555振荡器搭建LED闪烁电路

今天在面包板上为大家搭建一个LED灯闪烁电路，用的主控不是单片机，而是经典的555振荡器，为什么用555振荡器呢?

因为555振荡器原理简单、但功能强大，内部总共就只有26个晶体管，即使把555振荡器的内部原理图给我们，通过分析，我们也能分析出它的工作原理，不仅如此，还能在这里面学习模电和数电的知识。

 

 

比如说555内部的触发器是数字电路的范畴，要想弄明白这个触发器，我们必须去学《数字电子技术》里面的知识，触发器弄懂了，数电基本上也就入门了。

不仅如此555振荡器更多的是模电的知识，在555振荡器中，我们也能学习很多与模电有关的基础知识。

由于科技的进步，现在的人们也都好高骛远了，上来就是学STM32、RTOS，即使是会用库函数操作单片机了，但对于单片机的底层却一无所知，更有甚者连触发器都不知道为何物，这样学习是很不严谨的。

综上，我们认为555振荡器不应该因为现在科技的进步而被抛弃，悄悄相反，如在真的想在某一行有更深一步的发展，我们应该去研究科技的底层。

那现在我们给大家用555振荡器搭建一个LED闪光灯电路，希望能激发大家学习底层电子电路的兴趣。

什么是555振荡器

简单来说，555振荡器是一块可以输出特定频率脉冲信号的集成电路。

下面的那个小家伙儿就是555振荡器，像不像一只小螃蟹呢?螃蟹在大家心中那肯定是美味，但让你们去钻研一个和螃蟹一样爪数的集成电路时，可能你们就没有耐心了。

 

 

不用担心，接下来我将让大家像吃螃蟹一样吃下这块只有8只引脚的小黑匣子。

内部构造

想要知道一块集成电路是怎么工作的，首先我们需要知道它的内部原理图，555振荡器的内部原理图如下图所示。

还好它的内部集成的晶体管并不多，只有26个，要知道最新版的iPad Pro所采用的A12 X芯片内部集成了100多亿个晶体管，即使是iPhone XS的A12内部也集成了几十亿的晶体管。虽然他们都是芯片，体积也差不多。只能说科技进步的太快，快到让人吃惊。

 

 

对于上面的原理图，如果不是学过数电或者模电，应该很难看懂，即使是学过也不一定能看懂，虽然只有区区26个晶体管，但是它所涉及到的知识面却异常广泛，几乎把大学的数电模电都涉及到了。

看不懂也没有关系，下面是555振荡器简化之后的原理图，上面涂颜色的部分都是模块化的东西，对应的是比较器和触发器，名字听着差不多，但一个属于模电，一个属于数电。

我们现在只分析一下原理框图，不讲他们的构造原理，因为讲底层原理的话，等于是重新学一遍模电，10篇文章可能都讲不完。

原理框图

经过简化之后的原理框图就很简单了，每个原理框图和上面图中的涂颜色电路一一对应。

黄色的三角和下面粉色三角是两个比较器，右边紫色的是一个R-S触发器。

最左面的绿色的是三个阻值为5K的电阻，这也是555振荡器名字的由来，还有一种加556的振荡器，大家能猜到和555有什么不同吗?这时候你可能会说除了有两个5K电阻之外，另外一个是6K电阻。

事实是这样吗?并不是这样的，556振荡器比555多了一个1，但这个1代表的并不是1K的阻值，而是556的内部封装了两块555振荡器模块。这样的命名真实让人大跌眼镜。要是由我来命名的话，可能会给556命名为555D，D所代表的是double双倍。

下图为555内部各功能模块的简化图，如果你还是看不懂，那也没有关系，因为我们可以直接使用这个555振荡器，即使你不知道它的工作原理。

 

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引脚

对于刚入门的小白，可以先用555做出几个小实验，然后再去学习555的底层，这种自上向下的去学，你会明白自己的目标，不然学了一大推底层，你甚至不知道自己学的这个东西能干什么?

学习这种模块最快的办法是搞清楚它的各个引脚的定义，然后搭建一个最小系统，好比我们在学习程序的时候第一件事是要打印“Hello World”一样。

 

 

接下来我们说一下各个引脚的作用

1脚：电源负极

8脚：电源正极

4脚：复位引脚，在这里接正极

5脚：放电引脚，通过电容接负极

不难吧，我们这就弄懂555的一半引脚了，然后我们再介绍一下其余的四个引脚。

2脚和6脚：比较器控制引脚，这两个引脚是接在一起的，根据电压的不同控制比较器输出高低电平，进而控制触发器。

7脚：接在R1和R2之间，固定接线方式，我们暂且不用管。

3脚：脉冲信号输出引脚，也是对我们有用的唯一引脚。

在我们知道了555的引脚定义之后，下一步就是搭建它的最小系统了，比如说让它控制一颗LED灯闪烁。

最小系统

 

 

最小系统如上图所示，到目前为止就差一步了，即OUT引脚后面的负载，因为我们的555可以输出200多毫安的电流，所以可以驱动负载，但有的只是输出一个脉冲信号，电流在几毫安，这种555振荡器是不能驱动负载的。

下面我给OUT引脚接上LED灯，如下图所示，我给OUT引脚接上了LED灯，同时串联一支1K电阻来限流。

 

 

那么问题又来了，我们知道555振荡器OUT引脚输出的是矩形波(如下图所示)，但是他的频率是怎么确定的呢?

这个很简单，通过上图中的R1、R2和C1就能确定OUT引脚的输出频率。

矩形波的频率为f=1.44/(R1+2R2)??C1

如上图我们的R1=100K，R2=200K，C1=10uF。

所以矩形波的输出频率f=1.44/(1000000+4000000)??10UF=0.288HZ555振荡器搭建LED闪烁电路

0.288求出来的是频率，换算成周期：1/0.288=3.4S，也就是说LED灯每隔1.7S改变一次状态。

对于这个电路，我用面包板搭建了实际的电路，实验现象和预期一致。

实验现象

实验现象：LED灯差不多每隔1.7秒改变一次状态，怎么样，是不是已经迫不及待想自己尝试一下了，那就不要犹豫了，快去搭建你自己的LED灯闪烁电路吧。