555 timer: Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Содержание

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

РадиоКот >Статьи >

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! — Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам.

Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

Производитель

Название микросхемы

ECG Philips

ECG955M

Exar

XR-555

Fairchild

NE555

Harris

HA555

Intersil

SE555/NE555

Lithic Systems

LC555

Maxim

ICM7555

Motorola

MC1455/MC1555

National

LM1455/LM555C

NTE Silvania

NTE955M

Raytheon

RM555/RC555

RCA

CA555/CA555C

Sanyo

LC7555

Texas Instruments

SN52555/SN72555

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы — гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов — пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась — сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем — 556 и 558. 556 — это сдвоенная версия таймера, 558 — счетверенная.

Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.


Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый — на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф — 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги — какой вывод для чего нужен и что все это значит.

Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги…

):

1. Земля. Особо комментировать тут нечего — вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С — это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий — высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается.

Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания — это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.

Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе — низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ — мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии — на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый — если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения — в таком случае выход остается активным — на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй — если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили — перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C, где R — сопротивление резистора в МегаОм-ах, С — емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам — работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода — значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот — горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания — 9 вольт. Например, от батареи «Крона».

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый — моностабильный мультивибратор. Моностабильный — потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно — выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот — для формирования паузы на заданное время.

Второй режим — это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас — зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 — Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 — Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 — Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема — один резистор и один конденсатор — куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень — около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера — это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да — заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать «выходит из себя», может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься — нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно ли меньше? В принципе — да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора — схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки — например, танталовыми.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.

Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер — напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C — в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса — t1 и промежутком между импульсами — t2. t = t1+t2.
Частота и период — понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;

Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы — их можно задать тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Понимание микросхемы IC 555 таймера.

555 Таймер IC является одним из наиболее часто используемых ИМС среди студентов и любителей. Есть много применений этой микросхемы, в основном используется в качестве вибраторов, АСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР, МОНОСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР и БИСТАБИЛЬНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА. В данной статье попробуем охватить различные аспекты таймера 555 IC и объяснить его работу в деталях. Так что давайте сначала определим понятия, что такое нестабильные, одностабильные и бистабильные вибраторы.

 АСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Это означает, что не будет никакого стабильного уровня на выходе. Так что на выходе будет, колебания между высоким и низким уровнем. Эти параметры нестабильного выхода используется как часы для прямоугольной формы выхода для многих приложений.

ОДНОСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Это означает, что будет одно устойчивое состояние и одно неустойчивое состояние. В устойчивом состоянии может быть выбран высокий или низкий уровень самим пользователем. Если стабилизированный выход выбирается высокой, то Таймер всегда пытается поставить высокий уровень на выходе. Поэтому, с низким состоянием уровня Таймер выключается на короткое время и это состояние называют неустойчивым в течении этого времени. Если в стабильное состояние выбирается минимальное значение, и прерывание выхода переходит в состояние высокого на короткое время до прихода низкого значения.

[Узнать больше о одностабильный мультивибратор: 555 Таймер Одностабильный Мультивибратор схема]

 БИСТАБИЛЬНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА

Это означает выходное состояние стабильно. С каждым прерыванием выход изменяется и остается как есть. Например выход считается высоким сейчас с перерывом она снижается и остается низким. В следующий перерыв он идет высоким.

[Узнать больше о бистабильного мультивибратора: 555 Таймер IC Бистабильного Мультивибратора цепи]

 

Важные характеристики Таймера IC 555

NE555 IC и 8 пин устройства. Важные электрические характеристики Таймер заключаются в том, что он не должен включаться выше 15В, это означает, что источник напряжения не может быть выше 15В. Во-вторых, мы не можем сделать больше, чем 100мА с чипа. Если не будете следовать этим, микросхема будет сожжена или повреждена.

 

Объяснение работы 

Таймер в основном состоит из двух основных конструкционных элементов, и они являются:

1.Компараторов (два) или два ОУ

2.Один SR мультивибратор (выбор сброса триггера)

Как показано выше есть только два важных компонента в Таймере, это два компаратора и триггер. Необходимо понять что такое компаратор и триггер.

Компараторы: это просто устройство, которое сравнивает напряжение на входных клеммах (инвертирующий (-VE) и неинвертирующий (+VE)). Поэтому в зависимости от разницы в положительной клеммой и отрицательной клеммой на входе в порт, определяется выход компаратора .

Для примера рассмотрим, положительная входная клемма напряжения будет +5В и отрицательной входной клемме будет напряжение +3В. Разница в том, 5-3=+2В. Поскольку разница положительная, мы получаем положительный выброс напряжения на выходе компаратора.

Другой пример: если положительная клемма напряжения +3В, а на отрицательной входной клемме будет напряжение +5В. Разница +3-+5=-2В, так как разница входного напряжения отрицательна. Выход компаратора будет отрицательным пиком напряжения.

 

Если для примера рассмотрим положительный входной терминал качестве входных и отрицательного входного разъема в качестве эталона, как показано на рисунке выше. Так что разница напряжения между входным и другим крупным положительным получим положительный выход компаратора. Если разница отрицательная, то мы получим отрицательный или землей на выход компаратора.

SR мультивибратор: эта ячейка памяти может хранить один бит данных. На рисунке мы видим таблицу истинности.

Существует четыре состояния мульвибратора для двух входов; однако мы должны понимать, что только два состояния триггера для этого случая.

S R Q Q’ (Q штрих)
0 1 0 1
1 0 1 0

Теперь как показано в таблице, для входов сброса и установки мы получаем соответствующие результаты. Если есть импульс на набор PIN-кода и низкий уровень у сброса, то триггер сохраняет значение одного и влияет на высокую логику в Q терминалов. Это состояние продолжается до сброса, PIN получает импульс во время набора и имеет низкую логику. Это приведет к сбросу триггера поэтому выход Q выключается и это состояние продолжается до тех пор, пока триггер устанавливается снова.

Таким образом триггер хранит один бит данных. Вот другое дело, Q и Q-штрих всегда напротив.

В таймере, компаратор и триггер объединены.

Рассмотрим 9В подается на Таймер, из-за делителя напряжения, образованного резисторами внутри таймера, как показано в блок-схеме; там будет напряжение на  контактах компаратора. Так из-за делителя напряжения сети у нас будет +6В на отрицательной клемме первого компаратора. И +3В на плюсовую клемму второго компаратора.

Первый и другой контакт -это один выход компаратора подключен к сбросу контакта мультивибратора,  поэтому если у компаратора, один выход переходит из низкий, то триггер будет сброшен. А с другой стороны второй выход компаратора соединен с мультивибратором, так что если второй выход компаратора переходит из низкого значения мультивибратор хранит по одному.

На напряжение не менее +3В на контакт триггера (отрицательный вход второго компаратора), выход компаратора переходит из низкого в высокий, как обсуждалось ранее. Этот импульс определяет мультивибратор и сохраняет одно значение.

Теперь, если мы применяем напряжение выше чем +6В на контакте порога (плюсовой вход одного компаратора) , выход компаратора переходит от низкого к высоким. Этот импульс сбрасывает RS и RS запоминает ноль.

Другое дело происходит во время сброса триггера, когда он сбрасывает разряда получается контакт подключен к земле под именем получает включен Q1 . Транзистор T1 включается, поскольку элементы Q штрих находится на высокой отметке сброса и подключен к базе T1.

В нестабильной конфигурации подключенная емкость сюда сбрасывает в этот момент и поэтому на выходе таймера будет низким в течение этого времени. В нестабильной конфигурации время в течении заряда конденсатора на контакт триггера напряжение будет меньше, чем +3V и поэтому триггер сохраняет одно значение и на выходе будет высоким.

В нестабильной конфигурации, как показано на рисунке,

Частота выходного сигнала зависит от RA, RB резисторов и конденсатора C. уравнения дается в виде,

Частота(F) = 1/(период времени) = 1.44/((RA+RB*2)*C).

Здесь RA, RB являются значения сопротивлений и C значение емкости. Поставив сопротивление и емкость значения в вышеприведенное уравнение, мы получим частоты выходной квадратной волны.

Высокий уровень логики времени установленно как, TH= 0.693*(RA+RB)*C

Низкий уровень логики времени установленно как, TL= 0.693*RB*C

Скважностью импульсов выходного прямоугольного сигнала заданной как, Скважность= (RA+RB)/(RA+2*RB).

555 Таймер схема и описания

Контакт 1. Земля: этот вывод должен быть подключен к земле.

Контакт 8. Мощности или напряжения питания vcc: этот вывод также не имеет никакой специальной функции. Он подключен к положительному напряжению. На Таймере, чтобы функция сработала, этот вывод должен быть подключен к положительному напряжению в диапазоне +3,6 в до +15в.

Контакт 4. Сброс: как обсуждалось ранее, есть переключатель макросхемы. Выход триггера управляет микросхемой, выход подключен на контакт 3 напрямую.

«Сброс» вывод непосредственно подключен к MR (общий сброс) триггера. При исследовании мы можем наблюдать небольшой цикл на триггере. Когда SR (общий сброс) контакт активным является низкий уровень триггера. Это означает, что для триггера, чтобы сбросить контакт SR напряжение должно идти от высокого к низкому. Этот шаг вниз логики в триггере происходит с трудом уход к низкому уровню. Поэтому выход идет слабо, независимо от каких-либо выводов.

Этот контакт связан с vcc для триггера, чтобы остановить с жесткого сброса.

Контакт 3. Выход: этот вывод также не имеет никакой специальной функции. Этот контакт имеет конфигурацию тяни-толкай (PUSH-PULL), образованной транзисторами.

Данная конфигурация показана на рисунке. Базы двух транзисторов соединены с выходом триггера. Поэтому, когда высокий логический уровень появляется на выходе триггера, то транзистор NPN включается и появляется на выходе +V1. Когда логика появившийся на выходе триггера становится низким, транзистор PNP получает включение и выход подключается к земле или –V1 появляется на выходе.

Таким образом, как конфигурация используется, чтобы получить прямоугольный сигнал на выходе по логике управления с триггера. Основное назначение этой конфигурации — получить загрузку триггера обратно. Но триггер не может выпустить 100мА на выходе.

Ну до сих пор мы обсуждали контакты, которые не изменяют состояние выходов в любом состоянии. Оставшиеся четыре контакта специальные, потому что они определяют состояние выхода таймера микросхемы.

Контакт 5. Контрольной контакт: управляющий вывод соединен с отрицательным входным контактом первого компаратора.

Рассмотрим для случая напряжение между vcc и Землей составляет 9В. Из-за делителя напряжения в микросхеме, напряжение на управляющий вывод будет только vcc*2/3 (для напряжения питания vcc = 9, напряжение на контакте = 9*2/3=6В ).

