1、555時(shí)基集成電路的實(shí)驗(yàn)與制作1常用電子元器件簡(jiǎn)介     （1）名稱·電路符號(hào)·文字符號(hào)元 件 名 稱電路符號(hào)文字符號(hào)元 件 名 稱電路符號(hào)文字符號(hào)電阻器R半導(dǎo)體二極管VD可調(diào)電阻Rp發(fā)光二極管VD光敏電阻R揚(yáng)聲器BL熱敏電阻RT集成電路IC電容器C電池GB電解電容器C按鍵開關(guān)SB半導(dǎo)體三極管VT干簧管     （2）555時(shí)基集成電路     555時(shí)基集成電路是數(shù)字集成電路，是由21個(gè)晶體三極管、4個(gè)晶體二極管和16個(gè)電阻組成的定時(shí)器，有分壓器、比較

2、器、觸發(fā)器和放電器等功能的電路。它具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動(dòng)電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡(jiǎn)單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。     555時(shí)基電路國(guó)內(nèi)外的型號(hào)很多，如國(guó)外產(chǎn)品有：NE555、LM555、A555和CA555等；國(guó)內(nèi)型號(hào)有5GI555、SL555和FX555等。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳序號(hào)都相同，因此，可以直接互相代換。但要注意，并不是所有的帶555數(shù)字的集成塊都是時(shí)基集成電路，如MMV555、AD555和AHD555等都不是時(shí)基集成電路。     常見

3、的555時(shí)基集成電路為塑料雙列直插式封裝（見圖5-36），正面印有555字樣，左下角為腳，管腳號(hào)按逆時(shí)針方向排列。(圖5-36)     555時(shí)基集成電路各管腳的作用：腳是公共地端為負(fù)極；腳為低觸發(fā)端TR，低于13電源電壓以下時(shí)即導(dǎo)通；腳是輸出端V，電流可達(dá)2000mA;腳是強(qiáng)制復(fù)位端MR，不用可與電源正極相連或懸空;腳是用來調(diào)節(jié)比較器的基準(zhǔn)電壓，簡(jiǎn)稱控制端VC，不用時(shí)可懸空，或通過0.01F電容器接地;腳為高觸發(fā)端TH，也稱閾值端，高于2/3電源電壓發(fā)上時(shí)即截止;腳是放電端DIS;腳是電源正極VC。     5

4、55時(shí)基集成電路的主要參數(shù)為（以NE555為例）電源電壓4.516V。     輸出驅(qū)動(dòng)電流為200毫安。     作定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)精度為1。     作振蕩使用時(shí)，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá)500千赫。     使用時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流若大于上述電流時(shí)，在腳輸出端加裝擴(kuò)展電流的電路，如加一三極管放大。     （3）音樂片集成電路     它同模仿動(dòng)物叫聲和人語

5、言集成電路都是模擬集成電路，采用軟包裝，即將硅芯片用黑的環(huán)氧樹脂封裝在一塊小的印刷電路板上。     由于集成電路內(nèi)不宜制作電感、電容及可調(diào)電阻等元器件，為了發(fā)揮它的作用，必須外接一些元器件。     注意：集成電路片在焊接時(shí)不能帶電操作，只有焊接后，檢查無誤，才能接通電源。2555時(shí)基集成電路基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)     為了便于利用較少的元器件，而達(dá)到基本學(xué)會(huì)555時(shí)基集成電路的制作和應(yīng)用能力，我們篩選了以下元器件供大家實(shí)驗(yàn)參考（以下電路圖5-37中不再標(biāo)出數(shù)值）。 &

6、#160;   R1是光敏電阻、R210K、R32K、R4200、R5200、Rp是150K、RT是熱敏電阻、IC1是NE555、IC2是焊有三極管和電阻的音樂片、紅綠發(fā)光管VD1和VD2各一個(gè)、SB是按鍵開關(guān)、C10.01F、C20.04F、C310F、C447F、C5100F(C3、C4和C5為電解電容器，耐壓應(yīng)當(dāng)大于6V)、GB6V、喇叭為8。     （1）觸摸電路     這是555時(shí)基集成電路的一個(gè)特長(zhǎng)，具有電路翻轉(zhuǎn)功能，稱為雙穩(wěn)工作方式。圖5-38是最典型的雙穩(wěn)電路。圖中“開”和“

