲师 摘 要：555集成电路开始出现时是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但是后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可以用于调光、调温、调压、调速等多种控制以及计量检测等作用；还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，作为交流信号源以及完成电源变换、频率变换、脉冲调制等用。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，因此目前被广泛用于各种小家电中。 关键词：555集成电路;传片电机;延时器; 计算机仿真Few Cases of 555 Integrated CircuitsApplicationsAbstract: 555 integrated circuit is used in the timer when it started to appear, and it is called 555 timing or 555 yankees circuit. But after development, it besides make time delay control outside, still can be used for light, temperature, pressure, speed and so on many kinds of control and measuring functions; Also can form pulse oscillation, single unstable, the bistable and modulation circuit, as a communication power transformation, as well as complete source of frequency conversion, pulse modulation etc.Due to it reliable work, convenient use and low prices, it is widely used in all kinds of small home appliance so far. Key Words: 555 integrated circuit; Preach piece motor; Delay device ;Computer simulation 引言555是一种应用广泛的模拟数字混合集成电路，国外叫“Timer”，国内称为“时基电路”或“定时器”。按器件构成的不同分为TTL集成电路(555)和CM0S集成电路(7555)两个大类。不同厂家研制出许多不同的产品，但其基本结构和功能无本质差别，都简称555电路。555电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等方面。可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。555时基电路之所以得到广泛应用，原因在于:l)它由模拟电路与数字电路组合而成，能产生精确的时间延迟和振荡。2)单电源供电。双极型电压范围为4.5V15V，而CMOS型更宽为2V18V。于是它可以和运放和TTL碑或CMOS电路共用一个电源。3)它可以独立构成一个定时电路，且定时精度高。4)它的最大输出电流达200mA，一负载能力强。可直接驱动小电机，喇叭，继电器等负载。在实际使用中CMOS型电路大都可直接代替双极型电路，且性能更好。1.555集成电路在电子测量仪器中的应用1.1高压延时接通电路在示波器、电视机等使用阴极射线管和显像管的显示器中，要求先接通灯丝电压进行预热，然后加高压，这样有利于延长真空器件的寿命。220v (a) (b)图1 高压延时接通电路由图1(a)图可见，由K接通电源后,灯丝电压6.3V(或做成12V)即产生。而IC1与R2、 C2则组成开机延时电路。在接通电源的瞬间，由于C2上的电压不能突变,可视为短路,则2、6脚呈高电平，使555复位，3脚输出为低电平。同时C2开始充电，当充到2脚为1/3VDD电平时，555被置位，3脚转呈高电平，J吸合，将高压接通，实现开机延迟。时间t=1.1R2C2,图示参数为2分钟1。1.2单/双踪示波器转换电路老式单踪示波器若附加一个如图2所示的电路即可将单踪示波器变为双踪示波器。例如ST16示波器就很适合。如图2，转换电路由方波产生器和方波切换电路组成。555和R1、R2、C1组成无稳态多谐振荡器，振荡周期T=0.693(R1+2R2) C1，周期为25us，3脚输出一系列方波加至切换电路BG2、BG3。信号经输入口A、B分别输入，经切换后在C端输出，加至示波器的输人端“Y”，便可显示两路信号的踪迹2。图2 单双踪示波器转换电路1.3示波器触发扫描功能附加电路通过附加如图3所示电路.可使老式示波器增加触发扫描功能。图3 示波器触发扫描功能附加电路该电路中由限幅比较电路和单稳触发电跻组成。