Эта функция дает пользователю непосредственно контроль за первым компаратором. Как показано в вышеуказанной схемы на выход первого компаратора подается на сброс триггера. На этот вывод мы можем поставить различные напряжения, скажем, если мы подключаем его к +8В. Сейчас происходит то, что порог контактного напряжение должно достигать +8В до сброса триггера и тащить на выход вниз.

Для нормальной случая, к V-Out будет идти минимальное то конденсатор получает заряд до 2/3VCC (+6V для 9В питания). Теперь, поскольку мы выставили разные напряжения на управляющий вывод (первый компаратор отрицательный или компаратор сброса).

Конденсатор следует зарядить до достижения напряжения управляющего вывода. Сила заряда конденсатора влияет на время включения и выключения изменения сигнала. Поэтому выходной сигнал испытывает различные включения интервала.

Обычно этот вывод заведен вниз с конденсатором. Во избежание нежелательных шумов и помех в работе.

Контакт 2. Триггер: подключен ко входу второго компаратора. Выход второго компаратора  подключен к контакту SET триггера. С выхода второго компаратора мы получаем высокое напряжение на выходе таймера. Так что можно сказать контакт триггера управляет выходом Таймера.

Сейчас вот что стоит соблюдать, низкое напряжение в триггере форсирует выход высокого напряжения, так как на инвертирующий вход второго компаратора. Напряжение на контакт триггера должен идти ниже напряжения питания VCC*1/3 (при VCC 9В как предполагается, VCC*(1/3)=9*(1/3)=3В). Поэтому напряжение на триггере должен быть ниже 3В (для 9В питания) на выходе таймера, чтобы идти высоким уровнем.

Если этот контакт подключен к земле, выход будет всегда высокий.

Контакт 6. Порог: контакт порога напряжения определяет момент сброса триггера в Таймере. Порог напряжения обозначен для положительного ввода компаратора 1.

Здесь разность напряжений между контактом THRESOLD (порога)  и контакта управления (Control) определяет выход компаратор 2 и поэтому сброс логики. Если напряжение разностm будет положительной, то триггер получает обнуление и выход снижается. Если разница отрицательная, то логика в контакте SET определяет выход.

Если вход контроль открыт. Затем напряжение, равное или большее, чем напряжение VCC*(2/3) (т.е. 6V для 9В питания) приведет к сбросу триггера. Поэтому выход идет низким.

Поэтому мы можем заключить, что контакт порога напряжения определяет, когда выход должен идти низкий, если управляющий вывод открыт.

Контакт 7. Сброс: этот вывод взят из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (контакт сброса T1) получил соединение Базы к Q штрих. Всякий раз, когда выход становится низким или триггер получает обнуление, Сброс подключен на землю. Когда Q штрих будет высокой, тогда Q будет низким, поэтому транзистор T1 получит изменение ON так как на базу транзистора поступила энергия.

Этот вывод обычно разряжает конденсатор в нестабильной конфигурации, по этому название Сброс.

<<< Техническая информация

 

555-й таймер. Часть 1. Как устроен и как работает таймер NE555. Расчёт схем на основе NE555

Эта статья посвящена микросхеме, сохраняющей популярность уже более 30 лет и имеющей множество клонов. Встречайте — таймер NE555 (он же — LM555, LC555, SE555, HA555, а также
множество других, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Такую популярность этой микросхеме обеспечили простота, дешивизна, широкий диапазон напряжений питания (4,5-18В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / oС, дрейф от напряжения питания — менее 0,1% / Вольт), ну и конечно же, самое главное, — широчайшие возможности применения.

Но, обо всём по порядку. Начнём мы с того, как эта микросхема устроена.

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги:

1. GND — земля/общий провод.

2. Trigger — инвертирующий вход компаратора, ответственного за установку триггера. Когда напряжение на этой ноге становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора) — на вход SET триггера поступает логическая 1. Если при этом отсутствуют сигналы сброса на входах Reset, то триггер установится (на его выходе появится логический 0, так как выход инвертированный).

3. Output — выход таймера. На этом выводе присутствует инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть когда триггер взведён (на его выходе ноль) — на выводе Output высокий уровень, когда триггер сброшен — на этом выводе низкий уровень.

4. Reset — сброс. Если этот вход подтянуть к низкому уровню, триггер сбрасывается (на его выходе устанавливается 1, а на выходе таймера низкий уровень).

5. Control — контроль/управление. Этот вывод позволяет изменять порог срабатывания компаратора, управляющего сбросом триггера. Если вывод 5 не задействован, то этот порог определяется внутренним делителем напряжения на резисторах и равен 2/3 Vcc. Вывод Control можно использовать, например, для организации обратной связи по току или напряжению (об этом я позднее расскажу).

6. Threshold — порог. Когда напряжение на этом выводе становится выше порогового (которое при незадействованном выводе 5, как вы помните, равно 2/3 Vcc) — происходит сброс триггера и на выходе таймера устанавливается низкий уровень.

7. Discharge — разряд. На этом выходе 555-й таймер имеет транзистор с открытым коллектором. Когда триггер сброшен — этот транзистор открыт и на выходе 7 присутствует низкий уровень, когда триггер установлен — транзистор закрыт и вывод 7 находится в Z-состоянии. (Почему эта нога называется «разряд» вы скоро поймёте.)

8. Vcc — напряжение питания.

Далее, давайте рассмотрим, в чём же основная идея использования этого таймера. Для этого добавим к нашей схеме пару элементов внешней обвязки (смотрим рисунок 2). 4-ю и 5-ю ноги мы пока не будем использовать, поэтому будем считать, что 4-я нога у нас гвоздём прибита к напряжению питания, а 5-я просто болтается в воздухе (с ней и так ничего не будет).

Итак, пусть изначально у нас на второй ноге присутствует высокий уровень. После включения наш триггер сброшен, на выходе триггера высокий уровень, на выходе таймера низкий уровень, на 7-й ноге тоже низкий уровень (транзистор внутри микрухи открыт).

Чтобы произошло переключение триггера — необходимо подать на вторую ногу уровень ниже 1/3 Vcc (тогда переключится компаратор и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера). Пока уровень на 2-й ноге остаётся выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и никаких переключений не происходит.

Ну что ж, — давайте кратковременно подадим на 2-ю ногу низкий уровень (на землю её коротнём, да и всё) и посмотрим что будет происходить.

Как только уровень на 2-й ноге упадёт ниже 1/3 Vcc — у нас сработает компаратор, подключенный к устанавливающему входу триггера (S), что, соответственно, вызовет установку триггера.

На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), при этом на выходе таймера (3-я нога) установится высокий уровень. Кроме этого транзистор на 7-й ноге закроется и 7-я нога перейдёт в Z-состояние.

При этом через резистор Rt начнёт заряжаться конденсатор Ct (поскольку он больше не замкнут на землю через 7-ю ногу микрухи).

Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc — сработает компаратор, подключенный ко входу R2 нашего триггера, что приведёт к сбросу триггера и возврату схемы в первоначальное состояние.

Вот мы и рассмотрели работу схемы, называемой одновибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройства, формирующего единичный импульс.

Как нам теперь узнать длительность этого импульса? Очень просто, — для этого достаточно посчитать, за какое время конденсатор Ct зарядится от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U0.

Вспоминаем, как связаны ток и напряжение на конденсаторе: i=C*dU/dt. Ток через резистор: i=(Vп-U)/R. Поскольку это один и тот же ток, который течёт через резистор и заряжает конденсатор, то мы можем составить простое дифференциальное уравнение, описывающее процесс заряда нашего конденсатора: C*dU/dt=(Vп-U)/R.

Преобразуем наше уравнение к виду: RC*dU/dt + U = Vп

Это дифференциальное уравнение имеет решение, вида: U=U0+(Vп-U0)*(1-e-t/RC) ( формула 1 )

Теперь вернёмся к нашей схеме. Зная, что U0=0, напряжение питания равно Vcc, а конечное напряжение равно 2/3 Vcc, найдём время заряда:

2/3 Vcc = Vcc*(1-e-t/RC)

2/3 = 1-e-t/RC

1-2/3 = e-t/RC

ln(1/3) = -t/RC

Отсюда получаем длительность импульса нашего одновибратора:

t = RC*(-ln(1/3)) ≈ 1,1*RC

А теперь мы нашу схему немного изменим. Добавим в неё ещё один резистор, и чуть изменим подключение ног (смотрим рисунок 3).

Так, что у нас получилось? На старте конденсатор Ct разряжен (напряжение на нём меньше 1/3 Vcc), значит сработает компаратор запуска и сформирует высокий уровень на входе S нашего триггера. Напряжение на 6-й ноге меньше 2/3 Vcc, значит компаратор, формирующий сигнал на входе R2, — выключен (на его выходе низкий уровень, то есть сигнала Reset нет).

Следовательно сразу после включения наш триггер установится, на его выходе появится логический 0, на выходе таймера установится высокий уровень, транзистор на 7-й ноге закроется и конденсатор Ct начнёт заряжаться через резисторы R1, R2. При этом напруга на 2-й и 6-й ногах начнёт расти.

Когда эта напруга вырастет до 1/3 Vcc — пропадёт сигнал Set (отключится компаратор установки триггера), но триггеру пофиг, на то он и триггер, — если уж он установился, то сбросить его можно только сигналом Reset.

Сигнал Reset сформируется верхним на нашем рисунке компаратором, когда напряжение на конденсаторе, а вместе с ним на 2-й и 6-й ногах, достигнет значения 2/3 Vcc (то есть как только напряжение на конденсаторе станет чуть больше — сразу сформируется Reset).

Этот сигнал (Reset) сбросит наш триггер и на его выходе установится высокий уровень. При этом на выходе таймера установится низкий уровень, транзистор на 7-й ноге откроется и конденсатор Ct начнёт разряжаться через резистор R2. Напряжение на 2-й и 6-й ногах начнёт падать. Как только оно станет чуть меньше 2/3 Vcc — верхний компаратор снова переключится и сигнал Reset пропадёт, но установить триггер теперь можно только сигналом Set, поэтому он так и останется в сброшенном состоянии.

Как только напряжение на Ct снизится до 1/3 Vcc (станет чуть ниже) — снова сработает нижний компаратор, формирующий сигнал Set, и триггер снова установится, на его выходе снова появится ноль, на выходе таймера — единица, транзистор на 7-й ноге закроется и снова начнётся заряд конденсатора.

Далее этот процесс так и будет продолжаться до бесконечности — заряд конденсатора через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc (на выходе таймера высокий уровень), потом разряд конденсатора от 2/3 Vcc до 1/3 Vcc через резистор R2 (на выходе таймера низкий уровень).

Таким образом наша схема теперь работает как генератор прямоугольных импульсов, то есть мультивибратор в автоколебательном режиме (когда импульсы сами возникают, без каких-либо внешних воздействий).

