时基集成电路的实验与制作.doc

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1、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RT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

2、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，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：脚是公共地端为负极；脚为低触发端TR，低于13电源电压以下时即导通；脚是输出端V，电流可达2000mA

3、;脚是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空;脚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0.01F电容器接地;脚为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止;脚是放电端DIS;脚是电源正极VC。 555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）电源电压4.516V。 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

4、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。2555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、R210K、R32K、R4200、R5200、Rp是150K、RT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、C10.

5、01F、C20.04F、C310F、C447F、C5100F(C3、C4和C5为电解电容器，耐压应当大于6V)、GB6V、喇叭为8。 （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脚，此时脚输出高电位，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

6、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

7、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，脚输出的电平不断高低翻转，当脚输出低电位时，VD1导通发光，VD2灭；当脚输出低电位时，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

8、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，脚和脚接在分压点上。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

9、位，当脚电位在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

10、，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。利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。下面介绍几种，供大家参考。 1触摸延时“小灯” 图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400F、1000F等。如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可

11、拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。图5-432触摸延时音乐门铃 图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。图5-443手控行车红绿灯指示器模型 图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。图5-454可自动控制的行车红绿灯指示器模型 图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型改为路灯自动控制。先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设

12、在指示灯前方的道路模型的下方。在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。当汽车行过干簧管上方时，电路导通，红灯变为绿灯，汽车继续向前行驶，由于延时电路作用，使绿灯亮一段时间，保证汽车驶过路口。需要注意的是根据汽车模型的速度，调整干簧管的位置和电路延时的时间。图5-465灯塔模型 先用硬纸做一个灯塔模型。图5-47是它的电路图，它只取闪光电路的一部分一个绿发光二极管作为塔灯。最后调整好闪烁时间。图5-476夜间打灯光靶 图5-48是它的电路图，它与闪光电路相比，集成电路的脚是单独与负极连接，而电容与R5却是经过干簧管与负极连接。先按图14做一个一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一块磁铁，将电路中的干簧

13、管固定在与磁铁相对应的支架底板上。绿色发光二极管放置在靶心位置上，红色发光二极管诱因在支架的底部。游艺时，将靶牌放在暗处，干簧管在磁场作用下导通，两个发光二极管相互闪光，绿色发光二极管指示靶心。当靶子被击倒后，虽然干簧管失去了磁场的作用电路断开，但这时电路并未全部不通，红色发光二极管不会常亮，表示击中靶子。如果把靶牌放到运动的车模上，打靶更加紧张有趣。 图5-487发报练习器 图5-49是它的电路图，它是在音响电路中接入按键代替电键使用，做成一个发报练习器的，音调高低可自己选定。也可以自己做一个电键。图5-49 国际莫尔斯码字符如下： 如果将自己一方的电键的两根导线接在另一个同学电路中，同时把

14、对方同学的电键两根导线接在自己电路中，那么这俩人之间就可以互相发报传送信息了。8一种平时不耗电的磁控报警器 图5-50是它的电路图，它是在音响电路中接入干簧管，再将干簧管放入两块相吸引的磁铁之间，这时，干簧管并不闭合，电路不导通。当移动一块磁铁后干簧管立即闭合，电路导通报警。制作时先把干簧管安放在门窗的木框上，同时把一块磁铁固定在干簧管的上方，把另一块磁铁安放在门窗对着干簧管处的下方，注意一定要使这两块磁铁相吸，这时干簧管不导通，喇叭不发出音响。一旦门窗打开，干簧管被上方磁铁吸引闭合，电路导通，发出音响报警。图5-509断线报警器在电路图5-51中的A、B两点是用一根细的导线连接（图中的弧线）

15、，当人或动物碰断导线时便会发声报警，发光二极管发光。图5-5110雨水报警器 图5-52是它的电路图，它是在音响电路中从两个电阻之间引出一个探头改为雨水报警器的。用覆铜板照图5-53做一个探头，接到音响电路中，当雨水滴在探头上，使电路导通，便会发出音响。这个报警器还可以作为各种遇水报警装置。 图5-52 图5-5311高低水位报警器 水能导电，也就有电阻存在。图5-54就是利用电阻值的不同，发出不同音调制作成高低水位报警器，它与雨水报警器中的探头不同。用导线按照图5-55做成水位探头，接到电路中去。当水位低时，A与B导通，因有可调电阻，阻值较大发出低音；当水位升高A与C也导通，这时A与C电阻阻

