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电路原理电容-集成电路NE555

电路原理(电容 集成电路NE555)

电容

1.特性:充放电,隔直流,通交流 2.电容是通过聚集正负电荷来存储电能的 3.电容充放电过程可等效为导通回路 4.多电容并联可以把容量叠加,但是多电容串联就不会,只会叠加电容的耐压值。 6.电容充放电时相当于通路,充放电结束时相当于断路 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ca8a1b6bb98c47d0a22d5711feeeeaaa.png

集成电路

简称芯片或IC,就是把很复杂的电路集成到一个硅片上,把他插到面包板上,只加led和电池,就可以让一个复杂电路工作。 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0539668b78a24165885c8a3597cdb932.png 一些入门的芯片: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0932f6f331ff4bb688c1db999bf6af59.png 所有芯片都要有正负极的连接,不同芯片要求的输入电压不同,具体看手册。学看手册: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/74441a2239a74f49b999d769a958b84e.png 然后就是信号输入,主要是连接麦克风,光敏电阻之类的能产生信号的电路。 还有信号输出,主要连接LED,蜂鸣器,喇叭等用于输出效果的电路。 最后是设置电路,主要是外接电容,电阻这种方式来设置内部电路的相应功能和参数。例如LM386: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/be161d53e7b345b49be52964541c36e4.png

NE555

时基芯片,是能产生时间基准的芯片,有定时器和延时开关。也可以实现其他用途。所有用途也只属于三种类型:双稳态,单稳态,无稳态。 双稳态:电路可以稳定保持在两种状态,比如家里的电灯开关 单稳态:只能稳定在一种状态,比如门铃 无稳态:没有保持在稳定状态,一致在跳变 把该芯片电路划分成独立电路: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/501220c44f5d4cb68998bd068745bddb.png 比较器电路:用于电压比较 。详细学习可以看比较器的原理,线下先简化成下图: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/f9b0d5c424694371bf948ec91d41de2a.png 去掉电源正负极(只是简便化,并不是把电源真去掉了): https://i-blog.csdnimg.cn/direct/fd0d5431d421406694ab8341f89c893a.png

比较器

比较输入端的电压大小,在输出端输出电压值比较效果。

举例

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/70f3a9f5d5a44abb8eddf09e9dfa2077.png 输入端:+号输入3v电压,-号输入2v电压,3>2,所以输出端输出高电平,高电平就是电源电压,假如输入电源就是6v,那么输出的电压就是6v: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/bce57eadefa34670adf4ff71a42925f5.png 同理,下面这种情况输出低电压: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b7c46ec7dee242d6bc2f1b1571d7df91.png 如果两个﹢号的电压相等,那么输出端就保持不变。但这只是理论上的,实际应用很难完全相等,应该尽量避免输入电压完全相等

双稳态触发器

输入和输出的关系 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ddbc2c85580c4dc288e732a336a7d053.png

输出电路

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/aea2ec603a69400cad797b55ebfe6346.png 他的输出端和Q端输出的是相同的,他的作用是提高电流的输出能力(因为有多个三极管的放大作用)

放电电路

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d925d93cea6f4380821e5ca4f4d69d25.png 实现过程: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3c6ec97002c54c578d6e31108390145e.png 他的b连接反Q的输出端,反Q输出高电平时,ce导通

复位电路

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/357d0d85a7e04d459532ac4bd8d7e194.png

分压电阻

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e9675b23386e4660bd6308cbc43e261d.png 因为电阻串联分压的特性,所以三等分后: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b001b48df39b4fc688dd5c953f32bc0d.png

最终简化版:

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/15930c7290c24be498cc26d812340ffa.png 刚通电时,双稳态触发器没有触发,处于关状态,S和R都输入低电平,Q输出低,反Q输出高,3脚输出低电平,放电电路的三极管导通,7脚和负极导通,相当于也输出低电平。 之后让触发器触发,反Q变成低电平,3脚输出高电平,7脚不再输出高电平,三极管截止,又因为7脚没有上拉电阻,7脚处于无电压的悬空状态(开漏状态)。 如何让触发器进入触发状态? 比较器2输出高电平,也就是2脚电压要小于2才可以,所以2脚连接负极(0v电压)。这样就可以触发了,3脚输出高电平,7脚处于悬空状态,因为是双稳态触发电路,即使2脚的0v电压断开,S重新变低电平,当前稳态也不变,3脚依然高电平 如何清除触发状态? R端高电平,也就是6脚电压大于4,所以6脚接电源正极。 这里的三分之二电压引出了一条线,接在5脚,这个就是电压控制引脚,用来设置两段分压值的,通过外接输入电压改变两个电阻段的值: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/415eff8347ab4d83958a5e71c6a9d6e1.png 所以就可以通过5脚来改变他下方两个电阻的分压值,当电路中不需要调节电压时,可以连接一个0.01uF的电容: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/00e2688b14574e92b9a9b104a47147eb.png 也可以悬空,不连接 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/618803bd0da5471985defd79c3ac6308.png 以上就方便了芯片的引脚理解: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/01e443f5992c48cbb60332ac0a927d75.png 2和6是比较器的输入端,当2的电压小于vcc的三分之一,3脚输出高电平,只要输入一次就可以,即使2高于vcc三分之一电压,3脚输出也不变;只有在6输入了大于vcc三分之二电压时,3才变成低电平,这样的话6也会失效,只有2再次输入于vcc的三分之一时,3才变回高。

双稳态电路(双按键控制开关)

理解了上面,就可以搭配出双稳态电路,通过两个按键来点亮个熄灭LED https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a5a8cc67fe864917bd95c7bfb6bc6a5c.png https://i-blog.csdnimg.cn/direct/99106e72c6d04ca493fd20f92f0bf310.png 操作: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/05bb5fb8965f4364a94b62f6264a8a48.png 按键连接2脚和电源负极,按下按键,2脚输入0v电压,触发触发器,3脚输出高电平,点亮LED,因为能输出200mA电流,所以串联一个100电阻。 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2df2d6ec97604bc18a8972382847dcd0.png 关灯按键,按下之后,6输入电源电压6v,触发状态清除,3脚低电平,LED灭。 如果两个按键都没按下,2和6都是悬空状态,电平不稳定,很容易被干扰,用手指触摸2脚都可能电量LED。 所以在2脚添加10K上拉电阻。在开灯键没按下时,2脚电压被10K电阻输入到6v电压。同理,6脚添加一个10K下拉电阻,没按键时,6脚被10K电阻输入0v电压,所以就稳定了 (就是给一个默认状态,避免因为悬空而产生的不确定状态) https://i-blog.csdnimg.cn/direct/15b81e762b73429ba91e4021845de9d0.png

单稳态电路(一个按键,开灯后延时熄灭)

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/50b1f2b93a654aa08027448ae031fe5d.png 通电时,3为低电平,7和负极导通,这时相当于电容两个引脚短接,会放电,7和6连接,6也是0v. 按键后3变高,led亮,7不再和负极导通,电容充电,充电过程中,6的电压会缓慢升高,升高到4v以上,大于三分之二电压,6就触发,3变回低电平,LED灭,7又和负极导通,电容放电。起到延时关灯效果。 延时时间由电阻R1和电容C1决定。延时时间T = R1 × C1

无稳态电路(不按键,亮灭各交替一段时间)

把2和6连一起,变成一个综合引脚,称他为2+6脚,加一个47K电阻,目的是当7和电源负极导通时,电容的电不会马上放光,而是通过47K电阻缓慢放电。然后正极和7加一个10K电阻,当7悬空时,让电源正极通过10K和47K电阻,给电容缓慢充电。 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/258604a102b544b889f1d33cbcac330f.png 上电后,3为低电平,7和负极导通,此时电容中的电量通过47K电阻缓慢放电,电容正极的电压不断下降,降到小于三分之一电源电压时,2触发,3变高电平,LED亮,此时7和负极断开,悬空,电容不再放电,通过10K和47K电阻给电容缓慢充电,当电容正极电压升到大于三分之二电压时(4v)6触发,3输出低电平,LED灭,7再次导通,给电容放电。所以交替进行,如下两个图: https://i-blog.csdnimg.cn/direct/bd99b53179814638830db00e501e5147.png https://i-blog.csdnimg.cn/direct/433d93c352a94e4d8bbc80b6aaa172ef.png