Осталось только посчитать длительности импульсов и пауз. Для этого снова воспользуемся формулой 1, которую мы вывели выше.

При заряде конденсатора напряжением Vcc через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc, имеем:

2/3 Vcc = 1/3 Vcc + (Vcc-1/3 Vcc)*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/3 = 2/3*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/2 = 1-e-t/(R1+R2)C

e-t/(R1+R2)C = 1/2

t/(R1+R2)C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность импульса нашего мультивибратора:

tи = -ln(1/2)*(R1+R2)*C ≈ 0,693*(R1+R2)C

Аналогично находим длительность паузы, только теперь у нас начальный уровень 2/3 Vcc, конденсатор мы не заряжаем от Vcc, а разряжаем на землю (т.е. вместо Vп в формулу нужно подставить ноль, а не Vcc) и разряд идёт только через резистор R2:

1/3 Vcc = 2/3 Vcc + (0-2/3 Vcc)*(1-e-t/R2*C)

2/3*(1-e-t/R2*C) = 1/3

1-e-t/R2*C = 1/2

e-t/R2*C = 1/2

t/R2*C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность паузы мультивибратора:

tп = -ln(1/2)*R2*C ≈ 0,693*R2*C

Ну и дальше уже несложно посчитать для нашего мультивибратора период импульса и частоту:

T = tи + tп = -ln(1/2)*(R1+2*R2)*C ≈ 0,693*(R1+2*R2)*C

f = 1/T

Продолжение: Генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью, на 555-м таймере.

Учебное пособие по таймеру 555 и схемы

В этом руководстве по таймеру 555 вы узнаете, как использовать таймер 555 для забавных вещей.

Первое, что делают с ним, — это мигающий свет. Но это всего лишь один простой пример того, что вы можете делать с помощью этого чипа. Вы также можете управлять двигателями, создавать будильники, создавать музыкальные инструменты и многое другое.

Начнем с обзора контактов.

555 Распиновка таймера

Контакт 1 Земля
Этот контакт подключается к отрицательной клемме аккумулятора.

Триггер на контакте 2
Когда на этом контакте устанавливается низкий уровень (менее одной трети VCC), выход становится высоким.

Вывод 3 Выход
Выходное напряжение микросхемы примерно на 1,5 В ниже, чем VCC при высоком уровне и около 0 В при низком уровне. Таймер 555 может выдавать всего от 100 до 200 мА. Проверьте точное значение в таблице данных вашего чипа.

Сброс вывода 4
Этот вывод сбрасывает всю схему. Это «перевернутый» вывод, что означает, что он сбрасывается, когда вывод становится низким.Это означает, что на выводе обычно должен быть высокий уровень, чтобы микросхема не находилась в состоянии «сброса».

Контакт 5 Управляющее напряжение
Этот контакт используется для управления пороговым напряжением вывода Threshold. Это может быть полезно, если вы хотите настроить частоту цепи без изменения значений R1, R2 и C1. Иногда можно увидеть, что этот вывод соединен с конденсатором (0,01 мкФ / 10 нФ) на землю; это способ предотвратить влияние шума на частоту. Иногда вы увидите, что он отключен.

Примечание: я слышал от людей, которые не могут заставить свою схему работать без этого конденсатора. Таким образом, вы можете попробовать добавить конденсатор между этим выводом и землей, если ваша схема не работает.

Порог вывода 6
Этот вывод устанавливает низкий уровень выходного сигнала при повышении напряжения (выше двух третей VCC).

Контакт 7 Разряд
Этот контакт не подключен, когда выход высокий, и он подключен к земле, когда выход низкий.

Контакт 8 VCC Supply
Это положительный контакт источника питания и может принимать напряжение от 5 до 15 В.

Чтобы узнать больше о внутренней схеме, прочтите статью Как работает таймер 555?

Астабильный режим

Когда таймер 555 находится в нестабильном режиме , это означает, что выход никогда не будет стабильным. Выход будет постоянно переключаться между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ. Это означает, что он работает как осциллятор.

Вы можете использовать это, чтобы мигать светом, создавать звук, управлять двигателями и многое другое!

Пример цепи нестабильного таймера 555

Наш первый пример — как мигать светодиодом с помощью таймера 555. Это похоже на «привет, мир» эквивалент этой микросхемы.

Список компонентов

Эту схему достаточно просто построить на макетной плате. Для его сборки вам понадобятся следующие компоненты:

  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1-R3: резистор, 1 кОм
  • LED1: красный светодиод 5 мм или аналогичный
  • C1: конденсатор, 1000 мкФ
  • C2: конденсатор, 10 нФ (обычно работает без этого )

Точные значения резисторов и конденсаторов не требуются.Но если вы используете значения, перечисленные выше, ваш светодиод должен мигать примерно раз в две секунды. Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти частоту мигания для других значений.

Моностабильный режим

Моностабильный означает, что выход стабильно находится в одном состоянии и всегда возвращается в это состояние. Вы можете вывести его из этого состояния, но он всегда будет возвращаться в свое стабильное состояние через определенное время.

Выходной сигнал таймера 555 в моностабильном режиме обычно НИЗКИЙ.Когда вы запускаете схему, выходной сигнал становится ВЫСОКИМ на определенное время, прежде чем снова вернется в НИЗКИЙ.

Иногда это называют однократной схемой .

Время, в течение которого он остается ВЫСОКИМ, определяется размером резистора и конденсатора. Чем выше значения, тем дольше он остается ВЫСОКИМ.

Если вы подключите зуммер к выходу, вы можете создать цепь аварийной сигнализации, которая запускается, например, при открытии окна.

555 Пример схемы моностабильного таймера

Следующая схема включает светодиод, когда вы нажимаете кнопку.Примерно через 10 секунд светодиод погаснет.

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1: резистор, 100 кОм
  • R2: резистор, от 5 кОм до 1 МОм (это подтягивающий резистор)
  • R3: резистор, 1 кОм
  • LED1: красный 5 мм Светодиод или аналогичный
  • C1: Конденсатор, 100 мкФ
  • C2: Конденсатор, 10 нФ
  • S1: Кнопка, нормально разомкнутый

Для более длительных задержек увеличьте C1 и / или R1. Если вам нужна регулируемая задержка, замените R1 потенциометром.Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти нужные значения.

Выход подключен для управления светодиодом, но его можно легко изменить для управления двигателем, лампой, кофеваркой или чем-нибудь еще. Просто замените R3 и светодиод на транзистор. Узнайте, как это сделать, в разделе «Движение более высоких нагрузок» ниже.

Бистабильный (триггерный) режим

Бистабильный означает, что выход стабильный в обоих состояниях (ВЫСОКОМ и НИЗКОМ). Он будет оставаться в одном состоянии, пока вы не переведете его в другое состояние.Затем он остается в другом состоянии. Вы переводите его из одного состояния в другое с помощью контактов Trigger и Threshold.

Этот режим вообще не является функцией таймера, и это не обычный способ использования таймера 555. В этом режиме таймер 555 работает как триггер.

Вы можете, например, использовать его, чтобы изменить направление движения робота, когда он врезается в стену. Или разделите переключатель ВКЛ и ВЫКЛ для машины.

Пример схемы бистабильного таймера 555

В следующем примере показан таймер 555 в бистабильном режиме.Здесь у вас есть отдельные кнопки включения и выключения для управления светодиодом.

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • S1, S2: Кнопка, нормально разомкнутый
  • R1, R2: Резистор, от 5 кОм до 1 МОм (это подтягивающие резисторы)
  • Резистор (R3): 1 кОм
  • Светодиод: Красный 5-миллиметровый светодиод или аналогичный
  • Конденсатор (C1): 10 нФ

Выход подключается для управления светодиодом, но его можно легко изменить для управления двигателем, лампой или чем-либо еще, подключив транзистор.Примеры см. В разделе «Движение более высоких нагрузок» ниже.

555 Выходной ток таймера

Выход таймера 555 может потреблять и давать ток до 200 мА.

Источник — это когда выход ВЫСОКИЙ, и вы подключили что-то от выхода к земле:

В приведенной выше схеме светодиод включается, когда выходной сигнал ВЫСОКИЙ.

Понижение — это когда выход LOW, и вы подключили что-то из V CC к выходу:

В приведенной выше схеме светодиод включается, когда выходной сигнал НИЗКИЙ.

Если вы используете в своей схеме и источник, и опускание, вы можете создать крутой световой эффект аварийного автомобиля, подключив два светодиода; синий — источник тока, а красный — утечка тока.

А как насчет подключения двух зуммеров с разной частотой для создания сирены?

Пример схемы: аварийное освещение полицейской машины

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1-R2: резистор, 1 кОм
  • R3: резистор, 470 Ом
  • R4: резистор, 330 Ом
  • LED1: красный светодиод
  • LED2: синий светодиод
  • C1 : Конденсатор, 1000 мкФ
  • C2: Конденсатор, 10 нФ (обычно работает без этого)

R1, R2 и C1 регулируют скорость мигания.R3 и R4 устанавливают яркость светодиодов.

Движение более высоких нагрузок

Если вы хотите управлять двигателями, светодиодными лентами или другими устройствами, которым требуется ток более 200 мА, вы можете подключить к выходу транзистор.

Если вы хотите использовать транзистор NPN, вам необходимо подключить резистор между выходом и базой, чтобы ограничить ток базы. 1 кОм, вероятно, подойдет в качестве отправной точки.

Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с транзистором NPN

Если вы хотите использовать полевой МОП-транзистор на выходе, убедитесь, что вы используете полевой МОП-транзистор с V GS , которое ниже, чем выходное напряжение вашего таймера 555.

Резистор предназначен для защиты выходного контакта от сильных всплесков тока при включении полевого МОП-транзистора. Но учитывая, что таймер 555 поддерживает 200 мА, в большинстве случаев он, скорее всего, будет работать без него.

Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с транзистором MOSFET

Следующий шаг: построение схем

Чтобы по-настоящему изучить таймер 555, вам нужно построить несколько схем. Ознакомьтесь с этими схемами таймера 555, чтобы научиться пользоваться чипом:

У вас есть вопросы? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже!

555 ИС таймера — Типы, конструкция, работа и применение

555 ИС таймера — Режим работы — Схема, внутренняя, блок-схема и приложения

Цифровые таймеры

Таймеры — это те схемы, которые подают периодические сигналы для цифровая система, которая изменяет состояние этой системы.Другими словами, те схемы, которые работают на основе смены мультивибратора или устройства, которое может использоваться как мультивибратор, называются Timer .

Что такое микросхема таймера 555?

