怎样制作555芯片?

发布:探针台 2021-12-27 08:54 阅读:936
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相信很多小伙伴在上学的时候学过《数字电子技术》这门专业基础课,而在这里面,有一个非常经典的芯片就是555定时器 H;Z{R@kf  
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今天我给大家分享一个很有其的项目,就是用分立元器件去实现一个比砖头还要大的555定时器芯片。 l AE$HP'o  
项目地址:https://hackaday.io/project/182863-giant-555-timer /vSFQ}W  
如果从头开始制作电路,尤其是使用分立部件。就能深入了解 555 定时器芯片的每一部分以及 IC 的工作原理,进而对数字电路理解更加透彻。 fJC)>doM  
预备知识 '^lrGO6 z7  
我们先看一下DIP-8封装的555芯片,它外观是这样的,如下图所示; st'Y j  
Signetics NE555N nr-VzF7zu  
除了注重外表,我们还得看一下内部的情况,真实世界下,芯片内部的情况如下所示; es&+5  
内部结构 1内部结构 2 ~d){7OG  
整体来说,我看不懂,下面还是直接看一下NE555芯片的内部电路原理图吧。具体如下所示; irgjq/&d  
内部原理图 1 32YE%  
简单分析一下这个原理图: F_\\n#bv  
  • ?AYI   
    绿色部分:是一个分压器,在正电源电压 VCC和接地 GND 之间是一个由三个相同电阻组成的分压电路,它在1 ⁄ 3 VCC和2 ⁄ 3 VCC处产生两个参考电压。后者连接到“控制”引脚。所有三个电阻都具有相同的电阻,双极定时器为5kΩ,CMOS 定时器为 100 kΩ(或更高)。
  • g 9>p?XY  
    黄色和红色部分是两个电压比较器;
  • ;MNEe% TJ  
    紫色部分是RS触发器;
  • 9S.R%2xw`  
    粉红色部分是带推挽输出的驱动器;
内部原理图 2 uh`~K6&*\w  
555 计时器芯片 1QjrL@$>15  
大型555芯片-1大型555芯2 (#\3XBG  
因此,为了开始这个项目,我们可以将 555 的电路分成小部分,因为最好将大电路分成几部分,这种模块化的设计, 有助于对简化面包板周围的电路,另外也便于我们进行故障排除。正如前面提到的,可以分为以下几个部分: Qh?q 0VKU^  
  • #q(BR{A>t  
    分压器
  • S7~yRIjB  
    电压比较器
  • w[:5uo(  
    SR 寄存器
  • \ 1ys2BX  
    输出驱动器
  • si%f.A#  
    复位晶体
  • {l\v J#r:  
    放电晶体管
分压器 r(J7&vR}h  
分压器很简单 - 使用 4.7K 电阻器和整个电路的串联二极管保护。 'xr\\Cd9s  
分压器 B>YrDJUN  
电压比较器 zVkHDT[  
|) T HuE(  
该项目最有趣的部分是学习和设计 555 IC 内部使用的电压比较器。特别是差分对如何工作,什么是电流转向。 (J$JIPF  
我还在差异中了解了恒流吸收器的重要性。对和使用电流镜来增加差异的增益。 q35%t61Lc  
电压比较器两个电压比较器 ax'Dp{Q  
SR 寄存器 u&2uQ-T0  
RS触发器又称SR锁存器,是触发器中最简单的一种,也是各种其他类型触发器的基本组成部分。 wz>j>e6k`  
两个与非门或或非门的输入端输出端进行交叉耦合或首尾相接,即可构成一个基本RS触发器。 tul5:}x3  
现在的SR触发器,通常由两个晶体管触发器(或非门)与一些额外的输出缓冲器一起使用,以降低 Q & ~Q 输出的输出阻抗。 zSDiJ$Xk  
原理图硬件电路工作状态 q\d'}:kfu  
输出驱动器 oV,>u5:B  
对于输出级,在原来的 555 定时器中有图腾柱配置,这很好,但它有点小故障,性能不太好。所以我使用了旧的推挽级作为 555 IC 的输出缓冲器。 pd>EUdbrp&  
输出驱动器 78y4nRQ*  
复位晶体管 ctH`71Y  
使用 PNP BJT 作为复位输入。 1B,RRHXn6  
复位晶体管 LW ntZ.  
放电晶体管 $].< /  
一个 NPN 达林对,用于对地硬短路,单个 NPN 正在工作,但在 A 稳定模式下有一些问题。 C0KP,JS&  
放电晶体管 |hOqz2|  
最终布局 |F9/7 z\5+  
进行连接以匹配真实 555 定时器的引脚配置。 @iao"&  
最终整体布局图 mZMLDs:  
下面是整体布局,即使是硬件电路的设计上,也满足了低耦合,高内聚的思想,如下所示; c>=[|F{{e  
最终整体布局图 vHJ~~if  
最后加上黑色的盒子,看起来就像一个鞋盒子; )5'S=av9  
测试环节 +!.=M8[  
最后我们使用一些带有别针标记的鳄鱼夹,以在面包板上对其进行测试。 > YN<~z-  
鳄鱼夹双击放大双击放大双击放大双击放大双击放大 8%vk"h:u:  
测试了一下,两个按键控制LED灯的亮与灭,已经可以正常工作了; ]*I&104{  
测试LED aHwrFkn  
最后 7}TjOWC  
这个项目不是很大,涉及到的分立元器件也不是特别多,可以通过这个项目学习芯片内部的工作原理。  yZdM4`  
{IqbO>|"O_  
半导体工程师 B5J=q("P  
半导体经验分享,半导体成果交流,半导体信息发布。半导体行业动态,半导体从业者职业规划,芯片工程师成长历程。 #UI@<0P)  
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