NE555定时器

NE555定时器（共7篇）

NE555定时器 篇1

摘要：眼睛与电子屏幕和书本之间距离的大小直接影响着我们眼睛的健康。因而, 推出了一种对距离进行检测的自动报警装置。该装置是基于NE555定时器研制而成, 以此来提醒人们在看电视或者学习的过程中自动矫正自己的位置和坐姿, 与电子屏幕和目标物保持适当的距离, 进而保护好我们眼睛的健康。

关键词：电子屏幕,检测,报警,NE555定时器

1 我国国民当今近视现状

当前电视网络的高速发展等诸多因素, 使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼, 造成了青少年近视疾病的大量发生。据国家统计局最近的一项调查显示, 小学生近视比例为34%-61%, 初中为68%, 重点高中为90%左右, 在校大学生视力合格者更少。而在高考体检中由于自身缺陷原因被限考的学生当中有74%为近视。据卫生部、教育部联合调查, 目前我国学生近视发病率居世界第二, 人数居世界之首。全国近视及眼疾患者近3亿人, 已经成为全社会关注的公共卫生和社会问题。

2 近视的成因

2.1 遗传因素

研究认为, 高度近视的双亲家庭, 下一代近视的发病率较高。近视眼具有一定的遗传倾向已被公认, 对高度近视更是如此, 但对一般近视遗传倾向就不是很明显。

2.2 环境因素

(1) 用眼距离过近。青少年经常以7—10cm距离学习, 眼睛的调节异常紧张, 从而形成屈折性近视, 即假性近视。长期如此, 使睫状肌不能灵活伸缩, 引起辐辏作用加强, 使眼外肌对眼球施加压力, 眼内压增高, 眼内组织充血。又加上青少年眼球组织娇嫩, 眼球壁受压渐渐延伸, 眼球前后轴变长, 超过了正常值就形成了轴性近视眼, 即真性近视。 (2) 用眼时间过长。很多青少年看书写字做作业、看电视等连续几个小时不休息, 加重眼睛负担, 眼内外肌肉长时间处于紧张状态, 而得不到休息, 长此以往, 就会感到模糊而形成近视。 (3) 光线过强或者过弱。若太强, 会引起强烈反射, 刺激眼睛, 使眼睛不适, 看不清东西。相反, 光线过弱, 眼睛也看不清楚目标。 (4) 在行驶的车上或走路的过程中看书。车厢是移动着的, 身体也在晃动, 眼睛和书本的距离无法固定, 加重了眼睛的负担, 时间长了, 易形成近视。 (5) 躺着看书。躺着看书, 两眼不在水平状态, 眼睛与书的距离远近不一致, 两眼视线上下左右均不一致, 又加上书本上光线不均匀, 会使眼睛的调节紧张。 (6) 睡眠不足。大脑没有得到充分休息, 第二天精神不振, 头昏脑涨, 这样会加重眼睛负担, 促使近视发生。 (7) 桌椅搭配不当。若椅子太低, 头向前倾, 脊椎弯曲, 胸部受压, 眼睛调节相对紧张;若椅子太高, 双脚悬空, 下肢容易摆动, 不能保持正确的姿势。两种情况都会使眼睛发生疲劳, 久而久之, 就容易发生近视。 (8) 电子屏幕的影响。经常看电视, 容易使眼肌疲劳, 进而造成近视。 (9) 营养不良, 缺钙、锌等维生素。 (10) 角膜弯曲度或晶状体前后面的弯曲度变大。

3 预防青少年近视的解决方案

3.1 自己

(1) 近距离用眼的时间不宜过长, 每隔40—50分钟需要休息10—15分钟。 (2) 要注意学习看书时灯光的设置, 避免过强或者过弱。 (3) 近距离的用眼姿势要正确。调节好桌椅高低的比例, 达到最佳, 端坐。 (4) 积极参加体育锻炼, 增强体质, 保持好良好的心情和状态。

3.2 政府以及学校

(1) 切实推行素质教育, 不能只重视文化课的教育, 更要注重各方面的发展, 丰富学生的生活, 减轻学生的学习压力。 (2) 开设心理健康教育课程, 引导学生养成好习惯, 正确合理地学习和生活。 (3) 减少学生家庭作业, 除青少年节目和新闻联播节目外, 劝导学生尽量少看电视, 不进游戏厅和网吧, 多做室外活动。 (4) 学校不能对学生要求过于严格, 要保证学生有充足的睡眠。