555 Таймер представляет собой цифровую монолитную интегральную схему (ИС), которая может использоваться в качестве тактового генератора . Другими словами, 555 Таймер — это схема, которая может быть подключена как стабильный или моностабильный мультивибратор . Проще говоря, таймер 555 — это монолитная схема синхронизации , которая может генерировать точные синхронизирующие импульсы с коэффициентом заполнения 50% или 100%.Он был разработан в 1970 году компанией Signetic Corporation и спроектирован Гансом Камензиндом в 1971 году.

555 Таймер — это универсальное и наиболее удобное устройство в электронных схемах и конструкциях, которое работает как в стабильном, так и в моностабильном состояниях. Это может обеспечить временную задержку от микросекунд до многих часов.

555 — это очень дешевая ИС, которая работает в широком диапазоне разности потенциалов (обычно от 4,5 до 15 В постоянного тока), а различные входные напряжения не влияют на выход таймера.

555 Таймер — это линейное устройство, которое может быть напрямую подключено к цифровым схемам CMOS или TTL (транзисторная — транзисторная логика) из-за его совместимости, но для использования таймера 555 с другими цифровыми схемами необходимо взаимодействие.

Являясь неотъемлемой частью проекта электроники, микросхема таймера 555 очень часто используется в простых и сложных проектах электроники. Стандартная микросхема таймера 555 состоит из 2 диодов, 25 транзисторов и 15 резисторов, установленных в 8-контактном двухрядном корпусе.

Полезно знать:

Этот таймер называется 555 Таймер из-за того, что он содержит три резистора 5 кОм, соединенных последовательно для формирования диаграммы делителя напряжения.

Связанное сообщение:

Характеристики таймера 555 IC
  • В зависимости от номенклатуры существует два типа таймера 555 — NE 555 Timer и SE 555 Timer . В то время как таймер NE 555 может использоваться в диапазоне температур от 0 до 70 ° C, таймер SE 555 может использоваться в диапазоне температур от -55 ° C до 125 ° C и имеет температурную стабильность 0,005% на 0C ..
  • он может работать с различными источниками питания в диапазоне от 5 В до 18 В .
  • Он может использоваться как генератор импульсов или как генератор , работая в различных режимах.
  • Название 555 связано с тем, что он содержит три резистора 5 кОм, соединенных последовательно , чтобы сформировать диаграмму направленности делителя напряжения.
  • Он может управлять как транзисторно-транзисторной логикой (TTL) из-за своего высокого выходного тока, так и логическими схемами CMOS.
  • Он имеет высокий выходной ток и регулируемый рабочий цикл .
  • Таймер
  • 555 может работать как в нестабильном , так и в моностабильном режимах .
  • Выход таймера 555 может быть источником или потребителем тока до 200 мА , потребляя или подавая ток в нагрузку.
  • Он содержит 24 транзистора , 2 диода и 2 диода и 17 резисторов .
  • Таймер 555 доступен как 8-контактный двухрядный Корпус ( DIP ), 8-контактный металлический корпус или 14-контактный двухрядный корпус ( DIP ).

Статьи по теме:

Конструкция таймера 555 и блок-схема

Есть много производителей, которые производят таймер 555, который включает номер 555 e.г. NE555 , CA555 , SE555 , MC14 555 и т. Д., Как правило, два таймера 555 зажаты внутри одного чипа, который называется 556 . В настоящее время доступны чипы с четырьмя таймерами на 555 штук. Эти устройства доступны в круглой ИС с восемью (8), DIP (Dual inline Package) с 8 контактами или DIP с 14 контактами.

Ниже представлена ​​схема контактов таймера DIP (Dual inline Package) 555 с 8 контактами.

Рис. 1: Конструкция ИС таймера 555 и выводов

Простая схема таймера 555 показана выше на рис. 3, который показывает внутреннюю конструкцию таймера 555.Согласно рис. 1 и 3, таймер содержит два компаратора, триггер RS, выходной стежок (выходной буфер) и разрядный транзистор Q 1 .

Кроме того, три резистора 5 кОм соединены последовательно с резистором 5 кОм, первый конец которого подключен к V CC (контакт 8 = напряжение питания), а другой конец подключен к земле (GND = контакт 1).

На рис. 1 и выше (а также на рис. 2 и 3 ниже), как показано на блок-схеме, сердце ИС находится в двух схемах компаратора.В то время как инвертирующий вывод верхнего компаратора подключен к точке с потенциалом постоянного тока 2/3 В CC (где V CC может быть от +5 до +18 В), неинвертирующий вывод подключается к пороговому выводу.

Инвертирующая клемма нижнего компаратора подключена к входному контакту внешнего триггера, тогда как неинвертирующая клемма подключена к точке с потенциалом постоянного тока 1/3 В CC . Три резистора по 5 кОм соединены последовательно, образуя цепь делителя напряжения.Выходные данные обоих компараторов передаются на триггер R-S, состояние которого зависит от выходного сигнала двух компараторов.

Выход R-S триггера подключен к двум транзисторам — Q 1 и Q 2 . Q1 является разрядным транзистором и обеспечивает путь разряда к внешнему конденсатору, когда он насыщен. Q 2 — это транзистор сброса, подающий импульс которого сбрасывает всю схему синхронизации. Выходной сигнал триггера усиливается блоком усилителя мощности.

Статьи по теме:

555 Конфигурация выводов таймера 904 TH413
555 Распиновка IC таймера
PIN-код Имя Назначение Заземление (0 В)
2 TRIG Для подачи внешнего триггерного напряжения
3 OUT 1.7 В ниже + V CC или к GND
4 RESET Для сброса временного интервала
5 CTRL Обеспечивает доступ для управления внутренним делителем напряжения
6 Пороговое напряжение
7 DIS Синфазно с выходом
8 В CC Положительный источник напряжения

Вот простое объяснение 8 контактов 555 Таймер IC (рис. 1 и 2). Давайте разберемся с этой ИС с ее конфигурацией контактов и принципиальной схемой.

Рис. 2 — Схема выводов микросхемы таймера 555

1. Земля (GND)

Это общая точка заземления цепи. Клемма заземления внешней цепи, а также клемма заземления источника питания (V CC ) подключены к клемме GND (Земля) таймера 555.

Этот вывод либо заземлен, либо подключен к отрицательной шине. Подключение с использованием резистора не рекомендуется во избежание нагрева ИМС из-за накопленного в ней паразитного напряжения.

2. Триггер

Когда клемма триггера получает 1/3 (1/3) напряжения питания, то есть В CC /3 отрицательный импульс запуска равной амплитуды, тогда выходной сигнал схемы изменяется с низкого на Высокая.

Этот вывод является выводом триггера входа для ИС и активирует цикл синхронизации. Низкий сигнал на этом выводе запускает таймер. Требуемый ток на этом выводе составляет 0,5 мкА в течение периода 0,1 мкСм . Чтобы избежать ложного срабатывания из-за шума, штифт требует подтягивающего соединения.Напряжение на этом выводе составляет 1,67 В для напряжения питания 5 В и 5 В для напряжения питания 15 В .

3. Выход

Этот терминал используется для получения выхода и подключения к нагрузке. В любой момент его значение низкое или высокое. т.е. это выходной контакт таймера. Выход таймера зависит от длительности временного цикла входного импульса. Выход может потреблять или истощать ток, максимум 200 мА. Для НИЗКОГО выхода он потребляет ток, напряжение немного больше нуля, а для ВЫСОКОГО выхода он подает ток с напряжением менее V CC .

4. Сброс

Без учета предыдущего состояния выхода, подача триггерного импульса на этот терминал сбрасывает устройство. Т.е. Его выход становится низким.

Вывод сброса либо не подключен, либо подключен к положительной шине. Логический сигнал LOW на этом выводе сбрасывает таймер независимо от его входа. Требуемое напряжение сброса составляет 0,7 В, при токе 0,1 мА

5. Управляющее напряжение

На клемме управляющего напряжения есть два третьих положительных напряжения от общего напряжения питания (В CC ).Таким образом, он становится частью схемы компаратора. Обычно между клеммами заземления и управления напряжением подключается конденсатор.

Это также обычно неподключенный контакт или заземленный через конденсатор 0,01 мкФ . Для некоторых приложений этот вывод требуется для управления пороговым напряжением на верхнем компараторе и подключен к внешнему сигналу постоянного тока для изменения рабочего цикла.

6. Пороговое напряжение

Пороговое напряжение и управляющее напряжение — это два входа схемы компаратора.Схема сравнивает доступное напряжение на клемме порогового напряжения с доступным опорным напряжением на клемме управления.

Если доступное напряжение на пороговом выводе (вывод 6) больше управляющего напряжения, т. Е. Две трети V CC , то выход будет низким, в противном случае — высоким.

Этот вывод обеспечивает пороговое напряжение на верхний компаратор. Когда напряжение на этом выводе больше 2/3 В CC , рабочий цикл изменяется.Он подключен к неинвертирующему выводу верхнего компаратора. Требуемый ток 0,1 мА , с длительностью импульса 0,1 мкс .

7. Разряд

Когда выход низкий, клемма разряда обеспечивает путь разряда с низким сопротивлением к внешнему подключенному конденсатору. Тем не менее, он действует на разрыв цепи, когда выходная мощность высока.

Этот вывод обеспечивает путь разряда для синхронизирующего конденсатора через NPN-транзистор. Ток разряда менее 50 мА требуется во избежание повреждений.Его также можно использовать как выход с открытым коллектором.

8. + V CC (клемма напряжения питания)

На эту клемму подается напряжение питания для работы таймера. Этот вывод подключен к положительной шине источника питания и также известен как V CC . Напряжение питания может варьироваться от + 5 Вольт до +18 Вольт .

Связанные сообщения:

Схема и принцип работы микросхемы таймера 555

В блоке или функциональной схеме таймера 555 компараторами являются те устройства, которые имеют высокий выходной сигнал, когда их положительное входное напряжение больше, чем их отрицательное входное напряжение и наоборот.

Внутренняя функциональная схема таймера 555 Внутренняя функциональная схема таймера 555

Делитель напряжения в цепи (который состоит из трех последовательно соединенных резисторов 5 кОм ), который обеспечивает уровень срабатывания одной трети от В CC (V CC /3) и две трети (2/3) порогового напряжения. Чтобы понять этот момент, предположим, что входное значение — 15V . В этом случае значение уровня запуска будет 5V как ( V CC /3 = 15V / 3 = 5V ).И значение порогового уровня будет 10V как ( V CC x 2/3 = 15V x (2/3) ) = 10V .

При необходимости уровень запуска и порог могут быть отрегулированы с помощью клеммы управляющего напряжения (вывод 5), т.е., изменяя управляющее напряжение на выводе 5, мы можем изменить уровень запуска и пороговое напряжение в соответствии с требуемой спецификацией. Однако в этом случае значение триггера и порога останется равным 1 /3 V CC и 2/3 V CC соответственно.

