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新手必读:555芯片工作原理、发展历史及其工作模式

作者:时间:2017-10-27来源:网络收藏

  定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路,因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。

本文引用地址:article/201710/368893.htm

  一: 的发展历史

  555定时器由Hans R. Camenzind于1971年为西格尼蒂克公司设计。西格尼蒂克公司后来被飞利浦公司所并购。不同的制造商生产的有不同的结构,标准的集成有25个晶体管,2个二极管和15个电阻并通过8个引脚引出(DIP-8封装)。555的派生型号包括556(集成了两个555的DIP-14芯片)和558与559。

  NE555的工作温度范围为0-70°C,军用级的SE555的工作温度范围为−55到+125 °C。555的封装分为高可靠性的金属封装(用T表示)和低成本的环氧树脂封装(用V表示),所以555的完整标号为NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。一般认为名字的来源是其中的三枚5KΩ电阻,但Hans Camenzind否认这一说法并声称他是随意取的这三个数字。

  555还有低功耗的版本,包括7555和使用CMOS电路的TLC555。7555的功耗比标准的555低,而且其生产商宣称7555的控制引脚并不像其他555芯片那样需要接地电容,同时供电与地之间也不需要消除毛刺的去耦电容。

  二:555芯片工作原理

  555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。

  其工作原理是:两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于VCC /3,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为低电平。

  主要特点:

  1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。

  2.它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑电路配合,也就是它的输出电平及输入触发电平,均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。

  3.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。4.它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。

  应用领域:

  555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

  555定时器可工作在三种工作模式下:

  单稳态模式:在此模式下,555功能为单次触发。应用范围包括定时器,脉冲丢失检测,反弹跳开关,轻触开关,分频器,电容测量,脉冲宽度调制(PWM)等。

  无稳态模式:在此模式下,555以振荡器的方式工作。这一工作模式下的555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制(PPM)等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻,555可构成温度传感器,其输出信号的频率由温度决定。

  双稳态模式(或称施密特触发器模式:在DIS引脚空置且不外接电容的情况下,555的工作方式类似于一个RS触发器,可用于构成锁存开关。

  三: 名称定义

  一般用双极型(TTL)工艺制作的称为 555,用 互补金属氧化物(CMOS )工艺制作的称为 7555,除单定时器外,还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽,可在 4.5V~16V 工作,7555 可在 3~18V 工作,输出驱动电流约为 200mA,因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。

  目前,流行的产品主要有4个:BJT两个:555,556(含有两个555);CMOS两个:7555,7556(含有两个7555)。

  生产厂商:

  生产企业不同,型号相同。集成电路的前缀代表厂家,中间的数字是型号代码,后缀一般代表温度,封装等特性。

  NE555生产厂家其中主要由此5家厂家、5大品牌技术商生产,NXP恩智浦、TI德仪、NEC日电、ST意法半导体、FAIRCHILD仙童(排名不分先后)。

  比如:NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

  比如:NE555和LM555的功能完全相同,只是前者早期是日本NEC公司生产的,而LM最早是美国国家半导体公司生产的。

  555定时器有许多不同公司生产的衍生型号,其中有引脚功能不同的型号,也有采用CMOS的设计。有的芯片中包括数个集成的555定时器。555芯片家族的其他一些型号如下:

  



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