基于555定時器閃光電路設(shè)計(jì)與制作

1、基于555定時器閃光電路設(shè)計(jì)與制作我們主張，電子初學(xué)者要采用萬能板焊接電子制作作品，因?yàn)檫@種電子制作方法，不僅能培養(yǎng)電子愛好者的焊接技術(shù)，還能提高他們識別電路圖和分析原理圖的能力，為日后維修、設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文介紹555定時器的結(jié)構(gòu)、引腳功能以及構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等電路，進(jìn)一步掌握集成電路的使用方法，并利用多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號控制二個發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)閃光電路。一、基于555定時器閃光電路功能介紹每輛車上電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例由16%增至23%以上，目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。汽車上的左、右閃光燈就是最普通的電子產(chǎn)品，今

2、天我們就來學(xué)習(xí)如何使用555定時器設(shè)計(jì)閃光電路。本制作套件就是利用555定時器設(shè)計(jì)的多諧振蕩器，進(jìn)而構(gòu)成閃光電路，如圖1所示。圖1  基于555定時器閃光電路成品圖 二、基于555定時器閃光電路原理圖圖2  基于555定時器閃光電路原理圖三、基于555定時器閃光電路工作原理1、可調(diào)電阻的特性及用法可調(diào)電阻也叫可變電阻，是電阻的一類，其電阻值的大小可以人為調(diào)節(jié)，以滿足電路的需要?？梢灾饾u地改變和它串聯(lián)的用電器中的電流，也可以逐漸地改變和它串聯(lián)的用電器的電壓，還可以起到保護(hù)用電器的作用。圖3  可調(diào)電阻100K可調(diào)范圍電位器是可調(diào)電阻的一

3、種,通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成，即靠一個動觸點(diǎn)在電阻體上移動，獲得部分電壓輸出。電位器的電阻體有兩個固定端，通過手動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動觸點(diǎn)與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。圖4 電位器5K可調(diào)范圍2、555定時器的結(jié)構(gòu)及用法集成時基電路又稱為集成定時器或555電路，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個5K電阻，故取名555電路。圖5集成定時器555及配套的IC管坐555定時器性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單

4、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的同相

5、輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0電平。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般

6、情況下接地。2腳：低觸發(fā)端TR。3腳：輸出端Vo4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端正常工作時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F（103）電容接地，以防引入干擾。6腳：高觸發(fā)端TH。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 -16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3-18V，一般用5V。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情

7、況下，555時基電路的功能表如下：555定時器的功能表輸入輸出清零端4腳高觸發(fā)端6腳TH低觸發(fā)端2腳TR放電管T輸出功能3腳0××導(dǎo)通直接清零1< VCC2/3<=VCC1/3截止置11>VCC2/3> VCC1/3導(dǎo)通置01< VCC2/3> VCC1/3不變保持3、基于555定時器閃光電路工作原理多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。分析工作原理的時候，可以參照圖2基于5

8、55定時器設(shè)計(jì)的閃光電路原理圖。接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C1充電。充電回路是VCC-R1-RP1- C1-地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到時VCC2/3（TH、TL端電平大于VCC2/3），輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為C1-RP1-7腳-T-地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到時（TH、TL端電平小于VCC1/3），輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得:輸出高電平時間 T=(R1+Rp1)C*ln2輸出低電平時間T=RP1*C*ln2振蕩周期 T=(R1+2*RP1)*C*ln2這是一個典型的利用55

9、5設(shè)計(jì)的多諧振蕩器，調(diào)節(jié)可變電阻RP1可以改變輸出的振蕩信號的頻率，信號從3腳輸出一個高低電平，控制D1和D2。當(dāng)輸出高電平的時候，D2亮，D1不亮；當(dāng)輸出低電平的時候，D2不亮，D1亮；3腳不停的輸出高低電平的方波，其效果看起來就是雙燈閃爍，而且閃爍的速度可調(diào)。四、元件清單及實(shí)物圖基于555定時器設(shè)計(jì)的閃光電路元件列表序號名稱代號規(guī)格數(shù)量備注1電阻R14.7K12電位器RP1100K(104)1藍(lán)白3電阻R21K24電阻R310015電容C110UF16電容C210327發(fā)光二極管D1,D23mm28555定時器IC1NE55519IC座DIP8P110萬能板玻纖板7*9111單排針

10、0;1*4PIN2.54mm212專用銅導(dǎo)線0.5銅導(dǎo)線113焊錫凱納0.81圖6 基于555定時器設(shè)計(jì)的閃光電路元件實(shí)物五、安裝與調(diào)試參考圖7基于555定時器設(shè)計(jì)的閃光電路焊接專用原理圖，設(shè)計(jì)好元件布局，按照R1，RP1，C1，IC1，C2，R2，D1，R3，D2的順序安裝，當(dāng)焊接555集成芯片的時候，用使用DIP8的IC管坐代替，注意缺口朝下，使得1腳在右下角。當(dāng)焊接2腳和6腳的時候，可以在555集成芯片內(nèi)部直接連接。圖 7 基于555定時器設(shè)計(jì)的閃光電路焊接專用原理圖本電路是一個比較簡單的由555構(gòu)成的多諧振蕩電路，容易用萬能板（洞洞板）焊接而成，連接好線路

11、，制作實(shí)物，當(dāng)然焊接的時候，需要一定的焊接技術(shù)，如果焊接技術(shù)不行的朋友，一定要用萬能板練習(xí)拖焊技術(shù)，我們提倡在電子制作過程中采用拖焊技術(shù)。焊接成功的走線圖如圖8所示。圖8 基于555定時器設(shè)計(jì)的閃光電路底層走線圖在制作的時候，一定要注意555定時器的引腳功能，比如1腳接地，8腳接電源，和普通的DIP集成電路有些不一樣，當(dāng)制作完成的時候，如果LED燈不閃爍，就要檢測了，基本步驟如下：當(dāng)輸出高電平的時候，D2亮，D1不亮；當(dāng)輸出低電平的時候，D2不亮，D1亮；3腳不停的輸出高低電平的方波，其效果看起來就是雙燈閃爍，而且閃爍的速度可調(diào)。當(dāng)制作完成的時候，如果LED燈不閃爍，就要檢測了，基本步驟如下：（1）觀察法：檢查每個元件是否安裝正確，特別是555定時器集成電路是否安裝正確。（2）觀察法：觀察發(fā)光二極管的正負(fù)極性是否接反。（3）電阻法：檢測焊接線路是否正常連通，可用萬用表檢測每條線路是否導(dǎo)通。因?yàn)槌醮魏附拥臅r候，經(jīng)常出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊等焊接故障。（4）電阻法：斷電后用萬用表電阻檔（10歐姆）測1腳是否可靠接地。（5）電阻法：檢測2腳和6腳是否已經(jīng)連在一起來，是否與可調(diào)電阻RP1的中間腳連接。（6）電阻法：檢測7腳是否連接到了R1與RP1D的中間。（7）電阻法：檢