一、集成电路NE555简介
二、功能框图与引脚说明
三、比较器(运放)
四、反相门(非门)
五、或非门
六、双稳态触发器
七、NE555的工作原理
NE555起源于上个世纪70年代,由美国国家半导体公司发明,到现在还是非常流行。
NE555是一种集成电路,也被称为555计时器,它广泛应用于模拟电路中。NE555集成电路具有多种应用,包括方波发生器、多谐振荡器、脉冲宽度调制器、定时器等。它是一种通用、可靠、经济实惠的电路元件,可用于各种模拟电路设计。
NE555集成电路是模拟电路中非常重要的元件之一,它的多种应用使得它在各种电子设备中广泛使用。
NE555是一种经典的集成电路,广泛用于定时器、脉冲发生器和时序电路等应用。以下是NE555集成电路的简介:
功能:
工作原理:
引脚功能:
工作模式:
应用领域:
优点:
注意事项:
【模拟电路】——NE555定时器的多功能应用:精准定时、脉冲生成和频率控制
引脚 | 符 号 | 功 能 |
---|---|---|
1 | GND | 地 |
2 | RTIG | 触发 |
3 | OUT | 输出 |
4 | R | 复位 |
5 | C O N T R I G CON_{TRIG} CONTRIG? | 触发控制 |
6 | C O N T H CON_{TH} CONTH? | 阈值控制 |
7 | DIS | 放电 |
8 | VCC | 电源 |
运放是一种电路元件,可以处理两路电信号
运放一般是通过比较输入信号的电压大小来产生输出信号的。在运放的差分输入端口,通常会接入两个电压信号,一个是(+IN)的电压,一个是(-IN)的电压。运放会通过放大、比较这两个电压信号的大小关系,然后产生一个输出电压信号。
需要配置输出的高电压,低电压和运放的阻抗。阻抗越大,运放对电路的影响越小。
比较器(Comparator)和运放(Operational Amplifier,简称为 Op-Amp)都是电子电路中常见的元件,但它们有不同的功能和特性。
功能:
特性:
运算模式:
反馈:
符号:
功能:
特性:
运算模式:
反馈:
符号:
功能差异:
输出类型:
应用领域:
反馈:
总体而言,运放和比较器在电路设计中有不同的应用场景,根据具体的设计需求选择合适的元件。
比较器和运放(运算放大器)都是在电子电路中常见的元件,但它们有不同的功能和特性。下面分别介绍比较器和运放:
基本原理:
特性和应用:
工作模式:
输出:
基本原理:
特性和应用:
工作模式:
输出:
总体来说,比较器主要用于比较输入信号的大小,而运算放大器则更灵活,可用于各种放大和信号处理应用。在一些特殊情况下,运算放大器也可以被配置为比较器的功能。
高电压变低电压,低电压变高电压
非门(NOT gate):非门是一种只有一个输入端口和一个输出端口的逻辑门,它的输出等于输入的反向,即当输入为高电平时,输出为低电平,反之亦然。因此,非门有时也被称为"反相器"。
下边是两种常见的画法。
反相门通常是指逻辑门电路中的一种,也被称为非门(NOT gate)。这种门电路执行的操作是对输入信号进行反相,即如果输入是高电平,则输出为低电平,反之亦然。这是一种基本的数字逻辑门,常用的符号是一个三角形,表示反相器的功能。
下面是反相门(非门)的基本信息:
逻辑符号: 反相门的逻辑符号通常用一个圆圈表示,这个圆圈放在输入端之前,表示对输入进行反相。符号如下:
┌───┐
│ │
│ O
│ │
└───┘
逻辑功能: 如果输入为逻辑高电平(1),则输出为逻辑低电平(0),反之亦然。
真值表: 反相门的真值表如下:
输入 | 输出 |
---|---|
0 | 1 |
1 | 0 |
公式表示: 逻辑代数中,反相门的运算可以用 Y = A  ̄ Y = \overline{A} Y=A 表示,其中 (Y) 是输出,( A  ̄ \overline{A} A) 是输入。
应用: 反相门常常用于数字电路中,例如构建逻辑电路、存储器、计算机等。