3.3 电子科技手段的应用

(1) 装置功能简介

该装置是基于NE555定时器而研制出的检测距离的自动报警装置。当人眼与电子屏幕以及书本之间距离小于15cm时, 人体辐射的红外线信号会被NE555外接的导线 (10~15cm) 感应到。进而对信号进行放大, 传给扬声器。扬声器发出声音, 延续1s, 提醒人们注意, 进而对坐姿作出适当的调整。

(2) 电路原理图及分析

THR引脚和TRI引脚相接, 并且外接一根长度约10~50cm的导线 (导线不能太长, 否则会引起自动报警) 。当人无意间接近感应线时 (人与导线间距离≤15cm) , 会在导线上感应出信号, 该信号被传送到THR引脚和TRI引脚。由于NE555在结构设计时, THR引脚和TRI引脚输入阻抗较高, 即使是极其微弱的信号也会使NE555工作, OUT引脚输出较强的信号来驱动扬声器发声, 延续1s后消失。

4 结语

近视不可怕, 只要我们从自身做起, 从一点一滴做起, 合理饮食, 卫生用眼, 再加上现代电子科技手段的帮忙, 我相信目前的近视现状会有所好转。

参考文献

[1]王俊峰, 等.诗画学.电工[M].机械工业出版社, 2010, 4.

[2]胡寿松.自动控制原理[M].科学出版社, 2007.

555定时器应用电路 篇2

一、555分段式定时电路

如图1所示, IC1和R1、RP1、C1等组成单稳延时电路, IC2和R2、RP2、C3等组成单稳定时电路, 二者构成分段式定时电路。

按下AN按钮约2秒钟, C1充满, IC1的 (3) 脚呈低电平。IC2置位, (3) 脚呈高电平, K吸合, 开始定时。此后, C1经RP1放电, 至UDD/3, IC1翻转, 呈高电平, IC2复位, K释放。

第一阶段定时, t1=1.1RP1C1, 约27分钟。

第二阶段定时, t2=1.1 (RP2+R2) C3, 约27分钟。故总定时T=t1+t2, 约54分钟。

二、555自动曝光电路

如图2所示, 该电路只用一支555和少量的阻、容元件组成。

555为单稳延时电路。按一下AN按钮, 则555置位, (3) 脚呈高电平, 执行机构或曝光灯点亮。硅光电池受光照, 产生的光电流I对C1充电, 当C1上电压超过2UDD/3阈值电平时, 555电路复位, (3) 脚转呈低电平, 执行机构 (或灯) 无电停止工作。阈值电平可由RP1调节, 其值应大于1.4 V。

三、555曝光定时器电路

如图3所示, 相片曝光定时电路以555为核心组成。这是一个人工启动式单稳态电路。按一下AN按钮, 定时电容C1立即放电到零, 555置位, 计时开始, J吸合, 电灯H得电点亮。灯亮的时间, 即C1充电到其电压升至阈值电平2UDD/3的时间td=1.1 (R1+RP1) C1。时间长短可根据胶片的种类具体而设定。定时到, 555又恢复至复位状态, (3) 脚转呈低电平, J释放, H自熄。图示参数的td约为2分钟。

四、555自动曝光定时器电路

如图4所示, 555和C1、硫化镉光敏电阻RG等组成单稳延时电路。将RG装在相机旁, 曝光时, 按下AN, 则555置位, J吸合, 曝光灯 (白色) 亮。光照强, 则RG呈现电阻小, td=1.1RGC1就短;光照弱, RG阻值大, td则长。td时间到, J释放, 白灯熄, 红灯亮, 曝光定时完成。

NE555定时器 篇3

1 555定时器的内部电路结构

集成定时器555由电阻分压器、电压比较器、基本R-S触发器、放电三极管和输出缓冲器五部分组成。定时器的功能主要取决于比较器C1和C2, 由它们的输出直接控制基本R-S触发器的状态和放电三极管T的状态, 从而决定整个电路的输出状态。

1) 电阻分压器:由3个阻值均为5kΩ的电阻串联构成分压器, 为电压比较器C1和C2提供参考电压UR1、UR2。为了防止干扰, 当不外加控制电压时, CO端一般通过一个小电容 (如0.01μF) 接地, 以旁路高频干扰。

2) 电压比较器C1和C2:电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。当运算放大器的同相输入U+大于反相输入U-时, 其输出为高电平1信号;而当U+小于U-时, 其输出为低电平0信号。

3) 基本R-S触发器:两个与非门G1和G2构成了低电平触发的基本R-S触发器。触发器输入信号R、S为比较器C1、C2的输出, 触发器Q端状态为电路输出端OUT的状态, 触发器Q端状态控制放电三极管T的导通与截止。当外部复位信号RD为0 (低电平) 时, 可使Uo=0, 定时器输出直接复位。

