今天在面包板上為大家搭建一個(gè)LED燈閃爍電路，用的主控不是單片機(jī)，而是經(jīng)典的555振蕩器，為什么用555振蕩器呢?

因?yàn)?55振蕩器原理簡(jiǎn)單、但功能強(qiáng)大，內(nèi)部總共就只有26個(gè)晶體管，即使把555振蕩器的內(nèi)部原理圖給我們，通過(guò)分析，我們也能分析出它的工作原理，不僅如此，還能在這里面學(xué)習(xí)模電和數(shù)電的知識(shí)。

比如說(shuō)555內(nèi)部的觸發(fā)器是數(shù)字電路的范疇，要想弄明白這個(gè)觸發(fā)器，我們必須去學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》里面的知識(shí)，觸發(fā)器弄懂了，數(shù)電基本上也就入門了。

不僅如此555振蕩器更多的是模電的知識(shí)，在555振蕩器中，我們也能學(xué)習(xí)很多與模電有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。

由于科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的人們也都好高騖遠(yuǎn)了，上來(lái)就是學(xué)STM32、RTOS，即使是會(huì)用庫(kù)函數(shù)操作單片機(jī)了，但對(duì)于單片機(jī)的底層卻一無(wú)所知，更有甚者連觸發(fā)器都不知道為何物，這樣學(xué)習(xí)是很不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

綜上，我們認(rèn)為555振蕩器不應(yīng)該因?yàn)楝F(xiàn)在科技的進(jìn)步而被拋棄，悄悄相反，如在真的想在某一行有更深一步的發(fā)展，我們應(yīng)該去研究科技的底層。

那現(xiàn)在我們給大家用555振蕩器搭建一個(gè)LED閃光燈電路，希望能激發(fā)大家學(xué)習(xí)底層電子電路的興趣。

什么是555振蕩器

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，555振蕩器是一塊可以輸出特定頻率脈沖信號(hào)的集成電路。

下面的那個(gè)小家伙兒就是555振蕩器，像不像一只小螃蟹呢?螃蟹在大家心中那肯定是美味，但讓你們?nèi)ャ@研一個(gè)和螃蟹一樣爪數(shù)的集成電路時(shí)，可能你們就沒有耐心了。

不用擔(dān)心，接下來(lái)我將讓大家像吃螃蟹一樣吃下這塊只有8只引腳的小黑匣子。

內(nèi)部構(gòu)造

想要知道一塊集成電路是怎么工作的，首先我們需要知道它的內(nèi)部原理圖，555振蕩器的內(nèi)部原理圖如下圖所示。

還好它的內(nèi)部集成的晶體管并不多，只有26個(gè)，要知道最新版的iPad Pro所采用的A12 X芯片內(nèi)部集成了100多億個(gè)晶體管，即使是iPhone XS的A12內(nèi)部也集成了幾十億的晶體管。雖然他們都是芯片，體積也差不多。只能說(shuō)科技進(jìn)步的太快，快到讓人吃驚。

對(duì)于上面的原理圖，如果不是學(xué)過(guò)數(shù)電或者模電，應(yīng)該很難看懂，即使是學(xué)過(guò)也不一定能看懂，雖然只有區(qū)區(qū)26個(gè)晶體管，但是它所涉及到的知識(shí)面卻異常廣泛，幾乎把大學(xué)的數(shù)電模電都涉及到了。

看不懂也沒有關(guān)系，下面是555振蕩器簡(jiǎn)化之后的原理圖，上面涂顏色的部分都是模塊化的東西，對(duì)應(yīng)的是比較器和觸發(fā)器，名字聽著差不多，但一個(gè)屬于模電，一個(gè)屬于數(shù)電。

我們現(xiàn)在只分析一下原理框圖，不講他們的構(gòu)造原理，因?yàn)橹v底層原理的話，等于是重新學(xué)一遍模電，10篇文章可能都講不完。

原理框圖

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化之后的原理框圖就很簡(jiǎn)單了，每個(gè)原理框圖和上面圖中的涂顏色電路一一對(duì)應(yīng)。

