为了学数电学妹居然自制555芯片(SR锁存器触发器中最简单的一种也是各种其他类型触发器的基本组成部分)

相信很多小伙伴在上学的时候，都学过《数字电子技术》这门专业基础课。而在这里面，有一个非常经典的芯片，那就是555定时器。

记得当年为了学习数电，一学妹竟然用分立元器件去实现一个比砖头还要大的555定时器芯片，这波操作真是没谁了！

如果从头开始制作电路，尤其是使用分立部件，就能深入了解555定时器芯片的每一部分，以及 IC 的工作原理，进而对数字电路理解更加透彻。

预备知识

我们先来看一下DIP-8封装的555芯片，它外观是这样的，如下图所示：

Signetics NE555N

除了注重外表，我们还得看一下内部的情况，真实世界中，芯片内部的情况如下所示：

内部结构 1

内部结构 2

整体来说，我看不懂，大家还是直接看一下NE555芯片的内部电路原理图吧！

具体如下所示：

内部原理图 1

简单分析一下这个原理图：

• 绿色部分：是一个分压器，在正电源电压 VCC和接地 GND 之间是一个由三个相同电阻组成的分压电路，它在1 ⁄ 3 VCC和2 ⁄ 3 VCC处产生两个参考电压。后者连接到“控制”引脚。所有三个电阻都具有相同的电阻，双极定时器为5kΩ，CMOS 定时器为 100 kΩ（或更高）。

• 黄色和红色部分是两个电压比较器。

• 紫色部分是RS触发器。

• 粉红色部分是带推挽输出的驱动器。

内部原理图 2

555 计时器芯片

大型555芯片-1

大型555芯2

因此，为了开始这个项目，我们可以将 555 的电路分成小部分，因为最好将大电路分成几部分，这种模块化的设计， 有助于对简化面包板周围的电路，另外也便于我们进行故障排除。正如前面提到的，可以分为以下几个部分：

• 分压器

• 电压比较器

• SR 寄存器

• 输出驱动器

• 复位晶体管

• 放电晶体管

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分压器

分压器很简单 - 使用 4.7K 电阻器和整个电路的串联二极管保护。

分压器

电压比较器

该项目最有趣的部分是学习和设计 555 IC 内部使用的电压比较器，特别是差分如何工作，什么是电流转向。

我还在差异中了解了恒流吸收器的重要性，对和使用电流镜来增加差异的增益。

电压比较器

两个电压比较器

SR 寄存器

RS触发器又称SR锁存器，是触发器中最简单的一种，也是各种其他类型触发器的基本组成部分。

两个与非门或或非门的输入端输出端进行交叉耦合或首尾相接，即可构成一个基本RS触发器。

现在的SR触发器，通常由两个晶体管触发器（或非门）与一些额外的输出缓冲器一起使用，以降低 Q & ~Q 输出的输出阻抗。

原理图

硬件电路

工作状态

输出驱动器

对于输出级，在原来的 555 定时器中有图腾柱配置，这很好，但它有点小故障，性能不太好。所以，我使用了旧的推挽级作为 555 IC 的输出缓冲器。

输出驱动器

复位晶体管

使用 PNP BJT 作为复位输入。

复位晶体管

放电晶体管

一个 NPN 达林对，用于对地硬短路，单个 NPN 正在工作，但在 A 稳定模式下有一些问题。

放电晶体管

最终布局

进行连接以匹配真实 555 定时器的引脚配置。

最终整体布局图

下面是整体布局，即使是硬件电路的设计上，也满足了低耦合，高内聚的思想，如下所示：

最终整体布局图

最后加上黑色的盒子，看起来就像一个鞋盒子；

测试环节

最后，我们使用一些带有别针标记的鳄鱼夹，以在面包板上对其进行测试。

鳄鱼夹

双击放大

双击放大

双击放大

双击放大

双击放大

测试了一下，两个按键控制LED灯的亮与灭，已经可以正常工作了；

测试LED

最后

这个项目不是很大，涉及到的分立元器件也不是特别多，感兴趣的小伙伴可以自己试试，通过这个项目学习芯片内部的工作原理。

原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/PjmiBVlt5Zp_hSpEDzOsUQ

转载自：嵌入式微处理器

原文链接：为了学数电，学妹居然自制555芯片

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