論如何提高學生的應用能力

555集成定時器是一種應用極為廣泛的多功能集成電路。它只要外接少量的電阻和電容等元件，便可構成多諧振蕩器、施密特電路、單穩觸發器電路。作為職業技工院校的教師，在對555集成定時器的教學過程中，應有所突破、有所創新，即將其與現代生產、生活緊密聯系在一起，突出其精華，掌握其關鍵點核心點。本次555集成定時器電路的教學及應用，筆者采用一體式教學方式，帶學生去佛山市南海某民用爆破產品生產企業現場參觀。該企業擁有小型水庫一座，在山頂建有容量約400m2的蓄水池，配用18.5kW的8級清水泵將水從水庫抽到蓄水池，以供生產、消防用。筆者還請了該企業的維修電工高級技師張春華進行了講解，讓學生感覺到了實實在在的知識。

一、關鍵點

1.555集成定時器有TTL型和CMOS型兩個類型

TTL型有1555（單）和1556（雙），電源為DC5～15V，OUT電流可達200mA，可直接驅動KA、LED、揚聲器、指示燈等。CMOS型有7555（單）和7556（雙），電源為DC2～18V，OUT電流約達1mA。

2.555集成定時器常見封裝方式為塑封雙列8腳

它們分別是：1腳為接地端，2腳為低端觸發端，3腳為輸出端，4腳為復位端，5腳為電壓控制端，6腳為高端觸發端，7腳為放電端，8腳為+Ucc端。

3.555集成定時器內部結構由四個單元組成

分別是：三個電阻是5K的分壓器、二個運放比較器、一個基本RS觸發器、一個NPN三極管放電開關。

二、555集成定時器教學的核心點

555集成定時器的應用主要有三種：

用555集成定時器外接一個電阻R和電容C即可構成一個單穩態觸發器，電路及功能如圖1所示。

用555集成定時器外接兩個電阻R和兩個電容C即可構成一個多諧振蕩器（即無穩態觸發器），電路及功能如圖2所示。

Tp1=0.7（R1+R2）C

Tp2=0.7R2C

T=0.7（R1+2R2）C

用555集成定時器外接一個上拉式電阻R即可構成一個施密特觸發器（即雙穩態觸發器），電路及功能如圖3所示。

三、實際應用 555集成定時器在蓄水池水位控制中的應用

過去蓄水池水位控制依靠浮球的升降來控制一對觸點的通斷，使交流接觸器的線圈得電或失電，從而控制水泵的工作狀態。它簡單實用，價格低廉，但也存在致命缺點：浮球控制的觸點易氧化，使用壽命短，需經常維修或更換，給自動控制帶來不便。現我們可以用兩個555集成電路，一個接成多諧振蕩器，另一個接成單穩振蕩器，在它們之間串聯上三個不同水位探針，讓555集成單穩振蕩器的輸出直接去驅動中間繼電器，再通過交流接觸器去實現對水泵的控制，從而達到根據蓄水池不同水位自動控制蓄水的目的。具體電路如圖4所示。

其工作原理如下：

當蓄水池水位低于探針電圾b、c時。a與b、c呈開路狀態，A2/2腳為高電平，A2/3腳輸出則為低電平，KA線圈得電，KA常開觸點閉合使KM線圈得電，水泵啟動向蓄水池注水；同時KA常閉觸點斷開，切斷b、c兩點使其電極分離。

當蓄水池水位上升到達b點時。A2/2腳仍為高電平，維持注水狀態。

當蓄水池水位上升到達c點時。a、b、c各點因水（相當于導體）而相等，由于A1多諧振蕩器在一個周期里的Tp2時段輸出是低電平，這樣此刻c點探針即A2/2腳由原高電平變為了低電平，由555單穩觸發器可知，輸出狀態也就由原低電平翻轉成了高電平，所以A2/3腳輸出則為高電平，KA線圈失電，KA常開觸點復位使KM線圈失電，水泵斷電而停止；同時KA常閉觸點也復位，使b、c兩點電極又重新在電氣上同電位。在設計時TA2=1.1×R4×C4決定A2的延遲時間要長于A1的脈沖周期時間TA1=0.7×（R1+2R2）×C2，因此A2的延時未結束時，A1又將觸發A2，使C4放電，這樣A2將保持暫穩狀態即A2/3腳輸出保持為高電平。

當蓄水池水位下降到b點以上時。由于KA常閉觸點是閉合的即b、c兩探針電極相連，并與a點同電位（水相當于導體），且A2繼續受到A1輸出的負脈沖觸發，A2/3腳仍保持高電平，水泵仍不工作。

當蓄水池水位下降到b點以下時。b、c兩探針電極與a點電位脫離，b、c兩點和A2/2腳從電源處得到高電平，觸發A2翻轉，使A2/3腳重新變為低電平，使水泵啟動工作，以后重復上述過程。SA是手動控制開關、V是續流二極管。

通過理論知識要點的講解，經過企業、工廠現場的參觀，再讓學生親自動手制作、安裝和調試，使學生深刻理解555集成定時器的作用了，受益非淺。這對于學生今后遇到此類實際問題，就會心存把握，自信心得到極大提高，才會覺得學有所用，學有所值。

（作者單位：廣東省佛山市高級技工學校）