4) 放电三极管T:放电三极管T构成泄放电路, T的集电极用输出端D表示。如果将D端经过一个外接电阻接至电源, 即可组成一个反相器。当Q=0 (Q=1) 时, T导通, D端输出为低电平0;当Q=1 (Q=0) 时, T截止, D端输出为高电平1。

5) 输出缓冲器:输出缓冲器G3的作用是提高负载能力, 并隔离负载对定时器的影响。

6) 外引线端功能:

管脚1 (GND) :接地参考端;

管脚2 (TL) :低电平触发端, 由此输入外触发脉冲。当2端的输入电压高于VCC时, C2的输出为1;当输入电压低于VCC时, C2的输出为0, 使基本RS触发器置1。

管脚3 (OUT) :输出端, 输出电流可达200m A, 因此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。输出高电压低于电源电压VCC约1~3V。

管脚4:复位端, 由此输入负脉冲, 触发器直接复位成0。

管脚5 (CO) :电压控制端, 在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。为防止干扰的引入, 不用时应经电容 (0.01u F) 接地。

管脚6 (TH) :高电平触发端, 由此输入外触发脉冲。当6端的输入电压低于VCC时, C1的输出为1;当输入电压高于VCC时, C1的输出为0, 使基本RS触发器复位成0。

管脚7 (D) :放电端, 受控于RS触发器的端, 当=0时, T截止;当=1时, T导通, 若7脚外接电容C, 则该电容可通过三极管T放电。

管脚8 (VCC) :电源端, 可在4.5~18V范围内使用。

2 重复式定时电路

这是一种用555时基集成电路构成的重复式定时电路。它能使被控电器重复地定时工作和停止。此重复式定时电路的电路原理图由IC555与RP1、R1、RP2、R2、VD1、VD2及C1等组成了一个无稳态电路, 其输出端 (第3脚) 的高低电平转换时间由电容器C1的充放电时间决定, 这个时间即分别是被控电器的开启和关闭时间。由此可见, 只要调整电容C1的充电和放电时间, 即可达到调整被控电器的开启和关闭时间的目的。在此电路中, 为了使电容C1的充电和放电时间能单独调整而互不影响, 故加入了二极管VD1和VD2。

电路的工作过程简述如下:在合上开关SA后, 220V交流电压经C5和R4 (C5的放电电阻) 降压和VD4、VD5整流及VD6、R3、C3、C4稳压滤波后给IC555提供一个较为稳定的直流电压。在刚合上SA时, 因电容C1两端的电压为零且不能突变, 故此时IC的 (2) 、 (6) 脚为低电平, (3) 脚输出高电平, 继电器K吸合, 插座XB得电, 被控电器开始工作。与此同时, 因IC的 (3) 脚为高电平, 故其 (7) 脚也为高电平, 二极管VD1导通、VD2截止, 电源通过RP1和R1给C1充电, 充电速度由RP1调整。当C1上的电压充至2/3电源电压 (Ucc) 时, IC的 (2) 、 (6) 脚变为高电平, (3) 脚相应变为低电平, 继电器K1释放, 插座XB失电, 被控电器停止工作。与此同时, 因IC的 (3) 脚变为低电平, 故其 (7) 脚也将变为低电平, 二极管VD1截止、VD2导通, 电容C1通过R2、RP2放电, 放电速度由RP2调整。C1上的电压减至1/3电源电压时, IC的 (2) 、 (6) 脚又变为低电平, 整个电路又将重复上述的工作过程。

2.1 元件的选择

在该电路中, 集成电路IC可选用NE555、MA555、LM555、5C1555等时基电路;继电器K1可选用额定工作电压在9V-12V之间的中小功率继电器, 其触点功率的大小应根据被控电器的功率大小选定;稳压二极管VD6可选稳压值在12V左右的, 如2DW21等;电容器C5应选用耐压在400V以上的无极性电容器。其它元件无特殊要求。

2.2 安装与调试

除电位器RP1和RP2外, 其余元件均可安装在一块印制电路板上, 整个电路在安装完毕并检查确信无误后方可通电调试。

在电路通电后, 应首先把RP1和RP2调至阻值最小处 (阻值为零) , 此时继电器K应不断地吸合和释放, 其吸合和释放时间分别由R1和R2的阻值决定, 按图中所给的数值, 其吸合和释放时间约为5秒左右。如通电后, 继电器一直不吸合或吸会后一直不释放, 均说明电路存在故障, 此时可暂时把继电器和VD3与IC的3脚断开, 然后用万用表的电压档测3脚的电压, 看其是否在高电平 (约10V左右) 和低电平 (OV) 之间不断地变化。如变化, 则说明无稳态电路部分正常, 故障出在继电器K和保护二极管VD3上。如IC的3脚电压不变化 (一直为高或低) , 则说明无稳态电路部分有故障。

电路正常工作后, 即可在RP1和RP2的旋钮处进行时间标定, 最长定时工作和休止时间分别约为60分钟左右。

3 结语

利用555定时器和一些辅助电子元器件可以构各种时限范围的定时器。

参考文献

[1]谢佳奎主编.电子线路.高等教育出版社出版.

