原创 【雕爷学编程】Arduino动手做(57)---四档矩形波模块

2020-1-15 10:22 776 2 2 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 雕爷学编程

37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。 


【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)实验五十七: 四档脉冲频率占空比可调模块矩形波信号发生器(NE555)

NE555 (Timer IC)
为8脚时基集成电路,大约在1971年由Signetics Corporation发布,在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC,在往后的40年中非常普遍被使用,且延伸出许多的应用电路,后来基于CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用,但原规格的NE555依然正常的在市场上供应,尽管新版IC在功能上有部份的改善,但其脚位功能并没变化,所以到目前都可直接的代用。NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

工作原理

555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。R1、R2、R3对供电Vcc分压,使N1比较器基准端(同相输入端)电压为1/3Vcc,N2基准端(反相输入端)电压为2/3Vcc。芯片5脚为调整端,接入上拉或下拉电阻时,可改变两个基准端电压的高低。两路比较器的输出端与R-S触发器的置位和复位相接,从而决定芯片3脚输出端的电平状态。当芯片2脚(/TR端)输入信号电压低于1/3Vcc时,N1输出端为“0”,R-S触发器被置位,芯片3脚变高电平,(在复位信号未输入之前)并保持;当芯片6脚输入电压高于2/3Vcc时,N2输出端为“1”,R-S触发器被复位(在置位信号未输入之前)并保持。芯片4为优先复位端(低电平有效),不用时可接Vcc。显然,作为开关电路应用时,只要控制芯片2脚电压低于1/3Vcc,电路处于“开”态(3脚为“1”);控制芯片6脚高于2/3Vcc,电路即处于“关”态(3脚为“0”),即为开关(双稳态)电路。

主要特点

1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。

2.它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑电路配合,也就是它的输出电平及输入触发电平,均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。

3.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。

5.NE555时基电路,为电压比较器和R-S基本触发器的混成电路,可方便地构成单稳态(延时、定时)电路、双稳态(开关)电路及无稳态(振荡)电路。其构成电路之简便和应用之广,素有“万能电路”之称。

555接脚

主要由两个电压比较器,RS触发器,一个三极管,三个5k电阻组成

1:电源负极  2:触发  3:输出  4:复位 (低电平有效)

5:控制  6:阈值  7:放电  8:电源正极

1脚为接地端;2脚为低电平触发端,由此输入低电平触发脉冲;6脚为高电平触发端,由此输入高电平触发脉冲;4脚为复位端,输入负脉冲(或使其电压低于0.7V)可使555定时器直接复位;5脚为电压控制端,在此端外加电压可以改变比较器的参考电压,不用时,经0.01uF的电容接地,以防止引入干扰;7脚为放电端,555定时器输出低电平时,放电晶体管TD导通,外接电容元件通过TD放电;3脚为输出端,输出高电压约低于电源电压1V—3V,输出电流可达200mA,因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等;8脚为电源端,可在5V—18V范围内使用。

模块参数

1、尺寸:3.1CM*2.2CM

1、主要芯片:NE555;

2、输入电压:5V-15VDC。5V供电时,输出电流可以在15MA左右;12V供电时,输出电流可以在35MA左右;

3、输入电流:≥100MA

4、输出幅度:4.2V V-PP至11.4V V-PP.(根据输入电压不同,输出幅度会不一样)

5、ZUI大输出电流:≥15MA(5V供电,V-PP大于50%时),≥35MA(12V供电,V-PP大于50%时)

模块电原理图

频率计算公式

模块适用范围
1.用作方波信号发生器,产生方波信号供实验开发使用。
2.用来产生驱动步进电机驱动器的方波信号。
3.产生可调脉冲供MCU使用。
4.产生可调脉冲,控制相关的电路。

模块特点
1、输出带LED指示,有没有输出直接明了(低电平时LED量,高电平LED灭,频率比较低时LED闪烁);
2、输出频率范围档次可选,使输出频率更连续可调;
低频档:1Hz~50Hz
中频档:50Hz~1kHz
中高频档:1KHz~10kHz
高频档:10kHz~200kHz
3、输出占空比可以微调,占空比和频率不是分别可调的,调占空比会改变频率
4、输出频率可调
周期T=0.7(RA+2RB)C (RA、RB为0-10K可调)
低频档时C=0.001UF
中频档时C=0.1UF
中高频档C=1UF
高频档时C=100UF
因此波形的频率可以自己计算。

实验注意事项

使用跳线帽更改频率时,请先断电,待跳帽接好后再重新上电。


  1. /*
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  3. 实验五十七: 四档脉冲频率占空比可调矩形波模块(NE555)
  4. 试试看波形如何
  5. */
  6. void setup()
  7. {
  8. Serial.begin(9600);
  9. pinMode(A0,INPUT);
  10. }
  11. void loop()
  12. {
  13. int val;
  14. val=analogRead(A0);
  15. Serial.println(val,DEC);
  16. delay(100);
  17. }


串口输出的各种频率的实验波形图


作者: 雕爷学编程, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3894459.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

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curton 2020-1-15 15:28

学习了
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