IC1作为电压比较器对从垂直放大器来的信号进行比较，整形后加至IC2的触发端2脚。555和R1、W3、C组成单稳定匀电路。在6、7脚产生锯齿扫描电压。当555受负向脉冲触发后，电容C通过R1、W3充电.当充至高于2/3VDD阀值电平时，555复位，C放电，形成锯齿电压波。加至水平放大器作为水平扫描线展开。扫描速率取决于RC时间常数，扫描时间即暂稳宽度td=1.1(R1+Rw3)C3。1.4指针式电子兆欧表目前，电工实验室以及工厂里都惯用老式机械式兆欧表。若用上等元件做成电子兆欧表，既降低成本又减少体积。如图4，IC1(555)和R1、R2、C1接成无稳态振荡器，频率f=1.44/(R1+2R2) C1，本电路约15KHz左右，B为高频升压变压器，次级感应电压由D1整流滤波后，得到约1000V的直流高压供测试用。R5为限流电阻，它与被测电阻串联，并与表头形成测量回路4。被测电阻图4 指针式电子兆欧表电路图5 开关式稳压电源本电路经校准后(调W),量程可达0.51000M。也可降低量程范围，用于低阻测量。2.555时基定时器在Proud软片冲洗机中的应用2.1延时器的组成用555时基集成电路内的三个分压电阻、二个电压比较器、二个或非门及集成电路以外的电阻R、电容C组成的单稳态触发器如图6 (a)所示,图6 (b)是单稳态触发器的波形图5。2.2电阻R、电容C参数的确定电容C两端的电压VC与时间t之间的函数关系为:VC(t) =VD (1-e-td/RC)如果忽略555内的放电三极管饱和压降, VC(t)从0电平上升到2/3VD的时间为td,则: 2/3VD= VD (1-e-td/RC)可得输出为高电平的时间(VO的输出脉宽):td1.1RC (s)图6 单稳态触发器由于R、C的值有一定的取值范围,才能使单稳态电路工作稳定,为了便于确定,将R的值给定,那么td与C是正比的直线关系。图6给出了产生给定延时所必须的R和C的6组关系组合直线6。考虑到软片冲洗机显影、定影、清洗及干燥每个过程的时间约为20s,即一张胶片在软片冲洗机内的处理时间大约为80s。图7 输片电机延时控制电路取R=5M, C=33，得td=1.15M33=182 s.这样的延时对操作者来说,在将胶片送入冲洗机时,有一定的时间间隔,减少冲洗机在送片时自动停机的可能。延时器的实际电路如图7虚线框内所示。该电路具有可重复触发的特性,既在电路的暂稳态期间内,加入新的触发脉冲,电路的暂稳态将延续,直至触发脉冲的间隔超过单稳输出脉宽7。3.555集成电路在物理实验中的应用3.1暗室曝光定时器电路如图8所示，555连接为单稳态触发器方式.当按扭开关NA没有接通时，继电器J常开触点断开，即曝光灯为关状态。启动按扭开关C1短路，继电器J吸合使曝光灯接通发光，定时开始。当C1两端电压经R1、R2电路充电上升到电源电压的三分之二时，电路恢复原始状态，定时结束。定时时间为:t=1.1(R1+R2)C1。当调节R2在02.2M变化时，定时范围为1120秒。继电器J的具体型号根据曝光的功率而定8。此定时器定时准确，调节方便，能够满足光学实验暗室操作的技术要求。图8 曝光定时电路 图9 单稳态触发器3.2指针式频率计电路如图9所示，555连接也为单稳态触发器。单稳态触发器的输出脉冲宽度取决于R2和C2的数值。当R2和C2的数值确定后，单稳输出正向脉冲的宽度就保持不变，其输出波形的直流平均值正比于输人(被测)信号的频率。通过指针式微安电流表就可测量出被恻信号的频率9。此电路结构简单，成本较低，主要用于学生电学实验中信号频率的测量。3.3方波发生器电路如图10所示，555连接为多谐振荡器方式。输出方波信号的频率由R1、R2和C1决定，其波形如图10所示。输出波形的周期为Tt1+t2。调节R2可以改变输出方波的频率(占空比也随之改变)。图3-3电路输出方波的频率范围是5002000Hz。输出方法的幅度由电源电压VDD决定10。此方波发生器可满足一般电学实验的信号源要求。图10 方波发生器 图11 高压发生器3.4高压发生器电路如图11所示，555连接也为多谐振荡器方式。555电路产生振荡，驱动开关管3DD15饱和与截止，变压器Tr感应出高压脉冲，经硅堆整流变为直流高压输出。图11电路经调节R2，可在输出端得到1100伏左右的稳定直流高压。此电路工作稳定，体积较小，可用于取代光学实验中传统的用苯重霓虹灯变压器产生高压的方法。结论555定时器是电子工程领域广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟电路与数字电路的功能巧妙地结合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路，如单稳态触发器、无稳态振荡器、双稳态RS触发器等。这些电路可应用于电子领域的多种场合。参考文献1 阎石数字电子技术基础(第4版)M北京：高等教育出版社，2002：2512542 杨宇，赵玉霞，徐刚555定时器功能及应用的探讨J科技广场，2007，(05)：25273 陈有卿555时基集成电路原理与应用M北京：机械工业出版社，2006：l54 康华光电子技术基础M北京：高等教育出版社, 1990：3513565 孙津平数字电子技术M西安：电子