Что касается рабочей части микросхемы таймера 555, эта схема обычно работает в трех различных режимах, а именно в A-стабильном, моностабильном и бистабильном режимах. Для лучшего понимания микросхемы таймера 555 и ее различных состояний, проверьте приведенную ниже принципиальную схему.

555 Внутренняя принципиальная схема таймера Рис. 3: Рис: Внутренняя принципиальная схема таймера 555

Когда нормальное высокое входное значение триггера мгновенно понижается, то 1/3 В CC , Затем выход Компаратора B становится High from Low, в результате RS-защелка или RS-триггер переходит в состояние «set».Когда триггер установится, тогда выход (в точке 3) станет высоким. Одновременно с этим отключается разрядный транзистор Q 1 , и выходной сигнал остается высоким до тех пор, пока значение обычно низкого порогового значения на входе не увеличится, тогда как 2/3 В CC .

Как только пороговое значение на входе превышает значение 2 / 3V CC , выход компаратора A становится низким, в результате триггер RS сбрасывается (поскольку выход компаратора напрямую подключен к RS вход R триггера, как показано на рис.Когда триггер сбрасывается, выходной сигнал становится низким, и разрядный транзистор Q 1 включается.

Триггер можно сбросить, применив внешний сброс входа без пороговой цепи. Обратите внимание, что триггерные и пороговые входы (контакт 2 и контакт 6) управляются внешними компонентами, и таймер 555 может использоваться как стабильная , моностабильная или бистабильная работа , управляя входами триггера и порога с помощью этих внешних компонентов.

Типы таймеров 555 и Рабочие режимы

Существует три основных типа таймеров 555 в зависимости от режима работы и работы.

  1. 555 Таймер как нестабильный мультивибратор
  2. 555 Таймер как моностабильный мультивибратор
  3. 555 Таймер как бистабильный режим

555 Таймер может работать в трех режимах — моностабильный режим, бистабильный режим и Нестабильный режим .

Нестабильный режим:

В этом режиме на выходе не будет стабильного уровня, и выход будет постоянно колебаться между высоким и низким. я.e.- Он не имеет стабильного состояния и продолжает переключаться между высоким и низким без применения какого-либо внешнего триггера.

Работа таймера 555 в A-стабильном режиме:

Выводы триггера и порога соединены вместе, поэтому нет необходимости во внешнем пусковом импульсе. Компаратор выдает 1 во время зарядки триггера, потому что входное напряжение на контакте триггера все еще ниже 1/3 подаваемого напряжения. На этот раз выходной сигнал таймера высокий. Как только напряжение на контакте достигнет 1/3 от подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 0, сохраняя ситуацию неизменной, поскольку оба входа R и S триггера равны 0.Как только напряжение на конденсаторе достигнет 3/7 приложенного напряжения, пороговый компаратор будет выводить 1 на вход R триггера. Теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R 2 и разряжать транзистор. Выходной сигнал таймера 555 в этот момент низкий. Как только напряжение на конденсаторе упадет до 1/3 подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 1.

Вы можете легко рассчитать выходной сигнал этой конфигурации, используя приведенную ниже формулу.Максимальное время зависит от резисторов R 1 , R 2 и конденсатора. С другой стороны, низкое время зависит только от резистора R 2 и конденсатора.

High Time:

T H = 0,693 x (R 1 x R 2 ) XC 1

Low Time:

T L = 0,693 x (R 2 ) X (C 1 )

Период для одного цикла:

T = TH + TL x (R 1 + 2R 2 ) C1

Частота:

f = 1 .44 / (R 1 + R 2 ) C 1 ) HZ

Он также известен как режим самозапуска, таймер используется в этом режиме как генератор тактовых импульсов или генератор . Таймер переключается между двумя квазистабильными состояниями и без внешнего триггерного входа.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в нестабильном режиме.

Рис. 5: Астабильный режим таймера 555

(см. Также рис. 2). Когда таймер включен, то есть на выходе ВЫСОКИЙ, транзистор Q 2 будет в области отсечки при получении НИЗКОГО входного сигнала.Конденсатор заряжается через оба резистора R 1 и R 2 в направлении V CC . Время зарядки конденсатора составляет

τ 1 = 0,693 (R 1 + R 2 ) * C.

Это напряжение конденсатора является пороговым напряжением для верхнего компаратора.

Когда напряжение превышает 2/3 В CC , верхний выход компаратора сбрасывает триггер, который переводит выход таймера в состояние ВЫКЛ (при условии, что вывод сброса находится в состоянии НИЗКОГО) Транзистор τ будет в области насыщения, т.е.е. будет включен, обеспечивая путь разряда конденсатора через резистор R 2 , время разряда составляет — 0,693 R 2 * C .

Когда напряжение конденсатора падает ниже -1 / 3V CC , второй выход компаратора устанавливает триггер, который делает выход таймера НИЗКИМ, и весь процесс начинается снова. Таким образом, выходной сигнал таймера колеблется между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ состоянием, генерируя колебания.

Вы также можете прочитать:

Моностабильный режим :

Эта конфигурация состоит из одного стабильного и нестабильного состояний.Если стабильный выход установлен на высокий уровень, тогда выходной сигнал таймера высокий.

Работа таймера 555 в моностабильном режиме —

Триггерный вход удерживается на высоком уровне путем подключения его к V CC через резистор. Вывод порогового значения низкий, что делает пороговый компаратор равным 0. В результате напряжение, поступающее от источника, идет на землю через транзистор. Нажмите кнопку на спусковом крючке, чтобы переключить выход таймера 555 на высокий. При этом конденсатор С 1 начнет заряжаться через резистор R 1 .Таймер 555 будет оставаться в этом положении до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 2/3 подаваемого напряжения. Компаратор будет выводить 1 на вход R триггера, переводя схему в исходное состояние. Время, в течение которого выходной сигнал таймера будет оставаться на высоком уровне; полностью зависят от номинала как конденсатора C 1 , так и резистора R 1 .

Для расчета времени используйте следующую формулу:

T = 1,1 * C 1 * R 1

Он также известен как режим одиночного импульса или режим генерации импульсов.В этом состоянии таймер 555 обычно находится в стабильном состоянии до срабатывания, после чего он переходит в квазистабильное состояние.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в моностабильном режиме.

Рис. 4: Таймер 555 в моностабильном режиме

(также см. Рис. 2). Первоначально выход таймера имеет низкий уровень, а транзистор Q 2 находится в режиме насыщения, то есть полностью включен. В качестве отрицательного триггерного импульса, более отрицательного, чем -1/3 В CC , подается на второй компаратор, триггер устанавливается на ВЫСОКИЙ, переводя выход таймера в ВЫСОКОЕ состояние и транзистор τ выключено.

Выход остается ВЫСОКИМ в течение времени Tout , т.е. τ = 1,1 RC , то есть времени , необходимого для зарядки конденсатора C (также известного как постоянная времени RC) . Когда напряжение на конденсаторе превышает 2/3 В CC , выходной сигнал верхнего компаратора сбрасывает триггер на ноль, и разрядный транзистор Q 2 снова насыщается, обеспечивая путь разряда к конденсатору. Когда напряжение конденсатора возвращается к нулю, схема возвращается в свое нормальное состояние.

Бистабильный режим :

В этой конфигурации оба состояния выхода стабильны. При каждом прерывании выходной сигнал изменяется с низкого на высокий и наоборот. Если у нас высокий выход, он переходит в низкий уровень после получения прерывания и остается низким до тех пор, пока следующее прерывание не изменит состояние.

Работа таймера 555 в бистабильном режиме:

Контакты запуска и сброса микросхемы таймера 555 подключены к V CC через два резистора.Чтобы сохранить состояние входа на низком уровне, удерживая их нажатыми, подключите две кнопки между этими контактами и землей.

После нажатия кнопки триггера состояние входа триггера станет низким. Следовательно, компаратор будет выводить High, и это заставит выход Q-bar flip-flip перейти в Low. Конечное состояние таймера будет высоким. Выход будет оставаться высоким, даже если кнопка триггера не нажата, потому что в этом случае вход R и S триггера будет 0, что означает, что триггер не будет изменить исходное состояние.Чтобы сделать выход низким, нам нужно сбросить кнопку, которая в конечном итоге сбрасывает всю микросхему таймера 555.

Это также известно как режим триггера, и в этом режиме таймер остается в двух стабильных состояниях. Он не требует какой-либо внешней схемы синхронизации, так как временная задержка между двумя состояниями зависит от времени подачи внешних импульсов.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в бистабильном режиме.

Рис. 6: Бистабильный режим таймера 555

Два переключателя соединены таким образом, что, в то время как переключатель S 1 подключен к контакту сброса с V CC , переключатель S 2 подключен к контакту триггера с землей.Отрицательный импульс на входе триггера при напряжении более отрицательном, чем -1 / 3V CC , запускает выход нижнего компаратора для установки триггера и, следовательно, выхода таймера на ВЫСОКИЙ уровень. Поскольку пороговый вывод заземлен, положительный импульс на выводе сброса запускает

Поскольку таймер остается в одном стабильном состоянии до подачи внешнего импульса, а затем переходит в другое стабильное состояние, этот режим называется бистабильным режимом. . Важным приложением является схема триггера Шмитта.

555 Таймер Калькулятор

Калькулятор можно увидеть под заголовком « 555 Таймер Калькулятор с формулой и уравнениями »

Применения таймера 555

Таймер 555 является наиболее важной интегральной схемой (микросхемой), широко используемой в цифровой электронике. Ниже перечислены некоторые распространенные варианты использования и применения микросхемы таймера 555:

  • ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и PPM (импульсная позиционная модуляция)
  • Осциллятор рабочего цикла
  • Диммер лампы
  • Для обеспечения точных задержек по времени
  • В качестве переворота -flop элемент
  • Цифровые логические пробники
  • Аналоговые частотомеры
  • Приложения четырех таймеров
  • Генерация импульсов, сигналов и прямоугольных импульсов
  • Генератор ступенчатых тоновых и тональных пакетов и линейное линейное нарастание
  • Тахометры и измерение температуры
  • It может использоваться как моностабильный мультивибратор и нестабильный мультивибратор.
  • Преобразователи постоянного тока в постоянный
  • Регуляторы напряжения постоянного тока
  • Преобразователь напряжения в частоту
  • Делитель частоты
  • Триггер Шмитта
  • Кабельный тестер
  • Детектор импульсов
  • Контроль скорости стеклоочистителя
  • Таймер Переключатель
  • Генерация задержки, точность t iming и последовательная синхронизация
  • ИС таймера 555 широко используется в большинстве интересных электронных схем и таких проектов, как схема светофора с таймером 555, светодиодные мигающие схемы, полицейская сирена, светодиодные игральные кости, музыкальная шкатулка, металлоискатель, джойстик и игровые манипуляторы, и недорогой линейный приемник, схема активации переключателя хлопка и множество других проектов и схем.