7、關(guān)”是兩個(gè)金屬片（鐵片或銅片），當(dāng)手觸摸“開”金屬片時(shí)，人體感應(yīng)到的脈沖信號(hào)就輸入到腳，此時(shí)腳輸出高電位，發(fā)光二極管發(fā)亮。當(dāng)手摸一下“關(guān)”金屬片，電路進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，此時(shí)腳輸出低電位，發(fā)光二極管滅。圖5-37    應(yīng)注意：發(fā)光二極管的兩個(gè)管腳有正負(fù)極之分，焊接（連接）時(shí)不能搞錯(cuò)。當(dāng)電路沒有接金屬片實(shí)驗(yàn)時(shí)，手應(yīng)沾一點(diǎn)水或用手拿鑰匙去接觸管腳增大電感量。     （2）延時(shí)電路     延時(shí)電路有兩種，一種是延時(shí)關(guān)電路，如樓道燈就是這種電路；另一種是延時(shí)開電路，這種電路也叫定時(shí)電路。 

8、;    圖5-38是555時(shí)基集成電路構(gòu)成的延時(shí)關(guān)電路。當(dāng)按動(dòng)按鍵開關(guān)SB時(shí)（按下后手即離開），使C4放電，觸發(fā)腳輸出高電位，發(fā)光二極管亮，定時(shí)開始。當(dāng)C放電結(jié)束通過R充電，電壓從零上升到555電源電壓的2/3時(shí)，腳輸出低電位，發(fā)光二極管自動(dòng)熄滅，定時(shí)結(jié)束。圖5-38    實(shí)驗(yàn)中先將可調(diào)電阻的動(dòng)片接觸點(diǎn)擰到中間位置（約75K左右），實(shí)驗(yàn)時(shí)增大或減少電阻值可以發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管亮的時(shí)間隨之增長(zhǎng)或減少。拆下C4，換C3和C5會(huì)發(fā)現(xiàn)電容量越大發(fā)光二極管亮的時(shí)間也越長(zhǎng)。這就是說延時(shí)的長(zhǎng)短由RP和C數(shù)值決定，電阻值越大、電容值越大，延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)

9、。在科技制作中可根據(jù)需要更換電阻和電容，以達(dá)到延時(shí)目的。     （3）閃光電路     圖5-39中555時(shí)基集成電路由輸入端R3、RP和C4組成一個(gè)振蕩電路，腳輸出的電平不斷高低翻轉(zhuǎn)，當(dāng)腳輸出低電位時(shí)，VD1導(dǎo)通發(fā)光，VD2滅；當(dāng)腳輸出低電位時(shí)，VD1滅，VD2導(dǎo)通發(fā)光。這樣紅綠發(fā)光二極管交替發(fā)光閃爍。圖5-39        實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻動(dòng)片的接觸點(diǎn)擰到中間位置，然后再將電阻值增大或者減少，這時(shí)發(fā)光二極管交替發(fā)光的時(shí)間也隨之增大或者減

10、少，但并不十分明顯。如果分別用C5和C3去替換C4，交替發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短就十分明顯了。其振蕩頻率（即每秒發(fā)光二極管的閃爍次數(shù)）只要改變RP的阻值和C的電容量，就能實(shí)現(xiàn)。     （4）音響電路     只要把閃光電路中輸出端接揚(yáng)聲器（喇叭），如圖5-40所示，就成為一個(gè)音響器。圖5-40     實(shí)驗(yàn)時(shí)先將可調(diào)電阻擰到中間位置，然后慢慢將電阻值增大減少，音調(diào)也隨之改變。如果用C2替換C1會(huì)發(fā)現(xiàn)音調(diào)變低。在電子制作中調(diào)整電阻阻值或更換電容量達(dá)到自己需要的音調(diào)。 