黃色的三角和下面粉色三角是兩個(gè)比較器，右邊紫色的是一個(gè)R-S觸發(fā)器。

最左面的綠色的是三個(gè)阻值為5K的電阻，這也是555振蕩器名字的由來(lái)，還有一種加556的振蕩器，大家能猜到和555有什么不同嗎?這時(shí)候你可能會(huì)說(shuō)除了有兩個(gè)5K電阻之外，另外一個(gè)是6K電阻。

事實(shí)是這樣嗎?并不是這樣的，556振蕩器比555多了一個(gè)1，但這個(gè)1代表的并不是1K的阻值，而是556的內(nèi)部封裝了兩塊555振蕩器模塊。這樣的命名真實(shí)讓人大跌眼鏡。要是由我來(lái)命名的話，可能會(huì)給556命名為555D，D所代表的是double雙倍。

下圖為555內(nèi)部各功能模塊的簡(jiǎn)化圖，如果你還是看不懂，那也沒有關(guān)系，因?yàn)槲覀兛梢灾苯邮褂眠@個(gè)555振蕩器，即使你不知道它的工作原理。

引腳

對(duì)于剛?cè)腴T的小白，可以先用555做出幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，然后再去學(xué)習(xí)555的底層，這種自上向下的去學(xué)，你會(huì)明白自己的目標(biāo)，不然學(xué)了一大推底層，你甚至不知道自己學(xué)的這個(gè)東西能干什么?

學(xué)習(xí)這種模塊最快的辦法是搞清楚它的各個(gè)引腳的定義，然后搭建一個(gè)最小系統(tǒng)，好比我們?cè)趯W(xué)習(xí)程序的時(shí)候第一件事是要打印“Hello World”一樣。

接下來(lái)我們說(shuō)一下各個(gè)引腳的作用

1腳：電源負(fù)極

8腳：電源正極

4腳：復(fù)位引腳，在這里接正極

5腳：放電引腳，通過(guò)電容接負(fù)極

不難吧，我們這就弄懂555的一半引腳了，然后我們?cè)俳榻B一下其余的四個(gè)引腳。

2腳和6腳：比較器控制引腳，這兩個(gè)引腳是接在一起的，根據(jù)電壓的不同控制比較器輸出高低電平，進(jìn)而控制觸發(fā)器。

7腳：接在R1和R2之間，固定接線方式，我們暫且不用管。

3腳：脈沖信號(hào)輸出引腳，也是對(duì)我們有用的唯一引腳。

在我們知道了555的引腳定義之后，下一步就是搭建它的最小系統(tǒng)了，比如說(shuō)讓它控制一顆LED燈閃爍。

最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)如上圖所示，到目前為止就差一步了，即OUT引腳后面的負(fù)載，因?yàn)槲覀兊?55可以輸出200多毫安的電流，所以可以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，但有的只是輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，電流在幾毫安，這種555振蕩器是不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載的。

下面我給OUT引腳接上LED燈，如下圖所示，我給OUT引腳接上了LED燈，同時(shí)串聯(lián)一支1K電阻來(lái)限流。

那么問(wèn)題又來(lái)了，我們知道555振蕩器OUT引腳輸出的是矩形波(如下圖所示)，但是他的頻率是怎么確定的呢?

這個(gè)很簡(jiǎn)單，通過(guò)上圖中的R1、R2和C1就能確定OUT引腳的輸出頻率。

矩形波的頻率為f=1.44/(R1+2R2)??C1

如上圖我們的R1=100K，R2=200K，C1=10uF。

所以矩形波的輸出頻率f=1.44/(1000000+4000000)??10UF=0.288HZ555振蕩器搭建LED閃爍電路

0.288求出來(lái)的是頻率，換算成周期：1/0.288=3.4S，也就是說(shuō)LED燈每隔1.7S改變一次狀態(tài)。

對(duì)于這個(gè)電路，我用面包板搭建了實(shí)際的電路，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和預(yù)期一致。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：LED燈差不多每隔1.7秒改變一次狀態(tài)，怎么樣，是不是已經(jīng)迫不及待想自己嘗試一下了，那就不要猶豫了，快去搭建你自己的LED燈閃爍電路吧。