首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
光电资讯及信息发布
->
怎样制作555芯片?
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
探针台
2021-12-27 08:54
怎样制作555芯片?
+3;Ody"59
$2KK:{VX
相信很多小伙伴在上学的时候学过《数字电子技术》这门专业基础课,而在这里面,有一个非常经典的芯片就是
555定时器
。
n!G.At'JP
y7z( &M@
N5?IpE
今天我给大家分享一个很有其的项目,就是用分立元器件去实现一个比砖头还要大的555定时器芯片。
U&P{?>{u
项目地址:
https://hackaday.io/project/182863-giant-555-timer
SWs3SYJ\
如果从头开始制作电路,尤其是使用分立部件。就能深入了解 555 定时器芯片的每一部分以及 IC 的工作原理,进而对数字电路理解更加透彻。
:=<0=JE#
预备知识
;L~p|sF
我们先看一下DIP-8封装的555芯片,它外观是这样的,如下图所示;
gO='A(Y
Signetics NE555N
Z~p!C/B
除了注重外表,我们还得看一下内部的情况,真实世界下,芯片内部的情况如下所示;
#op:/j
内部结构 1
内部结构 2
YLOwQj'
整体来说,我看不懂,下面还是直接看一下NE555芯片的内部电路原理图吧。具体如下所示;
{~N3D4n^
内部原理图 1
R4{-Qv#8 q
简单分析一下这个原理图:
8[zb{PRu
bO3GVc+S
绿色部分:是一个分压器,在正电源电压
VCC
和接地
GND
之间是一个由三个相同电阻组成的分压电路,它在1 ⁄ 3 VCC和2 ⁄ 3 VCC处产生两个参考电压。后者连接到“控制”引脚。所有三个电阻都具有相同的电阻,双极定时器为5kΩ,CMOS 定时器为 100 kΩ(或更高)。
p|3b/plZ
黄色和红色部分是两个电压比较器;
h?Nek+1'
紫色部分是RS触发器;
9 |.Ao
粉红色部分是带推挽输出的驱动器;
内部原理图 2
1u~ MXGF
555 计时器芯片
&gn-Wb?
大型555芯片-1
大型555芯2
V}" g~=
因此,为了开始这个项目,我们可以将 555 的电路分成小部分,因为最好将大电路分成几部分,这种模块化的设计, 有助于对简化面包板周围的电路,另外也便于我们进行故障排除。正如前面提到的,可以分为以下几个部分:
8#X_#
/=)L_
分压器
J;}3t!
电压比较器
gCuAF$o
SR 寄存器
"(`2eXRn
输出驱动器
Bz /@c)
复位晶体管
Gb2L }
放电晶体管
分压器
5u$ D/* Eb
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。
z.oU4c
分压器
V`#.7uUP
电压比较器
'T,c.Vj)
dNiH|-$an
该项目最有趣的部分是学习和设计 555 IC 内部使用的电压比较器。特别是差分对如何工作,什么是电流转向。
RWKH%C[Yd
我还在差异中了解了恒流吸收器的重要性。对和使用电流镜来增加差异的增益。
PFrfd_s{>\
电压比较器
两个电压比较器
NHm]`R,
SR 寄存器
};,/0Fu
RS触发器又称SR锁存器,是触发器中最简单的一种,也是各种其他类型触发器的基本组成部分。
l_{8+\`!
两个与非门或或非门的输入端输出端进行交叉耦合或首尾相接,即可构成一个基本RS触发器。
SeEw.;Xw
现在的SR触发器,通常由两个晶体管触发器(或非门)与一些额外的输出缓冲器一起使用,以降低
Q
&
~Q
输出的输出阻抗。
,LhCFw{8?~
原理图
硬件电路
工作状态
&~~wX,6+
输出驱动器
CMW,slC_3
对于输出级,在原来的 555 定时器中有图腾柱配置,这很好,但它有点小故障,性能不太好。所以我使用了旧的推挽级作为 555 IC 的输出缓冲器。
'cBBt
输出驱动器
ZU{4lhe
复位晶体管
YKZa$@fA?
使用 PNP BJT 作为复位输入。
lv%9MW0 z
复位晶体管
d2N:^vvvR
放电晶体管
iW%8/$
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。
//f
放电晶体管
M.q=p[
最终布局
d0'HDVd
进行连接以匹配真实 555 定时器的引脚配置。
LP];x3
最终整体布局图
-/P\"c
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;
@7oL#-
最终整体布局图
YA:nOvd@O
最后加上黑色的盒子,看起来就像一个鞋盒子;
~" i0x
测试环节
k*mt4~KLT8
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。
Yg9joNBh
鳄鱼夹
双击放大
双击放大
双击放大
双击放大
双击放大
UUc8*yU)
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;
Lel|,mc`k2
测试LED
;30nd=
最后
uXjP`/R|
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。
QHq,/kWY
he(A3{'
半导体工程师
%]2,&
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。
)2IH 5
查看本帖完整版本: [--
怎样制作555芯片?
--] [--
top
--]
Copyright © 2005-2024
光行天下
蜀ICP备06003254号-1
网站统计