[2]郝鸿安, 徐红媛著.555集成电路实用大全.上海科普出版社出版.

NE555定时器 篇4

1、5 5 5定时器

555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路, 它们的逻辑功能及引线排列都一样。双极型产品型号最后数码为555, CMOS型产品型号最后数码为7555。下面以5G555为例说明555定时器的组成及功能。

由图1可知, 555定时器由电阻分压器、电压比较器、基本R-S触发器、放电三极管和输出缓冲器等五部分组成, 其引脚排列如图2所示。当CO端外接控制电压时, 5G555的逻辑功能如表1所示。当CO端不外接控制电压时, 5G555的逻辑功能如表2所示。

电阻分压器是由三个阻值均为5kΩ的电阻串联起来, 为比较器C1和C2提供参考电压。当电压控制端CO不外加控制电压uCO时, ;当外加控制电压uCO时, 比较器的参考电压将发生变化, 相应地电路的阈值、触发电平也随之改变, 从而影响电路的定时参数。若工作中不用CO端, 为防止旁路高频干扰, 一般都将其通过一个0.01μF的电容接地。

电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。当运算放大器的同相输入大于反相输入时, 其输出信号为高电平1;当同相输入小于反相输入时, 其输出信号为低电平0。比较器C1的同相端接参考电压UR1, 反相端接阈值输入TH, 阈值输入信号UTH与UR1的比较结果决定其输出R端的状态。当UTH〈UR1时, 输出R为高电平1;当UTH〉UR1时, 输出R为高电平0。当比较器C2的同相输入端接触发输入端, 反相输入端接参考电压UR2时。触发输入信号与UR2的比较结果决定了其输出端S的状态。当时, 输出S为低电平0;当时, 其输出S为高电平1。

基本RS触发器由两个与非门组成, 比较器C1、C2的输出为RS触发器的输入信号R、S, 触发器Q端状态为电路输出OUT的状态, 触发器端状态控制着放电三极管T的导通与截止。当外部复位信号为0时, 可使555定时器输出直接复位为0。

放电三极管T的D端如果经过一个外接电阻接至电源, 可组成一个反相器。当时, T导通, D端输出为低电平0, 当时, T截止, D端输出为高电平1, 即D端的逻辑状态与555定时器输出端OUT的状态一样。

输出缓冲器就是反相器G3, 其作用是提高定时器的带负载能力并隔离负载对定时器的影响。

2、多谐振荡器

多谐振荡器有两个暂稳态, 一旦电路起振, 两个暂稳态就交替变化, 输出矩形脉冲信号。

2.1 电路构成及工作原理

由555定时器组成的多谐振荡器如图3所示, 其中电阻R1、R2及电容C为外接元件, 其输出波形如图4所示。

设电容的初始电压UC为0, 刚接通电源, 由于电容两端的电压不能突变, 所以阈值输入TH端的电压小于, 触发输入端电压小于, 输出端输出为高电平1, 放电三极管T截止, 电源UCC经过R1、R2对电容C进行充电, 电容电压UC逐渐上升, 电路处在第一个暂稳态。当电容两端的电压UC逐渐上升到时, 由于阈值输入TH端和触发输入端的电压为, 使输出端状态变为低电平0, 放电三极管T导通, 电容C经过R2和T放电, UC逐渐下降, 电路处于第二个暂稳态。当电容C两端的电压UC下降至时, 其输出又从低电平0变为高电平1, 放电三极管T截止, 电源UCC再次经过R1、R2向电容C充电, 电路返回第一个暂稳态。如此周而复始在两个暂稳态之间交替变换, 便产生了矩形脉冲信号输出。

2.2 振荡周期

由图4可知, 振荡周期T=T1+T2, 其中T1为电容充电时间, T2为电容放电时间T1= (R1+R2) Cln2≈0.7 (R1+R2) C。电容充电时间T2=R2Cln2≈0.7R2C, 电容放电时间, 则矩形波的振荡周期T=T1+T2=ln2 (R1+2R2) C≈0.7 (R1+2R2) C, 所以改变电阻R1、R2和电容C的值, 即可改变矩形波的周期和频率。