逻辑门电路是数字电路中的基本构建块,它们执行各种逻辑运算,包括与、或、非等。反相门在数字逻辑设计中具有重要作用,可以用于构建其他逻辑门和电路。
反相门,通常称为非门(NOT Gate),是数字电子电路中的一种基本逻辑门。它的主要功能是将输入信号反转,即如果输入是高电平,则输出是低电平;如果输入是低电平,则输出是高电平。非门的逻辑符号常用一个小圆圈表示,放在输入端前面。
非门的基本功能是取反,如果输入是真,则输出是假;如果输入是假,则输出是真。
非门在数字电路中有广泛的应用,它是构建其他逻辑门和数字电路的基石。通过组合非门和其他逻辑门,可以实现各种复杂的数字逻辑功能。
在数字电子电路中,可能存在不同的术语来表示对输入信号进行反转或取反的元件。除了之前提到的 “非门”(NOT Gate)之外,有时候也会使用 “反相器”(Inverter)这个术语。这两个术语通常可以互换使用,表示相同的基本逻辑功能。
反相器(Inverter)的主要功能是将输入信号反转。如果输入是高电平,则输出是低电平;如果输入是低电平,则输出是高电平。逻辑符号上,反相器通常用一个小圆圈表示,放在输入端前面,与非门的逻辑符号相同。
反相器的真值表如下:
输入 (A) | 输出 (Q) |
---|---|
0 | 1 |
1 | 0 |
逻辑符号:
---
A | | Q
---
总体而言,无论是非门还是反相器,它们的基本逻辑功能都是将输入信号取反。这两个术语在不同的上下文中可能会被用来描述相同的逻辑门。
电子电路中一种常见的元器件
或非门(NOR gate)是电子电路中常见的一种逻辑门。或非门的输出信号取决于所有输入信号的状态,但是只要有一个输入信号是高电平,那么它的输出信号就会是低电平;只有当所有的输入信号都是低电平时,它的输出信号才会是高电平。
换句话说,或非门就像一个大门,只有所有的输入都是关着的(低电平),才会打开大门(输出高电平),否则大门就会保持关闭(输出低电平)。
“或非门”(NOR Gate)是数字电子电路中的一种逻辑门,它是或门和非门的组合。或非门的输出是对输入进行或运算,然后再取反。
或非门的逻辑符号通常用一个带有小圆圈的凸形表示,表示对或门的输出进行取反。以下是或非门的真值表:
输入 (A) | 输入 (B) | 输出 (Q) |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
逻辑符号:
---
A | | \
--- | >-- Q
B | | /
---
或非门的输出是两个输入进行或运算,然后再取反。如果输入中至少有一个是高电平,则输出是低电平;只有当两个输入都是低电平时,输出是高电平。这使得或非门的输出与或门的输出相反。
电子电路中一种常见的元器件
双稳态触发器,也称为双稳态多谐振荡器,是一种电子电路,可以处于两种不同的稳定状态之一。这两种状态可以互相切换,形成一个振荡器。
常见的双稳态触发器包括双稳态多谐振荡器 (Bistable Multivibrator) 和斯托克斯触发器 (Schmitt Trigger)。这些电路具有两个稳定状态,可以通过输入信号的变化在这两种状态之间切换。
双稳态多谐振荡器 (Bistable Multivibrator):
斯托克斯触发器 (Schmitt Trigger):
这些双稳态触发器在数字电路和模拟电路中广泛应用,用于存储数据、时序控制和信号处理等方面。在数字系统中,它们构成了寄存器、触发器和其他存储元件的基础。
双稳态触发器,也称为双稳态多谐振荡器(Multivibrator),是一种能够在两个稳态之间切换的电路。最常见的双稳态触发器类型之一是双稳态门电路,包括 RS 触发器(Reset-Set触发器)。
RS触发器的基本形式:
RS触发器有两个输入:Set(S)和Reset(R)。其双稳态性质使得输出可以在两种状态(高电平或低电平)之间切换。
RS触发器的真值表:
S | R | Q (Output) | Explanation |
---|---|---|---|
0 | 0 | Q(t-1) | No change |
0 | 1 | 0 | Reset (Q = 0) |
1 | 0 | 1 | Set (Q = 1) |
1 | 1 | Invalid | Undefined behavior |
工作原理:
应用:
双稳态触发器在数字电路中被广泛用于时序电路、计数器、以及其他需要控制状态变化的电路中。不同的触发器类型具有不同的特性和适用场景。
锁存器(Latch)
锁存器是一种数字电路元件,用于存储和保持信息状态。它可以被看作是一种存储器件,能够存储输入信号的状态,并在需要时将其输出。
基本类型的锁存器有两种:
RS锁存器(Reset-Set锁存器):
D锁存器(Data锁存器):
RS锁存器的真值表:
S | R | Q (Output) | Explanation |
---|---|---|---|
0 | 0 | Q(t-1) | No change |
0 | 1 | 0 | Reset (Q = 0) |
1 | 0 | 1 | Set (Q = 1) |
1 | 1 | Invalid | Undefined behavior |
D锁存器的特性:
应用:
NE555是一款非常经典的定时器集成电路,常被用于产生各种类型的脉冲波形。其工作原理主要基于一个内部比较器和外部电阻、电容的组合。
以下是NE555的基本工作原理:
基本引脚:
工作过程:
周期和占空比:
通过调整外部电阻和电容的数值,可以改变NE555的输出频率和波形。NE555被广泛应用于定时器、脉冲发生器、脉冲宽度调制等应用领域。
步骤如下
认真观察3号引脚输出的波形
这是一个典型的振荡器的波形,
周期性的输出高电平和低电平。
电容的充放电时间就是一个周期。
NE555是一种常用的集成电路,也被称为555定时器。它可以用来产生各种类型的脉冲波形,包括方波、脉冲、正弦波等。其工作原理是基于内部比较器、多种外部电阻和电容等元件构成的时序电路。NE555通常由电源电压Vcc、地GND、控制电压CV、输出OUT和复位RST等引脚组成。
NE555的工作原理是:当电源电压Vcc被接通时,电路开始工作,电容器C开始充电,直到其电压达到2/3的Vcc时,内部比较器的输出将变为高电平。此时,输出OUT也会由低电平变为高电平。当电容器C电压下降到1/3的Vcc时,内部比较器的输出将变为低电平,此时输出OUT也会由高电平变为低电平。电容器C又开始充电,电路又开始了一个新的周期。
周期T(秒)是由外部电容器C和两个外部电阻R1、R2的值决定的,公式为T=0.693×(R1+2×R2)×C。占空比D是指方波周期中高电平的时间比例,公式为D=(R1+R2)/(R1+2×R2)。因此,通过改变电容器C和电阻R1、R2的值,可以改变方波波形的周期和占空比。
总之,NE555工作的原理是基于时序电路的构建,通过改变外部电容器和电阻的数值来控制周期和占空比,实现各种脉冲波形的产生。
一般我们用芯片计算公式都会在里面给出,如果大家纠结公式的细节,就需要好好学习电学的各种知识。不过我们工程师以应用为主的话,只需要看数据手册就可以了。
0.693是自然对数e的一个近似值,通常也用符号ln(2)表示。在NE555定时器的工作原理中,0.693是指电容器C充电或放电的时间常数,可以用来计算电容器充电或放电的时间。具体来说,当电容器充电或放电时,其电压会以指数形式增加或减小,电容器电压到达63.2%(即1-1/e)时,电容器的充电或放电时间就等于0.693×R×C,其中R是电阻的值,C是电容器的电容值。因此,0.693常常被用于计算电容器充电或放电的时间。在NE555定时器中,由于电容器充电或放电的时间常数是0.693×(R1+2×R2)×C,所以0.693也会出现在计算定时器的周期和占空比的公式中。