Это базовое руководство по микросхеме таймера 555. Любая другая информация о таймере 555 приветствуется в разделе комментариев. Мы надеемся, что вы лучше понимаете микросхему таймера 555 и ее работу в различных конфигурациях.

Вы также можете прочитать:

Набор «Три пятерки»: дискретный таймер 555

Обзор

Набор дискретных 555 таймеров «Three Fives» от Evil Mad Scientist Laboratories — это точная и функциональная копия классической интегральной схемы таймера NE555, одной из самых классических, популярных и универсальных полезных микросхем всех времен.Набор Three Fives был разработан Эриком Шлепфером в сотрудничестве с Evil Mad Scientist Laboratories. Комплект тщательно спроектирован так, чтобы напоминать (переросшую) интегральную схему, основанную на очень толстой матовой печатной плате. Он поставляется в комплекте с красивой алюминиевой подставкой для дисплея, которая дает печатной плате восемь ножек в форме контактов интегральной схемы в корпусе DIP.
Загрузить техническое описание (PDF-файл 1,7 МБ).

Сборка набора

Набор Three Fives продается как простой в сборке набор для пайки [?].Он включает в себя печатную плату, резисторы и транзисторы, составляющие электрическую схему, а также печатные инструкции по сборке. В комплект также входит подставка IC Leg и 8 клемм с накатанной головкой с цветовой кодировкой. Для создания набора «Три пятерки» требуются базовые навыки пайки и инструменты, но никаких дополнительных знаний в области электроники не предполагается и не требуется. Вы предоставляете стандартные паяльные инструменты: паяльник + припой и маленькие («заподлицо») кусачки для проводов, а также крестовую отвертку. Комплект отличается простой конструкцией «сквозного отверстия» («Никакого поверхностного монтажа — ничего и нигде!»), И (при условии, что у вас есть опыт пайки) потребуется примерно час на сборку.

Использование дискретного таймера «Три пятерки» 555

Схема «Три пятерки» представляет собой прямую реализацию «эквивалентной схемы» из таблицы данных NE555, построенной с использованием резисторов и отдельных транзисторов 2N3904 и 2N3906. Он поставляется с клеммами и точками пайки, так что вы можете подключиться к нему и создать классические схемы таймера и генератора 555. Используя эти клеммные колодки и точки пайки, вы можете подключать их с помощью оголенных проводов, наконечников, зажимов из крокодиловой кожи и / или паяных соединений — как вы сочтете нужным.И, в отличие от версии с микросхемой, вы даже можете подключить пробники для отслеживания того, что происходит на внутри цепи.
В Интернете доступно огромное количество отличных 555 примеров схем (например, здесь их более 100). На фотографии справа вы можете увидеть простую светодиодную мигалку 555, созданную из комплекта Three Fives.
Хотя комплект «Три пятерки» будет работать без изменений в большинстве примеров схем, некоторые рабочие характеристики отличаются от характеристик интегральных схем 555; дополнительные сведения см. в разделе «Абсолютные максимальные номинальные значения и электрические характеристики» в техническом описании.

Дополнительные характеристики

Размер комплекта
  • Печатная плата набора Three Fives имеет площадь 5,215 × 3,175 дюйма (13,25 × 8,06 см) и (номинальную) толщину 0,100 дюйма (2,54 мм).
  • Включая стойку «Ножки интегральной схемы» и клеммные колодки, общий размер собранного комплекта составляет номинально 5,215 × 3,9 × 1,70 дюйма (13,25 × 9,9 × 4,3 см).
Строительные материалы
  • Гладкая на ощупь декоративная подставка изготовлена ​​из анодированного алюминия.
  • Печатная плата в комплекте очень толстая для жесткости и покрыта матово-черной паяльной маской. Он поставляется с восемью резьбовыми вставками 8-32 для клеммных колодок.
  • Все материалы (включая печатную плату и подставку) соответствуют требованиям RoHS (не содержат свинца).
  • Входящие в комплект винты клеммной колодки представляют собой винты с накатанной головкой из нержавеющей стали с пластиковыми колпачками с цветовой кодировкой (1 красный, 1 черный, 6 серых).

Загрузки и дополнительные ресурсы

  • Дополнительные характеристики приведены в паспорте комплекта (1.PDF-файл размером 7 МБ).
  • Инструкция по сборке комплекта (PDF-файл 1,4 МБ). Печатные инструкции включены в комплект.
  • Мы написали подробное обучающее приложение к этому набору, в котором подробно рассказывается о том, как работает схема: «Принципы работы» (1 МБ PDF)
  • Центральная страница документации по набору находится здесь, в нашей вики по документации.

ИС таймера 555 — принцип работы, блок-схема, принципиальная электрическая схема

В этом руководстве мы узнаем, как работает таймер 555, одна из самых популярных и широко используемых микросхем всех времен.Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

РЕКОМЕНДУЕТСЯ Обзор

Таймер 555, разработанный Гансом Камензиндом в 1971 году, можно найти во многих электронных устройствах, от игрушек и кухонных приборов до даже космических кораблей. Это высокостабильная интегральная схема, способная создавать точные временные задержки и колебания. Таймер 555 имеет три режима работы: бистабильный, моностабильный и нестабильный.

Как это работает, внутренняя схема и блок-схема

Давайте подробнее рассмотрим, что находится внутри таймера 555, и объясним, как он работает в каждом из трех режимов.Вот внутренняя схема таймера 555, который состоит из 25 транзисторов, 2 диодов и 15 резисторов.

Представленный блок-схемой, он состоит из 2 компараторов, триггера, делителя напряжения, разрядного транзистора и выходного каскада.

Делитель напряжения состоит из трех одинаковых резисторов 5 кОм, которые создают два опорных напряжения при 1/3 и 2/3 подаваемого напряжения, которые могут находиться в диапазоне от 5 до 15 В.

Далее идут два компаратора.Компаратор — это элемент схемы, который сравнивает два аналоговых входных напряжения на его положительном (неинвертирующем) и отрицательном (инвертирующем) входном выводе. Если входное напряжение на положительной клемме выше, чем входное напряжение на отрицательной клемме, компаратор выдает 1. И наоборот, если напряжение на отрицательной входной клемме выше, чем напряжение на положительной клемме, компаратор выдает 0.

Первая отрицательная входная клемма компаратора подключена к 2/3 опорного напряжения на делителе напряжения и внешнему «управляющему» выводу, а положительная входная клемма — к внешнему «пороговому» выводу.

С другой стороны, отрицательная входная клемма второго компаратора подключена к контакту «Trigger», а положительная входная клемма — к 1/3 опорного напряжения на делителе напряжения.

Таким образом, используя три контакта, Trigger, Threshold и Control, мы можем управлять выходом двух компараторов, который затем подается на входы R и S триггера. Триггер будет выводить 1, когда R = 0, а S = 1, и наоборот, он будет выводить 0, когда R = 1, а S = 0. Кроме того, триггер может быть сброшен через внешний вывод, называемый «Reset», который может заблокировать два входа, таким образом сбросив весь таймер в любое время.

Выход Q-bar флип-флип поступает на выходной каскад или выходные драйверы, которые могут либо подавать, либо отдавать ток 200 мА в нагрузку. Выход триггера также подключен к транзистору, который соединяет вывод «Разряд» с землей.

Таймер 555 — бистабильный режим

Теперь давайте рассмотрим пример работы таймера 555 в бистабильном режиме. Для этого нам понадобятся два внешних резистора и две кнопки.

Выводы триггера и сброса микросхемы подключены к VCC через два резистора, и таким образом они всегда на высоком уровне.Две кнопки подключены между этими контактами и землей, поэтому, если мы будем удерживать их нажатыми, состояние входа будет низким.

Изначально два выхода компаратора равны 0, таким образом, выход триггера, а также выход таймера 555 равны 0.

Если мы нажмем кнопку триггера, состояние на входе триггера станет низким, поэтому компаратор будет выводить высокий уровень, а выход Q-bar перевернутого типа станет низким. Выходной каскад инвертирует это, и конечный выход таймера 555 будет высоким.

Выход будет оставаться высоким, даже если кнопка триггера не нажата, потому что в этом случае входы триггера R и S будут равны 0, что означает, что триггер не изменит предыдущее состояние. Чтобы сделать выход низким, нам нужно нажать кнопку сброса, которая сбрасывает триггер и всю ИС.

Связанное руководство: Что такое триггер Шмитта | Как это работает

Таймер 555 — моностабильный режим

Теперь давайте посмотрим, как таймер 555 работает в моностабильном режиме.Вот пример схемы.

Триггерный вход удерживается высоким путем подключения его к VCC через резистор. Это означает, что триггерный компаратор выдает 0 на вход S триггера. С другой стороны, вывод Threshold имеет низкий уровень, и это также делает вывод компаратора Threshold 0. Вывод Threshold на самом деле низкий, потому что выход Q-bar триггера имеет высокий уровень, который поддерживает разрядный транзистор активным, поэтому напряжение, исходящее от источника, идет на землю через этот транзистор.

Чтобы изменить состояние выхода таймера 555 на High, нам нужно нажать кнопку на контакте триггера. Это заземлит контакт триггера, или входное состояние будет 0, таким образом, компаратор будет выводить 1 на вход S триггерного переключателя. Это приведет к тому, что выход Q-bar станет низким, а выход таймера 555 — высоким. При этом мы можем заметить, что разрядный транзистор выключен, поэтому теперь конденсатор C1 начнет заряжаться через резистор R1.

Таймер 555 будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 2/3 подаваемого напряжения.В этом случае пороговое входное напряжение будет выше, и компаратор выведет 1 на вход R триггера. Это вернет схему в исходное состояние. Выход Q-bar станет высоким, что активирует разрядный транзистор, а также снова установит низкий уровень на выходе IC.

Итак, мы можем заметить, что количество времени, в течение которого на выходе таймера 555 находится высокий уровень, зависит от того, сколько времени требуется конденсатору для зарядки до 2/3 подаваемого напряжения, и это зависит от значений как конденсатора C1, так и резистор R1.На самом деле мы можем рассчитать это время по следующей формуле: T = 1,1 * C1 * R1.

Таймер 555 — нестабильный режим

Теперь давайте посмотрим, как таймер 555 работает в нестабильном режиме. В этом режиме ИС становится осциллятором или также называемым мультивибратором свободного хода. Он не имеет стабильного состояния и постоянно переключается между высоким и низким без применения какого-либо внешнего триггера. Вот пример схемы таймера 555, работающего в нестабильном режиме.

