继电器驱动电路---设计思路
设计任务
设计一个简单的555多谐振荡器，产生方波信号驱动12V继电器开关。
基本要求
这里使用的是一个12V的继电器，继电器的启动电流为25mA左右，继电器发内阻为500Ω，所以当继电器线圈两端加上12V电压，继电器线圈中有电流通过时，继电器的常闭触点断开，常开触点闭合，继电器工作。当继电器线圈两端没有电压，继电器的常闭触点闭合，常开触点断开，继电器不工作。为了验证继电器的闭合与断开情况，我们接了一个发光二极管来检查，因此必须满足如下要求：
1. 555多谐振荡器产生0.5Hz左右的方波信号。
2. 继电器的工作电压为12V。
3. 方波信号有一定的占空比。
总体思路
运用555芯片组成多谐振荡器，以产生具有一定占空比的方波信号给NPN三极管，使其关断或者导通，从而控制继电器的关断或者导通，运用发光二极管来检测。
系统组成
整个继电器驱动电路系统主要分为以下三个部分：
1. 直流稳压电源与电源供电显示电路。
2. 555多谐振荡器，用于输出具有一定占空比和一定频率的方波信号。
3. NPN三极管控制继电器电路，用来控制继电器的导通与关断，并运用发光二极管来检测继电器的导通情况。
整个系统框图如下：
图片
电路原理图
图片
模块详解
1. 电源模块
由于要给整个系统供电，所以必须设计一个直流稳压电源，这里为了设计方便，直接用一个两脚排针，外接5V和12V电源对系统进行供电，并运用发光二极管指示电源是否供电正常，如图：
图片
图中，J1外接12V电源和地，J2外接5V电源和地，B2是开关，D1是LED灯。当外接5V电源后，闭合开关B2，如果D1亮了，说明外接电源正常。
2. 555多谐振荡器
由于需要方波来控制NPN三极管的开、关，从而来间接控制MOS管的开、关，所以设计了555多谐振荡器来产生方波，这里设计的555多谐振荡器如图所示：
图片
555定时器成本低、性能可靠，只要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及斯密特触发器等变换电路产生脉冲。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的内部结构和引脚如图：
图片
555定时器的功能主要由两个电压比较器决定。两个电压比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源和地之间加上电压，当5引脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使其输出为0电平。
由图7-4中555定时器构成的多谐振荡器电路可知，555定时器2引脚与6引脚之间的电容C2起到充放电的作用，在C2充电过程中，3引脚输出高电平，在C2放电过程中，3引脚输出低电平，因此得到方波信号，其振荡周期为T=T1+T2，T1为电容充电时间，T2为电容放电时间。
充电时间：
图片
放电时间：
图片
方波的振荡周期：
图片
则方波的振荡频率：
图片
方波的占空比：
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因此，改变R1、R3和C2就可以改变振荡频率，由于这里使用的是12V的MOS管，用发光二极管检测MOS管的闭合与断开，所以必须要利用555定时器设计一个能产生0.5Hz左右的方波信号的多谐振荡器，由于R1与R3的和一般要小于3.3MΩ，所以初步设R1=1MΩ、R3=1MΩ、C2=1μF，得出占空比q=2/3。对图7-4进行仿真，仿真结果如图所示；从仿真结果来看，555多谐振荡器能产生0.5Hz、占空比为2/3的方波信号。
图片
3. NPN三极管与继电器模块
这里所使用的是12V的继电器，其模块如图所示：
图片
图中，RL1为继电器，Q2为NPN三极管，供电电压都为+12V。当Q2的基极为高电平时，Q2导通，12V电压便加在了继电器线圈上，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，继电器的铁芯就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与常开触点吸合，发光二极管发光;当Q2的基极为低电平时，Q2截止，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来位置，使动触点与原来的常闭触点吸合，发光二极管灭。
设计一个简单的555多谐振荡器，产生方波信号驱动12V继电器开关。
基本要求
这里使用的是一个12V的继电器，继电器的启动电流为25mA左右，继电器发内阻为500Ω，所以当继电器线圈两端加上12V电压，继电器线圈中有电流通过时，继电器的常闭触点断开，常开触点闭合，继电器工作。当继电器线圈两端没有电压，继电器的常闭触点闭合，常开触点断开，继电器不工作。为了验证继电器的闭合与断开情况，我们接了一个发光二极管来检查，因此必须满足如下要求：
1. 555多谐振荡器产生0.5Hz左右的方波信号。
2. 继电器的工作电压为12V。
3. 方波信号有一定的占空比。
总体思路
运用555芯片组成多谐振荡器，以产生具有一定占空比的方波信号给NPN三极管，使其关断或者导通，从而控制继电器的关断或者导通，运用发光二极管来检测。
系统组成
整个继电器驱动电路系统主要分为以下三个部分：
1. 直流稳压电源与电源供电显示电路。
2. 555多谐振荡器，用于输出具有一定占空比和一定频率的方波信号。
3. NPN三极管控制继电器电路，用来控制继电器的导通与关断，并运用发光二极管来检测继电器的导通情况。
整个系统框图如下：
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电路原理图
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模块详解
1. 电源模块
由于要给整个系统供电，所以必须设计一个直流稳压电源，这里为了设计方便，直接用一个两脚排针，外接5V和12V电源对系统进行供电，并运用发光二极管指示电源是否供电正常，如图：
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图中，J1外接12V电源和地，J2外接5V电源和地，B2是开关，D1是LED灯。当外接5V电源后，闭合开关B2，如果D1亮了，说明外接电源正常。
2. 555多谐振荡器
由于需要方波来控制NPN三极管的开、关，从而来间接控制MOS管的开、关，所以设计了555多谐振荡器来产生方波，这里设计的555多谐振荡器如图所示：
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555定时器成本低、性能可靠，只要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及斯密特触发器等变换电路产生脉冲。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的内部结构和引脚如图：
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555定时器的功能主要由两个电压比较器决定。两个电压比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源和地之间加上电压，当5引脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使其输出为0电平。
由图7-4中555定时器构成的多谐振荡器电路可知，555定时器2引脚与6引脚之间的电容C2起到充放电的作用，在C2充电过程中，3引脚输出高电平，在C2放电过程中，3引脚输出低电平，因此得到方波信号，其振荡周期为T=T1+T2，T1为电容充电时间，T2为电容放电时间。
充电时间：
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放电时间：
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方波的振荡周期：
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则方波的振荡频率：
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方波的占空比：
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因此，改变R1、R3和C2就可以改变振荡频率，由于这里使用的是12V的MOS管，用发光二极管检测MOS管的闭合与断开，所以必须要利用555定时器设计一个能产生0.5Hz左右的方波信号的多谐振荡器，由于R1与R3的和一般要小于3.3MΩ，所以初步设R1=1MΩ、R3=1MΩ、C2=1μF，得出占空比q=2/3。对图7-4进行仿真，仿真结果如图所示；从仿真结果来看，555多谐振荡器能产生0.5Hz、占空比为2/3的方波信号。
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3. NPN三极管与继电器模块
这里所使用的是12V的继电器，其模块如图所示：
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图中，RL1为继电器，Q2为NPN三极管，供电电压都为+12V。当Q2的基极为高电平时，Q2导通，12V电压便加在了继电器线圈上，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，继电器的铁芯就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与常开触点吸合，发光二极管发光;当Q2的基极为低电平时，Q2截止，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来位置，使动触点与原来的常闭触点吸合，发光二极管灭。