11、0;   （5）光控電路     圖5-41中光敏電阻和電阻組成一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓器，腳和腳接在分壓點(diǎn)上。當(dāng)光照較大時(shí)，光敏電阻呈低電阻，因此，分壓點(diǎn)的電位較高，當(dāng)腳電位在2/3電源電壓以上時(shí)，555時(shí)基集成電路內(nèi)部的上比較器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出端腳為低電平，無電流通過。當(dāng)無光或光弱時(shí)，光敏電阻呈高電阻，分壓點(diǎn)為低電位，當(dāng)腳電位在1/3電源以下時(shí)，555時(shí)基集成電路內(nèi)部的下比較器處于置位狀態(tài)（導(dǎo)通），腳輸出高電平，使發(fā)光二極管VD1發(fā)光。圖5-41        實(shí)驗(yàn)時(shí)先

12、將可調(diào)電阻的動(dòng)片接觸點(diǎn)擰到中間位置，電路連接好后，用黑色塑料筆帽（不能用金屬筆帽）或其他不透光的物品套在光敏電阻上，這時(shí)發(fā)光二極管亮（如果不亮調(diào)整可調(diào)阻值，使發(fā)光二極管亮）。如果要在某一特定暗度（不是全黑）下使發(fā)光二極管亮，應(yīng)在所需的暗度下慢慢減少可調(diào)電阻阻值，使發(fā)光二極管發(fā)光，而遇到比這個(gè)暗度稍亮的情況后，發(fā)光二極管不發(fā)光即可，這往往需要反復(fù)調(diào)整幾次才行。      （6）溫度控制電路     圖5-42電路中使用熱敏電阻器作為頭，插入所要控制的物體中去，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減少，利用這個(gè)特點(diǎn)通過電路控制所

13、需的溫度。圖5-42        電路連接好后，實(shí)驗(yàn)時(shí)先將熱敏電阻器放入熱水中，可調(diào)電阻值由大向小慢慢調(diào)整，使發(fā)光二極管剛好發(fā)光，當(dāng)熱敏電阻從熱水取出，發(fā)光二極管立即滅，表示水溫超過這個(gè)溫度時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光提示，不到這個(gè)溫度不發(fā)光。利用555時(shí)基集成電路的基礎(chǔ)電路可以設(shè)計(jì)、開發(fā)出許多電子小實(shí)驗(yàn)與科技制作。下面介紹幾種，供大家參考。     1觸摸延時(shí)“小燈”     圖5-43是它的電路，它將觸摸開關(guān)發(fā)光二極管的實(shí)驗(yàn)中加入延時(shí)電路，調(diào)整可調(diào)電

14、阻阻值和電容量達(dá)到延時(shí)效果。要想增加延時(shí)的時(shí)間，就調(diào)換大容量的電容，如400F、1000F等。如果作為夜間床頭定時(shí)燈、樓道定時(shí)燈等，可拆去發(fā)光二極管和電阻，換一個(gè)6伏的小燈即可。圖5-43    2觸摸延時(shí)音樂門鈴     圖5-44是它的電路圖，與圖5-45比較，將觸摸延時(shí)“小燈”電路中拆去發(fā)光二極管，改為連接音樂片電路即可。它可以當(dāng)作門鈴使用，也可安置在人手觸摸處作為瞬間報(bào)警器。圖5-44    3手控行車紅綠燈指示器模型    

15、圖5-45是它的電路圖，先做一個(gè)紅綠燈燈架，將紅綠發(fā)光二極管固定在燈架上，按圖連接后，只要向下按動(dòng)按鍵，則紅燈變?yōu)榫G燈，手一離開便又成為紅燈。圖5-45    4可自動(dòng)控制的行車紅綠燈指示器模型     圖5-46是它的電路圖，只將上圖的手控改為磁控，再加上延時(shí)電路，就可以將上述模型改為路燈自動(dòng)控制。先制作一個(gè)街道模型和指示燈架，將干簧管設(shè)在指示燈前方的道路模型的下方。在一輛模型汽車的底部粘一塊磁鐵。當(dāng)汽車行過干簧管上方時(shí)，電路導(dǎo)通，紅燈變?yōu)榫G燈，汽車?yán)^續(xù)向前行駛，由于延時(shí)電路作用，使綠燈亮一段時(shí)間，保證汽車駛過路