3、双音报警电路实现

双音报警电路如图5所示, 它是由两块555定时器和外接元件R、C构成的两个不同频率的多谐振荡电路。由元件参数可知, 两级多谐振荡电路电阻参数接近, 而C1=1000C3, 则IC1产生的多谐振荡频率较低, IC2产生的多谐振荡频率较高。

555定时器IC1的5脚为控制端, 芯片内接比较器的同相输入端, 电位为。而若工作中不用控制端5脚, 将5脚通过一个0.01μF的小电容接地, 以防止旁路高频干扰;当需要把它变成可控多谐振荡器时, 可以在定时器的控制端5脚上加一个控制电压, 这个电压可改变芯片内的比较电平, 从而改变振荡频率, 当控制电压升高 (降低) 时, 振荡频率降低 (升高) , 这就是控制电压对振荡信号频率的调制。如图5, IC1输出的方波信号, 通过R5控制IC2的5脚电平。当IC1输出高电平时, IC2的振荡频率低, 当IC1输出低电平时, IC2的振荡频率高, 输出波形如图6所示。第二块555定时器IC2的振荡频率被第一块555定时器IC1的输出电压调制为两种音频频率, 使扬声器发出双音声响。

4、结语

555定时器的芯片价格很便宜, 引脚很少, 内部结构也很简单。但可以实现的功能很多, 是一般是电子爱好者的首选。从一种由555定时器实现的双音报警电路可以看出, 只要在555定时器芯片搭接外围电路, 便可得到许多实用电路。

参考文献

[1]欧阳星明.数字逻辑[M].武汉:华中科技大学出版社, 2000.

NE555定时器 篇5

1 555定时器

555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路, 利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便, 所以555定时器在波形产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。

1.1 555定时器的工作原理

图1是555定时器的原理图, 它含有两个电压比较器, 一个基本RS触发器, 一个放电开关T, 比较器的参考电压由三只5 kΩ的电阻器构成分压, 它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc2/3和Vcc1/3。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc2/3时, 触发器复位, 555的输出端3脚输出低电平, 同时放电, 开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于Vcc1/3时, 触发器置位, 555的3脚输出高电平, 同时放电, 开关管截止。

为复位端, 当其为0时, 555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。

Vco为控制电压端 (5脚) , 平时输出Vcc2/3作为比较器A1的参考电平, 当5脚外接一个输入电压, 即改变了比较器的参考电平, 从而实现对输出的另一种控制, 在不接外加电压时, 通常接一个0.01F的电容器到地, 起滤波作用, 以消除外来的干扰, 以确保参考电平的稳定。

T为放电管, 当T导通时, 将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

1.2 555定时器组成的多谐振荡器

555定时器只需外接几个阻容元件, 就可以构成各种不同用途的脉冲电路, 如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。

多谐振荡器又称为无稳态触发器, 它没有稳定的输出状态, 只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后, 经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波, 多谐振荡器可用作方波发生器。

图2为多谐振荡器的连接电路, 通过这种外接方式可以输出矩形波。

2 自动循环彩灯电路的设计

如图3为自动循环彩灯的原理图, 是由集成芯片74LS175提供四个D触发器、集成芯片7411提供与门、六个510Ω限流电阻、六个发光二极管组成, 时钟脉冲由555组成的多谐振荡器来提供, 需接+5 V直流电源。

工作过程为:当加上+5 V直流电源时, 按下开关, 使得所有的输出Q为0, Q为1, 所有的灯都灭, 当第一个上升沿到来时, 与门输出的1加到D上, 使得Q输出是1, Q是0, 第一个灯亮, 其余全不亮;第二个上升沿到时, 第二个灯亮, 第一个灯及其他全不亮;第三个上升沿到来时, 第三个灯亮, 其余全不亮;第四个上升沿到来时, 只有第四个灯亮;当第五个到来时, 第一个灯又亮, 如此反复循环, 第五个彩灯直接接到555定时器的输出端, 频繁闪烁, 以检验555定时器连接的正确与否, 第六个彩灯直接接到电源端, 为长亮灯, 已确保电源的加入。

3 结语

本文利用555定时器组成的多谐振荡器, 为集成芯片74LS175中的D触发器提供时钟脉冲, 通过7411中与门的反馈作用实现自动循环。

摘要：本文利用555定时器作为基础元件, 通过接入相应的电阻电容得到的多谐振荡器, 作为D触发器的脉冲信号, 设计电路控制彩灯自动循环。

关键词：555定时器,多谐振荡器,自动循环彩灯

参考文献

[1]付植桐, 高建新.电子技术简明教程[M].中国电力出版社, 2009.

