555定时呼叫器电路

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所属分类:整机电路

555定时呼叫器电路

555定时呼叫器在通电后,将等待经设定的时间长度,然后驱动蜂鸣器不断鸣叫,最终实现延时发出呼叫提示声音的效果。

实物图如上,对应的电路图如下。

555定时呼叫器电路

 

采用4节干电池供电,1节干电池为1.5V,总电压为6V。

将短路帽插在“定时选择开关”排针的不同位置,来设定不同的延迟时间。

555定时呼叫器电路

 

要分析采用555定时器芯片设计的电路,应从了解芯片的内部工作原理入手,建议看完文章《555定时器芯片内部电路分析》后,再回到本文继续阅读。

555定时呼叫器电路

 

一、电路原理分析——U1“单稳态”定时电路

555定时呼叫器电路中用了U1、U2共两个555定时器芯片。

其中的U1及其外围电路构成“单稳态”定时电路。

555定时呼叫器电路

 

在关机状态时,开关SA是切换到“2”的位置。此时电容C1通过电阻R1、开关SA放电,电容C1的电压最终被放到0。

555定时呼叫器电路

 

将开关SA切到“1”的位置时,555定时呼叫器通电开机。

先来关注一下电阻R2。

555定时呼叫器电路

 

电阻R2与555定时器芯片U1内部三个5kΩ电阻的关系如下图所示,由于电池电压是6V,所以经电阻分压,得到两个电压:5.5V、2.8V。

555定时呼叫器电路

 

再来关注R5、R6、R7、R8、R9,它们用来设定定时触发的时间长度。假设短路帽将电阻R5连通,则刚通电开机时,电池通过R5对电容C1充电。

555定时呼叫器电路

 

电容C1开始充电的初始电压为0,充电时间 t 的计算公式为:

555定时呼叫器电路

其中R为电阻阻值,C为电容容量,E为电容充满电时的电压,Vt为时刻t时电容充到的电压。

可知电容C1充到5.5V时,此时充电时间 t :

555定时呼叫器电路

这样就实现了通过改变电阻R来设定不同的时间 t :

当R = 510K 时,t = 1267.3 秒

当R = 100K 时,t = 248.5 秒

当R = 47K 时,t = 116.8 秒

当R = 22K 时,t = 54.7 秒

当R = 10K 时,t = 24.8 秒

 

直接拿出文章《555定时器芯片内部电路分析》总结的速查表来分析电路:(注意表格中的“2/3Vcc”相当于本电路中的5.5V,表格中的“1/3Vcc”相当于本电路中的2.8V)

555定时呼叫器电路

 

电容C1从0V开始充电,此时处在状态4,充到2.8V以上进入状态3,充到5.5V以上进入状态2,最终充到6V,并维持为状态2:

555定时呼叫器电路

 

所以,U1的第3脚在电路刚通电时输出High(6V),最终输出Low(0V)。

U1在到达状态2后一直维持不变,不再变到别的状态,所以这个电路也叫“单稳态”电路。

 

二、电路原理分析——U2“无稳态”电路

555定时呼叫器电路中用了U1、U2共两个555定时器芯片。

其中的U2及其外围电路构成“无稳态”电路。

555定时呼叫器电路

在关机状态时,开关SA是切换到“2”的位置,此时电路没有接入电源,各处的电压都为0。

 

将开关SA切到“1”的位置时,555定时呼叫器通电开机。

由于刚开机时U1的“延时”作用,其第3脚输出High(6V),通过二极管VD1对电容C2进行充电,最终C2被充电到 6V - 0.7V = 5.3V。

555定时呼叫器电路

 

从电路图可以看出,U2的第2、6脚均接在电容C2上,电压为5.3V。

查看速查表,此时U2处于状态2,其第3脚(Pin 3)输出Low,即0V,蜂鸣器不响。同时U2的第7脚(Pin 7)的内部三极管处于导通状态。

555定时呼叫器电路

 

当U1完成延时后,其第3脚输出Low(0V),不再对电容C2充电。

同时由于U2的Pin 7的内部三极管处于导通状态,其通过R4对电容C2进行放电。

555定时呼叫器电路

 

电容C2从5.3V开始放电,一直放到稍低于2V时,U2变为状态4:

555定时呼叫器电路

 

进入状态4后,Pin 7的内部三极管截止,不再对电容C2放电。

555定时呼叫器电路

 

电池通过R3、R4对电容C2进行充电。

555定时呼叫器电路

 

最终充到稍高于4V,进入状态2:

555定时呼叫器电路

 

然后又开始对电容C2放电:

555定时呼叫器电路

 

如此循环。

在循环过程中,U2的第3脚交替输出High(6V)和Low(0V),驱动蜂鸣器发出声音。

由于U2的状态不断变化,所以这个电路也叫“无稳态”电路。

 

三、最后

555定时呼叫器的电路到此解析完毕,能坚持看到这里,真不容易呢,鼓励一下!

555定时呼叫器电路

关于电路的学习,希望大家,Enjoy!


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