Нам нужны всего два резистора и конденсатор.Контакты Trigger и Threshold соединены друг с другом, поэтому нет необходимости во внешнем пусковом импульсе. Первоначально источник напряжения начнет заряжать конденсатор через резисторы R1 и R2. Во время зарядки компаратор триггера выдает 1, потому что входное напряжение на контакте триггера все еще ниже 1/3 подаваемого напряжения. Это означает, что выход Q-bar равен 0 и разрядный транзистор закрыт. В это время выходной сигнал таймера 555 высокий.

Когда напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 подаваемого напряжения, компаратор триггера выдаст 0, но в этот момент это не изменится, поскольку оба входа R и S триггера равны 0.Таким образом, напряжение на конденсаторе будет продолжать расти, и как только оно достигнет 2/3 подаваемого напряжения, пороговый компаратор выведет 1 на вход R триггера. Это активирует разрядный транзистор, и теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и разрядный транзистор. В этот момент выходной сигнал таймера 555 низкий.

Во время разряда напряжение на конденсаторе начинает снижаться, и пороговый компаратор сразу же начинает выводить 0, который на самом деле не делает никаких изменений, поскольку теперь оба входа R и S триггера равны 0.Но как только напряжение на конденсаторе упадет до 1/3 подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 1. Это отключит разрядный транзистор, и конденсатор снова начнет заряжаться. Таким образом, эти процессы зарядки и разрядки от 2/3 до 1/3 подаваемого напряжения будут продолжать работать сами по себе, создавая прямоугольную волну на выходе таймера 555.

Мы можем рассчитать время, в течение которого выходной сигнал будет высоким и низким, используя показанные формулы. Время высокого уровня зависит от сопротивления как R1, так и R2, а также от емкости конденсатора.С другой стороны, время низкого уровня зависит только от сопротивления R2 и емкости конденсатора. Если мы суммируем время максимума и минимума, мы получим период одного цикла. С другой стороны, частота — это то, сколько раз это происходит за одну секунду, поэтому один за период даст использовать частоту выходного сигнала прямоугольной формы.

Если мы внесем некоторые изменения в эту схему, например, заменим резистор R2 переменным резистором или потенциометром, мы сможем мгновенно контролировать частоту и скважность прямоугольной волны.Однако подробнее об этом в моем следующем видео, где мы сделаем ШИМ-контроллер скорости двигателя постоянного тока с использованием таймера 555.

Надеюсь, вам понравился этот урок и вы узнали что-то новое. Не стесняйтесь задавать любой вопрос в разделе комментариев ниже.

Использование таймера 555 в нестабильном режиме

В этом руководстве мы узнаем об использовании таймера 555 в нестабильном режиме. Мы говорили о долговечности почтенного таймера 555 и о том, что на момент написания этой статьи он просуществовал почти 50 лет.Это невероятно универсальная маленькая интегральная схема с множеством фантастических применений. В этом уроке мы расскажем, как использовать таймер 555, чтобы мигать синим светодиодом. Скорее всего, когда-нибудь в будущем это войдет в нашу сборку R2-D2, так что следите за этим!

Астабильный режим на сегодняшний день является наиболее часто используемым таймером 555 и наиболее часто ассоциируется с ним. Бистабильный и моностабильный режимы не следует сбрасывать со счетов, но волшебство в нестабильном режиме.

Что такое таймер 555?

Модель 555 называется таймером или «таймером 555».Это связано с тем, что он может генерировать импульсы электрического тока в течение точного времени в зависимости от номиналов резисторов и конденсаторов, подключенных к таймеру. Таймер имеет три режима работы:

  • Astable — это наиболее часто используемый режим таймера 555. Он циклически повторяет импульс тока в течение определенного времени. Если вы когда-либо видели продукт, у которого есть какой-либо компонент, который работает в повторяющемся цикле, такой как мигающий светодиод, есть большая вероятность, что таймер 555 работает в нестабильном режиме за кулисами.В нашем примере ниже мы рассмотрим нестабильный режим.
  • Моностабильный — В этом режиме таймер 555 выдает импульс тока в течение определенного времени, а затем останавливается.
  • Бистабильный — Этот режим таймера 555 отличается от двух других тем, что в нем не используется конденсатор или резистор для установки тактового импульса, а его состояния контролируют входы от выводов триггера и сброса.

Список деталей для этого проекта

Вот краткий список деталей, который поможет вам быстро приступить к созданию этого проекта:

555 Таймер в нестабильном режиме Пример

Давайте перейдем к нестабильному режиму.В Astable таймер 555 использует резистор и конденсатор для создания циклической функции. В этом режиме мы можем создать схему с повторяющимся действием. Астабильный режим — это наиболее распространенный режим, в котором используются 555 таймеров. Значения резистора и конденсатора будут определять синхронизацию этой повторяемой схемы. В нашем случае мы заставим светодиодный индикатор мигать с повторяющимся интервалом в нестабильном режиме.

Подключение таймера 555 для нестабильного режима

Чтобы подключить таймер 555 для бистабильной работы, следуйте этой схеме подключения.

555 Нестабильная распиновка таймера

  • PIN 1 — подключен к земле ( GND / Vcc-)
  • PIN 2 — Триггер выдает выходной сигнал HIGH , когда подаваемое на него напряжение падает ниже одной трети от В постоянного тока +
  • PIN 3 Выводит до 200 мА тока при ~ 1,5 В.
  • PIN 4 — Подключается к Vcc +
  • PIN 6 — Пороговое значение приводит к НИЗКОМУ выходу, когда его напряжение выше двух третей Vcc +
  • PIN 7 — Когда выходное напряжение установлен НИЗКИЙ, разрядит конденсатор на землю ( GND )
  • PIN 8 Vcc + V Подключен к положительной стороне 9-вольтовой батареи (вы можете использовать любое напряжение между 4.5 В и 15 В для питания 555, если вы используете настольный блок питания).

Что такое нестабильный режим на таймере 555

В нестабильном режиме циклы выходных PIN-кодов непрерывно формируются с HIGH до LOW . Как вы можете видеть на схеме подключения, вывод порогового значения и вывод триггера подключены к конденсатору емкостью 100 мкФ. Следовательно, уровни напряжения будут одинаковыми на контакте триггера, пороговом контакте и конденсаторе 100 мкФ.

Когда схема впервые получает питание, напряжение составляет LOW, на конденсаторе, выводе порогового значения и выводе триггера.Помните, что если напряжение на контакте триггера LOW , на выходе будет HIGH . Когда разрядный вывод находится в выключенном состоянии, ток может протекать через резисторы 5,1 кОм, которые, в свою очередь, заряжают наш электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ.

Когда заряд конденсатора достигает двух третей от Vcc + , выходной вывод отключается. Когда выходной вывод LOW , разрядный вывод включается, заставляя конденсатор стекать на землю. Как только напряжение конденсатора упадет до одной трети от Vcc + , триггерный вывод отключает разрядный вывод, и конденсатор снова начинает заряжаться.

Цикл повторяется бесконечно.

Астабильный режим таймера 555 в действии

Вот быстрый GIF-файл использования таймера 555 в нестабильном режиме. Это отличная схема, которую можно использовать во многих проектах.

Два резистора 5,1 кОм и конденсатор 100 мкФ можно изменить на разные значения для увеличения или уменьшения скорости мигания синего светодиода. Кроме того, вы можете использовать потенциометр между контактами 6 и 7, чтобы изменить схему. Поворот ручки на потенциометре будет контролировать частоту мигания синего светодиода.

СВЯЗАННО: 555 Таймер в моностабильном режиме

Мы надеемся, что это руководство было легким для понимания. Если у вас есть какие-либо вопросы или проблемы с его работой, напишите нам в комментариях ниже, и мы постараемся помочь!

555 Таймер — обзор

Преобразователи напряжения в частоту

Преобразователь напряжения в частоту (VFC) — это генератор, частота которого линейно пропорциональна управляющему напряжению (высокоточный генератор, управляемый напряжением (VCO) ).АЦП VFC / счетчик является монотонным, не имеет пропущенных кодов, интегрирует шум и может потреблять очень мало энергии. Это также очень полезно для приложений телеметрии, поскольку VFC, который является небольшим, дешевым и маломощным, может быть установлен на экспериментальном объекте (пациенте, диком животном, артиллерийском снаряде и т. Д.) И связываться со счетчиком по телеметрической линии как показано на Рисунке 6-74.

Рисунок 6-74 :. VFC и частотомер составляют недорогой, универсальный АЦП с высоким разрешением.

Существует две распространенных архитектуры VFC: мультивибратор с управлением током VFC и VFC со сбалансированным зарядом . VFC с балансировкой заряда может быть выполнен в асинхронной или синхронной (синхронизированной) формах. Существует гораздо больше архитектур VFO (осциллятор переменной частоты), включая широко распространенный таймер 555, но ключевой особенностью VFC является линейность — некоторые VFO очень линейны.

Мультивибратор с управлением током VFC на самом деле является преобразователем тока в частоту, а не VFC, но, как показано на рис. 6-75, практические схемы неизменно содержат преобразователь напряжения в ток на входе.Принцип работы очевиден: ток разряжает конденсатор до тех пор, пока не будет достигнут порог, а когда клеммы конденсатора меняются местами, полупериод повторяется. Форма волны на конденсаторе является линейной трехволновой, но форма волны на любом из выводов относительно земли является более сложной показанной формой волны.

Рисунок 6-75 :. Регулирующий ток VFC

Практические VFC этого типа имеют линейность около 14 бит и сопоставимую стабильность, хотя их можно использовать в АЦП с более высоким разрешением без пропущенных кодов.Пределы производительности устанавливаются пороговым шумом компаратора, пороговым температурным коэффициентом, а также стабильностью и диэлектрическим поглощением (DA) конденсатора, который обычно является дискретным компонентом. Структура компаратора / эталона напряжения, показанная на диаграмме, в большей степени отражает выполняемую функцию, чем фактическая используемая схема, которая гораздо более интегрирована с переключением и, соответственно, более трудна для анализа.

Этот тип VFC является простым, недорогим и маломощным, и большинство из них работают в широком диапазоне напряжений питания.Они идеально подходят для недорогих АЦП средней точности (12 бит) и приложений телеметрии данных.

VFC баланса заряда, показанный на рис. 6-76, более сложен, более требователен к напряжению питания и току и более точен. Он поддерживает линейность 16–18 бит.

Рисунок 6-76 :. Баланс заряда VFC

Конденсатор интегратора заряжается от сигнала, как показано на рисунке 6-76. Когда он проходит порог компаратора, с конденсатора снимается фиксированный заряд, но входной ток продолжает течь во время разряда, поэтому входной заряд не теряется.Фиксированный заряд определяется прецизионным источником тока и шириной импульса прецизионного моностабильного устройства. Таким образом, частота выходных импульсов точно пропорциональна скорости, с которой интегратор заряжается от входа.