[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2000.

NE555定时器 篇6

关键词：555定时器,单稳态电路,应用研究

单稳态触发器使现行电子产品设计中的重要组成部分。若不存在外界出发脉冲, 触发器可以稳态的形式存在, 而有出发脉冲作用时, 触发器便会保持“暂稳态”, 暂稳态在稳态是0的情况下将为1。而这种暂稳态持续时间往往由其电路参数所决定, 以单稳态电路为例, 假若数字电路信号保持逻辑低电平或高电平, 电路将无法保持稳定, 但一定时间后仍可以稳定状态为主。本文对单稳态电路中以555定时器为基础的电路研究, 具有十分重要的意义。

1 555定时器的相关介绍

关于555定时器, 其主要由Signetics公司所研制, 充分将数字功能、模拟功能等融于一体, 且完全以双极型工艺为技术保障。由于555定时器近年来应用逐渐广泛, 在性能上不断提高, 仅需配合一定的外围元件如电容或电阻等, 便可使单稳态触发器、多谐振荡器等得以形成, 对电子测量领域、仪器仪表领域以及家用电器等方面都较为适用。555定时器在构成上主要以放电管、触发器、串联电阻、功率输出级以及电压比较器等构成, 能够使VCC/3、2VCC/3基准电压被提供。一般决定555定时器功能的主要为电压比较器, 其可对放电管、触发器的状态进行有效控制, 并将电压施加于地与电源间, 假如此时5脚处于悬空状态, 其中一个电压比较器的反相输入端、同相输入端电压将分别达到VCC/3、2VCC/3。而对于另外一个电压比较器, 假如触发输入端TR以VCC/3以内的电压为主, 比较器在输出上将是0, 对此为保证输出端OUT达到1, 便可将触发器设置为1。从555定时器引脚看, 其主要包括:①1脚, 主要指外接电源负端VSS或接地;②2脚, 其可称为触发输入端, 又叫做TR;③3脚, 其主要以输出端为主, 简称为OUT;④4脚, 其指为低电平下的清零端, 被叫做Rd, 假若清零端为0时, 输出端也以0为主, 但555定时器处于正常运行状态下, 清零端将以1为主;⑤5脚, 其主要为控制电压端, 被称为CO。通常在比较器电平以2/3VCC为输入电压的情况下, 该引脚可能处于悬空状态。但为使参考电平保持稳定状态, 需注意将外来干扰进行消除, 可考虑使0.01u F电容接地, 这样将起到明显的滤波效果;⑥6脚, 阀值输入端, 被称为TH;⑦7脚, 放电端, 可叫做DIS[1]。

2 555定时器单稳态电路的运行原理分析

现行555定时器单稳态触发器, 其主要以外围定时元件配合555定时器构成, 在稳态条件下, 555定时器放电开关管将以导通形式为主, 此时电路输入端将为电源电平, 而输出端主要进行低电平的输出。假定有外部负脉冲触发信号施加于其中, 并控制在1/3VCC的电压瞬时, 这样低电平比较器将会发生动作, 整个电路将趋于稳态。

从以555定时器为基础的单稳态电路运行原理看, 其主要表现在当触发器未进行脉冲信号传输时, 输入端将以1为主。三极管T会在直流电源VCC被接通后保持截至状态, 在电阻R的作用下, VCC会对电容C完成充电过程, 需注意的是该充电过程中可能存在输出电压为0的情况, 其主要因阀值输入端TH在电容电压为2/3VCC情况下将超出2/3VCC, 此时触发输入端也将超出1/3VCC。这种情况下, 在导通放电管T时, 电容电压将以0为主, 因阀值输入端控制于2/3VCC以内, 整个输出状态保持恒定, 这样单稳态电路会以稳态形式为主。另外, 当有触发脉冲信号进行传输时, 因阀值输入端被控制在2/3VCC且出发输入端保持在1/3VCC以内, 此时触发器输出将以“1”为主, 且在电阻R作用下, 直流电源会直接为电容C进行充电。该过程中由于脉冲宽度时间发生变化, 负脉冲会因此逐渐消失, 此时输入端将以“1”为主, 电容电压与阀值输入端电压都将控制在2/3VCC电压以内, 因此输出状态将继续维持“1”, 对此可称为暂稳状态[2]。

