跳到主要内容

555 定时器集成电路测试电路的工作原理

1. 引言

555 定时器集成电路是最受欢迎且最常使用的集成电路之一。它在电子电路中执行一系列定时任务,并且有大量实验可以使用 555 集成电路进行。这就是为什么它在电子爱好者中非常受欢迎。

但在使用 555 定时器集成电路之前,您应该检查它,即它是否正常工作。因此,在这个项目中,我设计了一个简单的电路,可以用作 555 定时器集成电路测试电路,并确定 555 集成电路是否正常工作。

alt text

如果您刚开始使用 555 定时器集成电路,那么请阅读这篇关于 555 定时器集成电路 的初学者教程。

2. 555 定时器集成电路简介

我不会详细介绍 555 定时器集成电路,但在理解 555 定时器集成电路测试电路的工作原理之前,您需要了解一些重要的事情。第一件重要的事情是 555 集成电路有 8 个引脚,采用双列直插式封装(DIP)(至少这是我在这个项目中将使用的封装类型)。

关于 555 定时器集成电路的第二件重要事情是,它有三种工作模式:无稳态、单稳态和双稳态。在这个项目中实现的电路基本上是 555 定时器集成电路的无稳态工作模式。

3. 原理

这个简单的 555 集成电路测试电路可以用来测试您所有的 555 定时器集成电路。因此,在将集成电路用于任何项目之前,请确保通过测试来判断集成电路是好的还是坏的。这可以通过将集成电路配置为振荡器来实现,即 555 被配置为无稳态工作模式。

555 测试电路将迅速告诉您定时器是否正常工作。该电路的一个重要特点是,它将告诉您 555 定时器是否短路,或者它是否没有振荡。

4. 简单的 555 定时器集成电路测试电路图

555 测试电路的电路图如下图所示。

alt text

5. 所需元件

  • 555 集成电路(待测集成电路)
  • 8 引脚集成电路插座
  • 2×10KΩ 电阻
  • 2×1KΩ 电阻
  • 47μF 电容(电解电容)
  • 0.01μF 电容(陶瓷圆盘电容)
  • 2×发光二极管(LED)
  • 12V 电源
  • 迷你面包板
  • 连接线

6. 电路设计

如前所述,我将使用 555 集成电路的无稳态工作模式。如果您熟悉这种模式,那么您可以轻松地自行设计电路。

首先,将引脚 4(复位)和引脚 8(VCC)连接到 +12V 电源,将引脚 1(地)连接到地。将引脚 2(触发)和引脚 6(阈值)短接。现在,在 VCC 和引脚 7(放电)之间连接一个 10KΩ 电阻。这个电阻将被称为 R1。

alt text

此外,在引脚 7 和引脚 6 之间连接另一个 10KΩ 电阻。这个电阻将被称为 R2。在引脚 2 和地之间连接一个 47μF 电容(此后称为 C1)。

一个可选的连接是在引脚 5(控制)和地之间连接一个 0.01μF 电容。最后,如电路图所示,将两个发光二极管连接到 555 定时器集成电路的引脚 3(输出)。

7. 如何检查 555 定时器集成电路?

首先,非常小心地将集成电路插入插座(如果使用),以免损坏 555 定时器的任何引脚。现在,打开电源以查看结果。如果您的 555 定时器正常工作,那么两个发光二极管(在我的案例中是红色发光二极管)将交替闪烁。如果任何一个发光二极管熄灭,或者两个发光二极管都不亮,这意味着您的 555 定时器集成电路有故障。

8. 555 定时器集成电路测试器电路的工作原理

在这个电路中,我将 555 集成电路用作无稳态多谐振荡器,当电源提供给电路时,发光二极管将开始闪烁,这意味着集成电路正在工作。通过增加或减少电阻 R1 和 R2 以及电容 C1 的值,可以改变发光二极管的闪烁速率。

您可以使用以下公式计算时间持续时间。

导通时间(高电平)秒数=0.693×(R1+R2)×C1\text{导通时间(高电平)秒数} = 0.693 \times (R1 + R2) \times C1
关断时间(低电平)秒数=0.693×R2×C1\text{关断时间(低电平)秒数} = 0.693 \times R2 \times C1
总周期时间秒数=0.693×(R1+2R2)×C1\text{总周期时间秒数} = 0.693 \times (R1 + 2R2) \times C1
频率=1.44(R1+2R2)×C1\text{频率} = \frac{1.44}{(R1 + 2R2) \times C1}

根据我们的电路,R1 = 10KΩ,R2 = 10KΩ,C1 = 47μF。如果将这些值代入上述方程,您将得到以下结果。

频率=1.023赫兹\text{频率} = 1.023 \text{赫兹}
导通时间=0.651\text{导通时间} = 0.651 \text{秒}
关断时间=0.326\text{关断时间} = 0.326 \text{秒}
周期时间=0.977\text{周期时间} = 0.977 \text{秒}

您可以在以下视频中看到这一点。

https://www.electronicshub.org/wp-content/uploads/2015/08/555-Timer-IC-Testing-Circuit-Output-Video.mp4

现在,当电源提供时,C1 将开始通过 R1 和 R2 充电。当 C1 两端的电压上升到超过电源电压的 2/3 时,内部触发器翻转。因此,引脚 7 变低,C1 开始放电。

当 C1 两端的电压下降到低于电源电压的 1/3 时,内部触发器复位,引脚 7 变高。C1 再次开始充电。所有这些只有在您的集成电路处于良好状态时才会发生。根据电容的充电和放电时间(由 R1、R2 和 C1 设置),输出将保持高电平或低电平,发光二极管将相应地闪烁。从这些观察中,我们可以得出 555 定时器集成电路是否有故障的结论。