【雕爷学编程】Arduino动手做（57）---四档矩形波模块

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。

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（57）

实验五十七： 四档脉冲频率占空比可调矩形波模块（NE555）

试试看波形如何

*/

void setup()

{

  Serial.begin(9600);

  pinMode(A0,INPUT);

}

void loop()

{

      int val;

      val=analogRead(A0);   

      Serial.println(val,DEC);        

      delay(100);

}

串口输出的各种频率的实验波形图