3 单稳态电路具体应用研究

以555定时器为基础的单稳态电路, 其在应用过程中首先表现在触摸延时电路方面。应用过程中单稳态触发器完全由555定时器所构成, 这样运行时仅需对开关进行操作, 便可将负脉冲传输到触发输入端中。当555定时器被触发后, 便会进行高电平的输出, 此时导通晶闸管SCR将会被出发, 使点灯保持发光状态。再次, 单稳态电路应用中也体现于洗相曝光定时器方面, 在未触发开关按钮情况下, 线圈处于不通电状态, 结点不会发生动作, 保持发光的灯以红灯为主, 但在触发开关按钮时, 结点为闭合动作且线圈保持通电状态, 此时发光的灯为白灯。最后, 以555定时器为基础的电路也被用于光电打靶游戏机方面, 该设备在运行过程中, 若其光电三极管窗口被光束击中, 将有负脉冲被输入到触发输入端中, 整个电路以暂稳态形式为主且LED灯处于发光指示状态[3]。

4 结语

以555定时器为基础的单稳态电路是现代科学技术发展的重要产物, 其充分融合数字功能、模拟功能等, 成本较低、结构简单且适用性较强, 得到整个电子市场的青睐。通过文章分析发现, 单稳态电路运用中对触摸延时电路、双功能延时灯、洗相曝光定时器以及光电打靶设备等都极为适用, 其所形成的电路能够保持良好的运行状态, 因此需加强其在未来电子产品中的使用。

参考文献

[1]谭琦耀.基于555电路的单稳态触摸开关设计[J].煤炭技术, 2012, 06:61-62.

[2]张小梅, 程珊.基于555定时器的单稳态电路的应用[J].科技广场, 2012, 08:89-92.

NE555定时器 篇7

抛锚式教学 (Anchored Instruction) 以真实事例或问题为基础 ( 作为“锚”),有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”,其实质是将教学“锚接”于有意义的问题求解环境中,要求学生系统地解决一系列相关的问题。而且各个“锚点”(及其伴随的教学事件)都能够提供知识的延伸。通过学生间的互动、交流,凭借学生的主动学习、生成学习,亲身体验从“设锚”——识别目标、“抛锚”——提出目标以及“起锚”——到达到目标的全过程。一旦这类事件或问题被确定了,整个学习内容和学习进程也就像轮船被锚固定一样而被确定了。

2 555定时器电路的抛锚式教学策略

数字电路课程是实践性、工程性、应用性很强的课程。它具有内容更新迅速,电路千变万化、概念指标繁多、方法灵活、难以掌握等鲜明特点。555定时器是数字电路中常用的一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器等许多领域中都得到了广泛的应用。在实际教学过程中,教师们普遍认为在单稳、多谐和施密特这三种电路中,单稳态触发器涉及的知识点多,学生分析工作原理时难度较大。因此,本文以单稳态触发器为例,介绍单稳态触发器的教学策略。

2.1设置“锚”,创设问题情境,激发学生探究兴趣

本环节是抛锚式教学的第一步,因为“锚”是抛锚式教学模式的中心。本次课的教学重点就是单稳态触发器的结构和工作原理。如何抛出这个“锚”,让学生准确把握要学习的内容的重点,设计引人入胜的教学情景是抛锚式教学法的关键。

笔者以楼道灯为例创设情境 :一上课就抛出一个问题 :住宅小区楼道都安装了楼道灯 , 天黑有人走过楼梯通道时 , 当有脚步声或其它声音时 , 楼道灯会自动点亮 , 提供照明 , 当人们进入家门或走出公寓 , 楼道灯延时一段时间后会自动熄灭。这样 , 可以杜绝长明灯现象、达到节能的目的。鼓励学生思考生活中还有哪些类似的电路?如商场的自动门,卫生间的干手器等,这些设备的控制电路有什么共同点呢?

通过上述一系列的提问,增强学生的学习兴趣和探索知识的欲望。总结学生观点,得出单稳态电路的特点 :

1它有稳态(“灭”状态 )和暂稳态(“亮”状态)两个不同的工作状态 ;

2在外加脉冲作用(声音信号)触发下,触发器能从稳态(“灭”状态)翻转到暂稳态(“亮”状态);

3在暂稳态(“亮”状态)维持一段时间后,将自动返回稳态(“灭”状态)。

通过设定锚,会使学生及早明确学习目标,并围绕如何实现具有上述特点的电路而开展讨论。

2.2“抛锚”, 创设阶梯性问题情境,引领学生深度学习

在学生已经进入学习求知的状态下 ,通过抛锚而明确问题,使得学生在接下来的学习过程中能够确定所要解决的问题,从而细化目标,明确目的。

启发学生解决以下相关问题 :

1这个基于555的电路有没有输入?输入应该加在触发输入端还是阈值输入端?通过这个问题可以引导学生在电路结构上区分单稳态触发器和斯密特触发器。

2以前学习的哪种电子元器件具有动态特性?启发学生完成所学知识的融会贯通,结合《电路分析基础》中的动态元件知识,在电路设计中加入电容,通过电容的充放电过程完成电路状态的自动转化。

3有人来以后,电灯为什么能够自动点亮?电路的工作原理是什么?

