自製CPU,了解計算機工作原理——認識NE555定時器

2020-12-14 算法卡農

NE555(Timer IC)為8腳時基集成電路，大約在1971年由Signetics Corporation發布，在當時是唯一非常快速且商業化的Timer IC。NE555體積小、重量輕、穩定可靠，操作電源範圍大，輸出端的供給電流能力強，計時精確度高，溫度穩定度佳，且價格便宜。

01一、真實的器件

NE555原理圖
貼片NE555

02二、內部結構

NE555內部結構主要為兩個比較器、一個基本的RS觸發器和三個電阻。比較器的+輸入電壓大於-輸入電壓時，比較器輸出高電平，反之輸出低電平。

基本的RS觸發器由兩個與非門組成，真值表如下。

三個電阻R1、R2和R3相等，將VCC三等分。

U2- = 1/3×VCC

U3+ = 2/3×VCC

03三、原理

NE555定時器經典電路

要講清楚NE555定時器的原理，必須從NE555的充放電的兩個過程中來講解。

充電：R1、R2和C1構成一個充電電路，充電過程中C1的正極電壓生高，引起NE555內部兩個比較器的輸出反轉，同時基本RS觸發器也電平反轉。放電：放電結束後，基本RS觸發器電平反轉導致NE555內部三極體導通，使得NE555的第7腳連接至地，R2與C1組成放電電路，C1的正極電壓降低，內部比較器的輸出反轉。同時基本RS觸發器電平反轉，之後內部三極體斷開，放電結束，充電開始。就這樣充放電交替，組成定時器。放電時間：T1 = 0.693 * R2 *C1

充電時間：T2 = 0.693 * (R1+R2) * C1

周期：T = T1 + T2

頻率：F = 1/T

佔比：T1:T2 = R1:(R1+R2)

A、電容充放電波形圖

電容充放電波形圖

T = 0.002079s

F = 480Hz

B、NE555輸出波形圖

NE555輸出波形圖

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