16、值因为没有可调电阻远远小于A与B的电阻值，因此电流通过A与C，报警器便发出高音。 按这个思路还可以做成高低音门铃、多路报警器等。 图5-54 图5-5512手控模仿鸟鸣实验 图5-56是它的电路图，它与音响器不同的是没有电容，并将电容处断开。先将音响器调响后，拆去电容，用两个手指捏住导线的两个端头，这时喇叭发出高的音调。随着手指捏住松紧程度不同，喇叭发出时高时低、时响时断、如同鸟叫一般的声音。调整可调电阻阻值，会发出不同音调，模仿鸟鸣和其他音响。图5-5613节拍器 图5-57是它的电路图，它是将闪光电路中接上喇叭，做成既有灯光又有音响的节拍器，只是声音较低。调整电阻阻值和电解电容可以得到不同

17、的节拍。 如果去掉发光二极管，将节拍器调整到好似下雨的嘀嘀声，还可以作为催眠器，响一夜用电量很少。图5-5714见光发亮的光控“灯” 这个光控“灯”是见光发亮。图5-58是它的电路图，与前面介绍的光控“灯”控制相反，因此，只要把原电路中光敏电阻和可调电阻调一下位置就可以了。在实验中不要忘记可调电阻的调整。 如果在电路中拆去发光二极管和电阻，接6伏继电器，再由继电器控制灯就可达到实用装置的目的。图5-5815见光响音乐 早上阳光照进屋内，它就播放出音乐。图5-59是它的电路图，它是在见光就亮的光控“灯”中，去掉发光二极管，改接音乐片和扬声器而成。制作时可以根据自己所希望的亮度，慢慢调整可调电阻值

18、。 该装置还可以以市场销售的小型激光指示器为光源枪，将光敏电阻安放在靶心处，找一个不透光的圆筒套在光敏电阻上，遮挡外部光线对它的干扰，调整可调电阻值，做成光电打靶器。图5-5916黑暗光控报警器 图5-60是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮电路中接上音乐片电路，制作时根据所需的暗度下调整可调电阻值到发出音乐响声。 该装置还可以与小型激光指示器或其他光线配合，做成报警器，如在圈养的动物外围，将小型激光指示器远距离照射光敏电阻，当有动物外逃时，挡住激光束，便会报警。或者将脚与计算器中的连加相接，用来对传送带上的物品个数进行计算，或者用于通道显示有人、动物通过等。图5-6017书写光亮测试器 图5

19、-61是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮的电路中再加上一个发光二极管，就可以改装为光线亮度测试器。反复调整可调电阻值，使它在符合书写光照条件下，绿色发光二极管发光，而光照一暗时红色发光二极管发光，以提醒人们注意。图5-6118干湿测量器 图5-62是它的电路图，用钢丝照图做两个探头连在电路中，使用时，将它的两个探头插入花盆或其他物体中，反复调整可调电阻值，使它在湿润时绿色发光二极管亮，干燥时红色发光二极管亮，以示区别。图5-6219延时开的小“灯” 图5-63是它的电路图，它是将延时关电路中的电阻和电容交换位置，便可成为延时开的电路。按下按键，发光二极管由亮转灭，当手指离开按键后，会发现过一

20、会儿发光二极管才亮。图5-6320水沸报警器 先将热敏电阻放入一个直径为8毫米左右、长100毫米的铜管或不锈钢管内，引出导线，用树脂封好，不能进水。图5-64是它的电路图。实验时插入开水中，要慢慢调整可调电阻的阻值，使它到100时音响报警，低于这个温度时没有音响报警。图5-64 像以上介绍的利用基础电路扩展的电子制作还可以举出许多例子，只要大家多动脑筋，发挥创造性，就可以充分利用这套器件中磁控、光控和温控的作用，再制作出各种适应它们的外围作品，如：干簧管放在水容器的外面指定位置，使磁铁随水面上升，当到达干簧管位置时便可报警；或将磁铁放在车轮上，干簧管放在靠近磁铁的位置，车轮每旋转一圈就使干簧管闭合一次，等等类似这样的装置；或者加入其他有关的继电器、声控、红外发射与接收等元器件就可以制作出更多新颖有趣的电子科技作品来。关于无线电方面的内容和焊接技术其他书籍介绍较多，这里就不再介绍了。