16、口。需要注意的是根據(jù)汽車模型的速度，調(diào)整干簧管的位置和電路延時(shí)的時(shí)間。圖5-46    5燈塔模型     先用硬紙做一個(gè)燈塔模型。圖5-47是它的電路圖，它只取閃光電路的一部分一個(gè)綠發(fā)光二極管作為塔燈。最后調(diào)整好閃爍時(shí)間。圖5-47    6夜間打燈光靶     圖5-48是它的電路圖，它與閃光電路相比，集成電路的腳是單獨(dú)與負(fù)極連接，而電容與R5卻是經(jīng)過干簧管與負(fù)極連接。先按圖14做一個(gè)一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一塊磁鐵，

17、將電路中的干簧管固定在與磁鐵相對(duì)應(yīng)的支架底板上。綠色發(fā)光二極管放置在靶心位置上，紅色發(fā)光二極管誘因在支架的底部。游藝時(shí)，將靶牌放在暗處，干簧管在磁場(chǎng)作用下導(dǎo)通，兩個(gè)發(fā)光二極管相互閃光，綠色發(fā)光二極管指示靶心。當(dāng)靶子被擊倒后，雖然干簧管失去了磁場(chǎng)的作用電路斷開，但這時(shí)電路并未全部不通，紅色發(fā)光二極管不會(huì)常亮，表示擊中靶子。如果把靶牌放到運(yùn)動(dòng)的車模上，打靶更加緊張有趣。 圖5-48    7發(fā)報(bào)練習(xí)器     圖5-49是它的電路圖，它是在音響電路中接入按鍵代替電鍵使用，做成一個(gè)發(fā)報(bào)練習(xí)器的，音調(diào)高低可自己選定。也可以

18、自己做一個(gè)電鍵。圖5-49        國(guó)際莫爾斯碼字符如下：         如果將自己一方的電鍵的兩根導(dǎo)線接在另一個(gè)同學(xué)電路中，同時(shí)把對(duì)方同學(xué)的電鍵兩根導(dǎo)線接在自己電路中，那么這倆人之間就可以互相發(fā)報(bào)傳送信息了。    8一種平時(shí)不耗電的磁控報(bào)警器     圖5-50是它的電路圖，它是在音響電路中接入干簧管，再將干簧管放入兩塊相吸引的磁鐵之間，這時(shí)，干簧管并不閉

19、合，電路不導(dǎo)通。當(dāng)移動(dòng)一塊磁鐵后干簧管立即閉合，電路導(dǎo)通報(bào)警。制作時(shí)先把干簧管安放在門窗的木框上，同時(shí)把一塊磁鐵固定在干簧管的上方，把另一塊磁鐵安放在門窗對(duì)著干簧管處的下方，注意一定要使這兩塊磁鐵相吸，這時(shí)干簧管不導(dǎo)通，喇叭不發(fā)出音響。一旦門窗打開，干簧管被上方磁鐵吸引閉合，電路導(dǎo)通，發(fā)出音響報(bào)警。圖5-50    9斷線報(bào)警器在電路圖5-51中的A、B兩點(diǎn)是用一根細(xì)的導(dǎo)線連接（圖中的弧線），當(dāng)人或動(dòng)物碰斷導(dǎo)線時(shí)便會(huì)發(fā)聲報(bào)警，發(fā)光二極管發(fā)光。圖5-51        10雨水

20、報(bào)警器     圖5-52是它的電路圖，它是在音響電路中從兩個(gè)電阻之間引出一個(gè)探頭改為雨水報(bào)警器的。用覆銅板照?qǐng)D5-53做一個(gè)探頭，接到音響電路中，當(dāng)雨水滴在探頭上，使電路導(dǎo)通，便會(huì)發(fā)出音響。這個(gè)報(bào)警器還可以作為各種遇水報(bào)警裝置。         圖5-52         圖5-53   11高低水位報(bào)警器     水能導(dǎo)電，

