555时基集成电路的实验与制作

一、555时基集成电路的实验与制作

1．常用电子元器件简介

（1）名称·电路符号·文字符号

元件名称	电路符号	文字符号	元件名称	电路符号	文字符号
电阻器		R	半导体二极管		VD
可调电阻		Rp	发光二极管		VD
光敏电阻		R	扬声器		BL
热敏电阻		R_T	集成电路		IC
电容器		C	电池		GB
电解电容器		C	按键开关		SB
半导体三极管		VT	干簧管

（2）555时基集成电路

555时基集成电路是数字集成电路，是由21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成的定时器，有分压器、比较器、触发器和放电器等功能的电路。它具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。

555时基电路国内外的型号很多，如国外产品有：NE555、LM555、A555和CA555等；国内型号有5GI555、SL555和FX555等。它们的内部结构和管脚序号都相同，因此，可以直接互相代换。但要注意，并不是所有的带555数字的集成块都是时基集成电路，如MMV555、AD555和AHD555等都不是时基集成电路。

常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装（见图5-36），正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。

(图5-36)

555时基集成电路各管脚的作用：脚①是公共地端为负极；脚②为低触发端TR，低于1／3电源电压以下时即导通；脚③是输出端V，电流可达2000mA;脚④是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空;脚⑤是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;脚⑥为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止;脚⑦是放电端DIS;脚⑧是电源正极VC。

555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）电源电压4.5～16V。

输出驱动电流为200毫安。

作定时器使用时，定时精度为1％。

作振荡使用时，输出的脉冲的最高频率可达500千赫。

使用时，驱动电流若大于上述电流时，在脚③输出端加装扩展电流的电路，如加一三极管放大。

（3）音乐片集成电路

它同模仿动物叫声和人语言集成电路都是模拟集成电路，采用软包装，即将硅芯片用黑的环氧树脂封装在一块小的印刷电路板上。

由于集成电路内不宜制作电感、电容及可调电阻等元器件，为了发挥它的作用，必须外接一些元器件。

注意：集成电路片在焊接时不能带电操作，只有焊接后，检查无误，才能接通电源。

2．555时基集成电路基础电路实验

为了便于利用较少的元器件，而达到基本学会555时基集成电路的制作和应用能力，我们筛选了以下元器件供大家实验参考（以下电路图5-37中不再标出数值）。

R₁是光敏电阻、R₂＝10K、R₃＝2K、R₄＝200Ω、R₅＝200Ω、Rp是150K、R_T是热敏电阻、IC₁是NE555、IC₂是焊有三极管和电阻的音乐片、红绿发光管VD₁和VD₂各一个、SB是按键开关、C₁＝0.01μF、C₂＝0.04μF、C₃＝10μF、C₄＝47μF、C₅＝100μF(C₃、C₄和C₅为电解电容器，耐压应当大于6V)、GB＝6V、喇叭为8Ω。

（1）触摸电路

这是555时基集成电路的一个特长，具有电路翻转功能，称为双稳工作方式。图5-38是最典型的双稳电路。图中“开”和“关”是两个金属片（铁片或铜片），当手触摸“开”金属片时，人体感应到的脉冲信号就输入到②脚，此时③脚输出高电位，发光二极管发亮。当手摸一下“关”金属片，电路进行翻转，此时③脚输出低电位，发光二极管灭。

图5-37

应注意：发光二极管的两个管脚有正负极之分，焊接（连接）时不能搞错。当电路没有接金属片实验时，手应沾一点水或用手拿钥匙去接触管脚增大电感量。

（2）延时电路

延时电路有两种，一种是延时关电路，如楼道灯就是这种电路；另一种是延时开电路，这种电路也叫定时电路。

图5-38是555时基集成电路构成的延时关电路。当按动按键开关SB时（按下后手即离开），使C₄放电，触发脚③输出高电位，发光二极管亮，定时开始。当C放电结束通过R充电，电压从零上升到555电源电压的2/3时，脚③输出低电位，发光二极管自动熄灭，定时结束。

图5-38

实验中先将可调电阻的动片接触点拧到中间位置（约75K左右），实验时增大或减少电阻值可以发现发光二极管亮的时间随之增长或减少。拆下C₄，换C₃和C₅会发现电容量越大发光二极管亮的时间也越长。这就是说延时的长短由RP和C数值决定，电阻值越大、电容值越大，延时时间越长。在科技制作中可根据需要更换电阻和电容，以达到延时目的。

（3）闪光电路

图5-39中555时基集成电路由输入端R₃、RP和C₄组成一个振荡电路，脚③输出的电平不断高低翻转，当脚③输出低电位时，VD₁导通发光，VD₂灭；当脚③输出低电位时，VD₁灭，VD₂导通发光。这样红绿发光二极管交替发光闪烁。

图5-39

实验时先将可调电阻动片的接触点拧到中间位置，然后再将电阻值增大或者减少，这时发光二极管交替发光的时间也随之增大或者减少，但并不十分明显。如果分别用C₅和C₃去替换C₄，交替发光时间的长短就十分明显了。其振荡频率（即每秒发光二极管的闪烁次数）只要改变RP的阻值和C的电容量，就能实现。

（4）音响电路

只要把闪光电路中输出端接扬声器（喇叭），如图5-40所示，就成为一个音响器。

图5-40

实验时先将可调电阻拧到中间位置，然后慢慢将电阻值增大减少，音调也随之改变。如果用C₂替换C₁会发现音调变低。在电子制作中调整电阻阻值或更换电容量达到自己需要的音调。

（5）光控电路

图5-41中光敏电阻和电阻组成一个简单的分压器，脚②和脚⑥接在分压点上。当光照较大时，光敏电阻呈低电阻，因此，分压点的电位较高，当脚⑥电位在2/3电源电压以上时，555时基集成电路内部的上比较器处于复位状态，输出端脚③为低电平，无电流通过。当无光或光弱时，光敏电阻呈高电阻，分压点为低电位，当脚②电位在1/3电源以下时，555时基集成电路内部的下比较器处于置位状态（导通），脚③输出高电平，使发光二极管VD₁发光。

图5-41

实验时先将可调电阻的动片接触点拧到中间位置，电路连接好后，用黑色塑料笔帽（不能用金属笔帽）或其他不透光的物品套在光敏电阻上，这时发光二极管亮（如果不亮调整可调阻值，使发光二极管亮）。如果要在某一特定暗度（不是全黑）下使发光二极管亮，应在所需的暗度下慢慢减少可调电阻阻值，使发光二极管发光，而遇到比这个暗度稍亮的情况后，发光二极管不发光即可，这往往需要反复调整几次才行。

（6）温度控制电路

图5-42电路中使用热敏电阻器作为头，插入所要控制的物体中去，当温度升高时，热敏电阻阻值减少，利用这个特点通过电路控制所需的温度。

图5-42

电路连接好后，实验时先将热敏电阻器放入热水中，可调电阻值由大向小慢慢调整，使发光二极管刚好发光，当热敏电阻从热水取出，发光二极管立即灭，表示水温超过这个温度时，发光二极管发光提示，不到这个温度不发光。