4灯亮的时间与哪些因素有关?与人在走廊里滞留的时间有没有关系?电路的参数如何计算?

2.3“起锚”, 创设解决问题情境 , 激发学生创新思维

为了让学生能够解决“锚”中的问题,并要通过教学使学生能够自主地完成学习目标,并根据教师提供的一系列线索和信息自主学习。

解决单稳态触发器的工作原理问题,需要复习555电路输入输出关系表 , 结合电路图1(a),画出输入输出关系曲线 ;解决参数计算问题,需要分析中电容的三要素方程并讨论充放电时间常数,从而计算灯亮的时间wt。

通过计算,得出 :tw =ln3?RC ,可见若想延长或缩短灯亮的时间长度,只需改变R或C的大小即可。该电路电阻通常的取值在几百欧到几兆欧之间,电容的取值为几百皮法到几百微法,这样由555定时器构成的单稳态触发器产生的输出脉冲宽度可从几微秒到数分钟。

在独立解决问题的过程中,学生对解决问题所用到的技巧有真实的体会,这种体验是学生通过自主学习获得的。

2.4设置新“锚”, 创设拓展性问题情境,完成知识迁移

抛锚式教学还应注意训练学生的知识迁移能力 :不能仅让学生局限在特定情境中解决确定的问题,而要发展他们知识迁移方面的能力,要有在新情境下,解决新问题的能力。

在分析了单稳态电路的工作原理后,如果在第一个人后,紧接着又来一个人,同学们设计的楼道灯会不会自动延长照明时间?如何改进电路?启发学生设想 :如果给电容两端加一个受触发信号控制的开关,触发脉冲到来时闭合开关,电容放电,触发脉冲撤除后开关断开,电容再重新充电,这样就可以实现可重触发的功能。那么,在学生所学的电子器件中,哪种器件可以作为电子开关呢?将PNP型三极管接在电容两端,连接如图所示,由Multisim构建模型进行仿真(图2),由学生观察实验现象并得出可重复触发单稳态触发器的工作原理。

在检测电路中,利用可重复触发单稳态触发器可实现失落脉冲的检出,应用于机器转速检测,当转速降到一定限度可以发出报警信号 ;应用于人体心律监视,心律不齐时就发出警报信号。由555定时器与PNP型三极管、R、C构成失落脉冲检出电路。R、C参数取值使单稳输出脉宽tw 大于正常心电信号周期。当心律正常时,uc不能充电至2/3VCC,所以uo始终为高电平,当心律异常时,脉冲间隔拉大,可使uc充电至2/3VCC,uo变为低电平,通过声光报警表示心律失常。(图3)

引导学生总结 :可重复触发单稳在暂稳态期间响应接收到的新触发信号,电路重新被触发,使暂稳态延续。当两个相连触发脉冲的间隔时间小于暂稳态持续时间tw ,暂稳态将被延续,直到电路接收到一个触发脉冲之后,经过tw时间而没有接收到新的触发脉冲时,电路才返回稳态。这样通过多次重复触发可以得到持续时间更长的输出脉冲宽度,这个宽度是从第一个触发脉冲开始,到最后一个触发脉冲到来后再持续一个tw宽度。

3结束语

由于在555电路的学习过程中,单稳态触发器、斯密特触发器和多谐振荡器等知识点较多,学生往往容易混淆。通过抛锚式教学方法,学生明确了自己的学习目标,在“设锚,抛锚,起锚”的过程中,通过层层深入的问题牵引,学生完成了自主学习和知识探究 ;通过设置“新锚”,培养学生创新能力,通过MULSTISM仿真实验,培养学生实践能力,并在理论与实验相结合的过程中体验独立思考、战胜困难的喜悦,树立学好电子技术基础课的信心。

摘要：抛锚式教学法建立在有感染力的问题情境基础上,通过学生的主动学习、生成学习,亲身体验从识别目标、提出目标到达到目标的全过程。本文以555定时器电路为例,从抛锚式教学模式在课堂教学中的运用策略入手,探讨数字电路课堂中的探究性学习的开展方法。