21、也就有電阻存在。圖5-54就是利用電阻值的不同，發(fā)出不同音調(diào)制作成高低水位報(bào)警器，它與雨水報(bào)警器中的探頭不同。用導(dǎo)線按照?qǐng)D5-55做成水位探頭，接到電路中去。當(dāng)水位低時(shí)，A與B導(dǎo)通，因有可調(diào)電阻，阻值較大發(fā)出低音；當(dāng)水位升高A與C也導(dǎo)通，這時(shí)A與C電阻阻值因?yàn)闆]有可調(diào)電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于A與B的電阻值，因此電流通過A與C，報(bào)警器便發(fā)出高音。     按這個(gè)思路還可以做成高低音門鈴、多路報(bào)警器等。         圖5-54     &

22、#160;   圖5-55    12手控模仿鳥鳴實(shí)驗(yàn)     圖5-56是它的電路圖，它與音響器不同的是沒有電容，并將電容處斷開。先將音響器調(diào)響后，拆去電容，用兩個(gè)手指捏住導(dǎo)線的兩個(gè)端頭，這時(shí)喇叭發(fā)出高的音調(diào)。隨著手指捏住松緊程度不同，喇叭發(fā)出時(shí)高時(shí)低、時(shí)響時(shí)斷、如同鳥叫一般的聲音。調(diào)整可調(diào)電阻阻值，會(huì)發(fā)出不同音調(diào)，模仿鳥鳴和其他音響。圖5-56    13節(jié)拍器     圖5-57是它的電路圖，它是將閃光電路中接

23、上喇叭，做成既有燈光又有音響的節(jié)拍器，只是聲音較低。調(diào)整電阻阻值和電解電容可以得到不同的節(jié)拍。     如果去掉發(fā)光二極管，將節(jié)拍器調(diào)整到好似下雨的嘀嘀聲，還可以作為催眠器，響一夜用電量很少。圖5-57    14見光發(fā)亮的光控“燈”     這個(gè)光控“燈”是見光發(fā)亮。圖5-58是它的電路圖，與前面介紹的光控“燈”控制相反，因此，只要把原電路中光敏電阻和可調(diào)電阻調(diào)一下位置就可以了。在實(shí)驗(yàn)中不要忘記可調(diào)電阻的調(diào)整。     如果在電路中拆

24、去發(fā)光二極管和電阻，接6伏繼電器，再由繼電器控制燈就可達(dá)到實(shí)用裝置的目的。圖5-58    15見光響音樂     早上陽光照進(jìn)屋內(nèi)，它就播放出音樂。圖5-59是它的電路圖，它是在見光就亮的光控“燈”中，去掉發(fā)光二極管，改接音樂片和揚(yáng)聲器而成。制作時(shí)可以根據(jù)自己所希望的亮度，慢慢調(diào)整可調(diào)電阻值。     該裝置還可以以市場(chǎng)銷售的小型激光指示器為光源槍，將光敏電阻安放在靶心處，找一個(gè)不透光的圓筒套在光敏電阻上，遮擋外部光線對(duì)它的干擾，調(diào)整可調(diào)電阻值，做成光電打靶器。圖5-59&

25、#160;   16黑暗光控報(bào)警器     圖5-60是它的電路圖，它是在黑暗控制“燈”亮電路中接上音樂片電路，制作時(shí)根據(jù)所需的暗度下調(diào)整可調(diào)電阻值到發(fā)出音樂響聲。     該裝置還可以與小型激光指示器或其他光線配合，做成報(bào)警器，如在圈養(yǎng)的動(dòng)物外圍，將小型激光指示器遠(yuǎn)距離照射光敏電阻，當(dāng)有動(dòng)物外逃時(shí)，擋住激光束，便會(huì)報(bào)警。或者將腳與計(jì)算器中的連加相接，用來對(duì)傳送帶上的物品個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，或者用于通道顯示有人、動(dòng)物通過等。圖5-60    17書寫光亮測(cè)試器     圖5-61是它的電路圖，它是在黑暗控制“燈”亮的電路中