555定時器可以說是模擬電路與數字電路結合的典范。555定時器是美國Signetics公司1972年研制的用于取代機械式定時器的中規模集成電路,因輸入端設計有三個5kΩ的電阻而得名。此電路后來竟風靡世界。
一: 555的發展歷史
555定時器由Hans R. Camenzind于1971年為西格尼蒂克公司設計。西格尼蒂克公司后來被飛利浦公司所并購。不同的制造商生產的555芯片有不同的結構,標準的555芯片集成有25個晶體管,2個二極管和15個電阻并通過8個引腳引出(DIP-8封裝)。555的派生型號包括556(集成了兩個555的DIP-14芯片)和558與559。
NE555的工作溫度范圍為0-70°C,軍用級的SE555的工作溫度范圍為?55到+125 °C。555的封裝分為高可靠性的金屬封裝(用T表示)和低成本的環氧樹脂封裝(用V表示),所以555的完整標號為NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。一般認為555芯片名字的來源是其中的三枚5KΩ電阻,但Hans Camenzind否認這一說法并聲稱他是隨意取的這三個數字。
555還有低功耗的版本,包括7555和使用CMOS電路的TLC555。7555的功耗比標準的555低,而且其生產商宣稱7555的控制引腳并不像其他555芯片那樣需要接地電容,同時供電與地之間也不需要消除毛刺的去耦電容。
二:555芯片工作原理
555集成電路開始是作定時器應用的,所以叫做555定時器或555時基電路。但后來經過開發,它除了作定時延時控制外,還可用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制及計量檢測。此外,還可以組成脈沖振蕩、單穩、雙穩和脈沖調制電路,用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調制等。
其工作原理是:兩個比較器的輸出電壓控制RS 觸發器和放電管的狀態。在電源與地之間加上電壓,當 5 腳懸空時,則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3,C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發輸入端 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 觸發器置 0,使輸出為低電平。
主要特點:
1.只需簡單的電阻器、電容器,即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣,可由幾微秒至幾小時之久。
2.它的操作電源范圍極大,可與TTL,CMOS等邏輯電路配合,也就是它的輸出電平及輸入觸發電平,均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。
3.其輸出端的供給電流大,可直接推動多種自動控制的負載。4.它的計時精確度高、溫度穩定度佳,且價格便宜。
應用領域:
555定時器成本低,性能可靠,只需要外接幾個電阻、電容,就可以實現多諧振蕩器、單穩態觸發器及施密特觸發器等脈沖產生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。
555定時器可工作在三種工作模式下:
單穩態模式:在此模式下,555功能為單次觸發。應用范圍包括定時器,脈沖丟失檢測,反彈跳開關,輕觸開關,分頻器,電容測量,脈沖寬度調制(PWM)等。
無穩態模式:在此模式下,555以振蕩器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用于頻閃燈、脈沖發生器、邏輯電路時鐘、音調發生器、脈沖位置調制(PPM)等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時電阻,555可構成溫度傳感器,其輸出信號的頻率由溫度決定。
雙穩態模式(或稱施密特觸發器模式:在DIS引腳空置且不外接電容的情況下,555的工作方式類似于一個RS觸發器,可用于構成鎖存開關。
三: 名稱定義
一般用雙極型(TTL)工藝制作的稱為 555,用 互補金屬氧化物(CMOS )工藝制作的稱為 7555,除單定時器外,還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬,可在 4.5V~16V 工作,7555 可在 3~18V 工作,輸出驅動電流約為 200mA,因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。
目前,流行的產品主要有4個:BJT兩個:555,556(含有兩個555);CMOS兩個:7555,7556(含有兩個7555)。
生產廠商:
生產企業不同,型號相同。集成電路的前綴代表廠家,中間的數字是型號代碼,后綴一般代表溫度,封裝等特性。
NE555生產廠家其中主要由此5家廠家、5大品牌技術商生產,NXP恩智浦、TI德儀、NEC日電、ST意法半導體、FAIRCHILD仙童(排名不分先后)。
比如:NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號,555系列IC的接腳功能及運用都是相容的,只是型號不同的因其價格不同其穩定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同;而555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC,只需少數的電阻和電容,便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。
比如:NE555和LM555的功能完全相同,只是前者早期是日本NEC公司生產的,而LM最早是美國國家半導體公司生產的。
555定時器有許多不同公司生產的衍生型號,其中有引腳功能不同的型號,也有采用CMOS的設計。有的芯片中包括數個集成的555定時器。555芯片家族的其他一些型號如下:
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