На низких частотах пределы производительности этого VFC устанавливаются стабильностью источника тока и моностабильной синхронизацией (которая, среди прочего, зависит от моностабильного конденсатора). Абсолютное значение и температурная стабильность интегрирующего конденсатора не влияют на точность, хотя его утечка и диэлектрическое поглощение (DA) влияют.На высоких частотах эффекты второго порядка, такие как переходные процессы переключения в интеграторе и точность моностабильного устройства, когда он повторно запускается очень скоро после окончания импульса, сказываются на точности и линейности.

Переключатель в источнике тока решает проблему переходного процесса интегратора. При использовании переключателя вместо переключателя включения / выключения, более распространенного в старых конструкциях VFC: (а) в прецизионном источнике тока отсутствуют переходные процессы включения / выключения и (б) выходной каскад интегратора видит постоянную нагрузку — большинство времени, когда ток от источника течет непосредственно в выходной каскад; во время баланса заряда он все еще течет в выходной каскад, но через интегрирующий конденсатор.

Стабильность и переходное поведение прецизионного моностабильного устройства представляют больше проблем, но проблемы можно избежать, заменив моностабильный бистабильный мультивибратор с синхронизацией. Такое расположение известно как синхронный VFC или SVFC и показано на рисунке 6-77.

Рисунок 6-77 :. Синхронный VFC (SVFC)

Отличие от предыдущей схемы довольно мало, но длительность импульса баланса заряда теперь определяется двумя последовательными фронтами внешнего тактового сигнала.Если у этих часов низкий джиттер, заряд будет определен очень точно. Выходной импульс также будет синхронизирован с часами. SVFC этого типа обладают линейностью до 18 бит и превосходной температурной стабильностью.

Такое синхронное поведение удобно во многих приложениях, поскольку синхронную передачу данных часто проще обрабатывать, чем асинхронную. Однако это означает, что выходной сигнал SVFC не является чистым тональным сигналом (плюс, конечно, гармониками), как обычный VFC, а содержит компоненты, гармонично связанные с тактовой частотой.Отображение выходного сигнала SVFC на осциллографе особенно вводит в заблуждение и является частой причиной путаницы: изменение входа на VFC приводит к плавному изменению выходной частоты, но изменение на SVFC приводит к изменению плотности вероятности выходного сигнала. импульсов N и N + 1 тактов после предыдущего выходного импульса, который часто ошибочно интерпретируется как серьезное дрожание и признак неисправного устройства (см. Рисунок 6-78).

Рисунок 6-78 :. Формы сигналов VFC и SVFC

Другая проблема SVFC — это нелинейность на выходных частотах, связанных с тактовой частотой.Если мы исследуем передаточную характеристику SVFC, мы обнаружим нелинейности, близкие к субгармоникам тактовой частоты F C , как показано на рисунке 6-79. Их можно найти по телефонам F C /3, F C /4 и F C /6. Это происходит из-за паразитной емкости на микросхеме (и в схеме!) И передачи синхросигнала в компаратор SVFC, что приводит к тому, что устройство ведет себя как контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с инжекционной синхронизацией. Эта проблема присуща SVFC, но не часто является серьезной: если схемная карта хорошо спланирована, а амплитуда тактовых импульсов и dv / dts поддерживаются на минимальном практически низком уровне, это приводит к разрыву передаточной характеристики менее 8 LSB ( при разрешении 18 бит) на F C /3 и F C /4 и меньше на других субгармониках.Часто это допустимо, поскольку известны частоты, на которых это происходит. Конечно, если схема или развязка плохая, эффект может быть намного больше, но это вина плохой конструкции, а не самого SVFC.

Рисунок 6-79 :. Нелинейность SVFC

Очевидно, что SVFC квантован, а базовый VFC — нет. Из этого не следует, что , а не , что АЦП счетчика / VFC имеет более высокое разрешение (без учета нелинейностей), чем АЦП счетчика / SVFC, потому что часы в счетчике также устанавливают предел разрешения.

Когда VFC имеет большой входной сигнал, он работает быстро и (если считать за короткое время) дает хорошее разрешение, но трудно получить хорошее разрешение за разумное время выборки с медленным VFC. В таком случае может быть более практичным измерить период выхода VFC (это не работает для SVFC), но, конечно, разрешение этой системы ухудшается по мере увеличения входа (и частоты). Однако, если устройство счетчика / таймера выполнено «умным», можно измерить приблизительную частоту VFC и точный период не одного, а N циклов (где значение N определяется приблизительной частотой) и поддерживать высокое разрешение для широкого диапазона входов.Модульный АЦП AD1170, выпущенный в 1986 году, является примером этой архитектуры.

У VFC больше приложений, чем в качестве компонента АЦП. Поскольку их вывод представляет собой поток импульсов, его можно легко отправить по широкому спектру средств передачи (PSN, радио, оптическое, ИК, ультразвуковое и т. Д.). Его не должен принимать счетчик, а другой VFC, сконфигурированный как преобразователь частоты в напряжение (FVC). Это дает аналоговый выход, а комбинация VFC – FVC — очень полезный способ посылки точного аналогового сигнала через изолирующий барьер.

ИС таймера 555 — конфигурация выводов, режимы и его применение

ИС таймера 555

Таймер IC 555 был изобретен «Сигнетик Корпорейшн» и назывался таймером SE или NE555. Как правило, это монолитная схема синхронизации, которая обеспечивает точные и очень стабильные задержки времени или колебаний. Эти типы ИС очень дешевы и надежны по стоимости, если сравнивать с приложениями OP-Amp в тех же областях. Эти ИС используются в качестве нестабильных и моностабильных мультивибраторов в цифровых логических пробниках, преобразователях постоянного тока в постоянный, тахометрах, аналоговых частотомерах, регуляторах напряжения, устройствах контроля температуры и измерениях.IC SE555 используется в диапазоне температур от -55 ° C до 125 ° C, а IC NE555 используется в диапазоне температур от 0 ° до 70 ° C.

Что такое микросхема таймера 555?

Таймер IC 555 — это микросхема одного типа, используемая в различных приложениях, таких как генератор, генерация импульсов, таймер. Проектирование таймеров IC 555 может быть выполнено с использованием различных электрических и электронных компонентов, таких как транзисторы, резисторы, диоды и триггеры. Рабочий диапазон этой ИС колеблется от 4.Питание 5 В -15 В постоянного тока. Функциональные части микросхемы таймера 555 включают триггер, делитель напряжения и компаратор. Основная функция этой ИС — генерировать точный тактовый импульс. В моностабильном режиме задержка этой ИС контролируется внешними компонентами, такими как резистор и конденсатор. В нестабильном режиме рабочий цикл и частота регулируются двумя внешними резисторами и одним конденсатором.

Конфигурация выводов микросхемы таймера 555

Микросхема таймера 555 состоит из 8 выводов, каждый вывод которых выполняет определенную функцию.Конфигурация выводов этой ИС показана ниже.

Конфигурация выводов

микросхемы таймера 555

Вывод GND

Вывод 1 — вывод GND, который используется для подачи нулевого напряжения на ИС.

Триггерный контакт

Контакт-2 — это триггерный контакт, который используется для преобразования FF из набора в RST (сброс). Выходной сигнал таймера зависит от амплитуды внешнего триггерного импульса, подаваемого на триггерный вывод.

Выходной контакт

Контакт-3 — выходной контакт.

Вывод сброса

Вывод 4 — это вывод RST. Когда отрицательный импульс подается на этот вывод для отключения или сброса, и ложным срабатыванием можно пренебречь, подключившись к VCC.

Контакт управляющего напряжения

Контакт-5 — это контакт управляющего напряжения, используемый для управления шириной импульса выходного сигнала, а также уровнями порога и триггера. Когда на этот вывод подается внешнее напряжение, тогда форма выходного сигнала будет модулироваться

Пороговый вывод

Вывод 6 является пороговым выводом, когда напряжение подается на пороговый вывод, тогда оно контрастирует с опорным напряжением.Установленное состояние FF может зависеть от амплитуды этого вывода.

Разрядный контакт

Разрядный контакт 7 — это разрядный контакт, когда выход открытого коллектора разряжает конденсатор между интервалами, затем он переключает выход с высокого на низкий.

Клемма питания

Контакт 8 — это контакт источника напряжения, который используется для подачи напряжения на ИС по отношению к клемме заземления.

Режимы работы таймера 555 IC

Режимы работы таймера 555 — нестабильный, бистабильный и моностабильный.Каждый режим работы обозначается схемой и его выходом.

Работа в нестабильном режиме

В этом режиме схема таймера IC 555 выдает непрерывные импульсы с точной частотой в зависимости от номинала двух резисторов и конденсаторов. Здесь зарядка и разряд конденсаторов зависит от определенного напряжения. Принципиальная схема таймера 555 в нестабильном режиме показана ниже. Если напряжение подается на схему ниже, конденсаторы непрерывно заряжаются через два резистора и непрерывно генерируют импульсы.В следующей схеме контакты 2 и 6 замкнуты вместе для бесконечного повторного включения цепи. Если импульс запуска o / p высокий, конденсатор в цепи полностью разряжается. Длительные задержки достигаются за счет использования более высоких номиналов резисторов и конденсаторов.

Астабильный режим

Работа в моностабильном режиме

В этом режиме схема генерирует только одиночный импульс, когда таймер получает индикацию от i / p кнопки триггера. Длительность импульса может зависеть от номиналов резистора и конденсатора.Если активирующий импульс подается на i / p схемы через кнопку, конденсатор заряжается, а схема таймера продлевает высокий импульс, затем он остается высоким. пока конденсатор полностью не разрядится.Если необходимо увеличить временную задержку, то требуются конденсатор и резистор большего номинала.

Моностабильный режим

Работа в бистабильном режиме

В этом режиме схема выдает 2 сигнала стабильного состояния: низкий уровень и состояние. Сигналы o / p для сигналов низкого и высокого состояния управляются сбросом и активацией контактов i / p, а не зарядкой и разрядкой конденсаторов. Если на активный вывод подан низкий логический сигнал, то отключение микросхемы IC переходит на высокий уровень.Если на вывод RST подан низкий логический сигнал, то o / p схемы переходит на низкий уровень.

Бистабильный режим

Важные особенности таймера 555

  • Микросхема таймера 555 работает от широкого диапазона источников питания в диапазоне от + 5В до + 18В.
  • Ток нагрузки 200 мА.
  • Внешние компоненты должны быть выбраны правильно, чтобы временные интервалы могли быть выполнены за несколько минут вместе с частотами, превышающими несколько сотен кГц.
  • Выходной сигнал микросхемы таймера 555 может управлять TT1 из-за ее высокого тока размыкания.
  • Требуется температурная стабильность при изменении температуры на 50 ppm / oC (ppm означает части на миллион).
  • Рабочий цикл таймера можно регулировать.
  • Максимальная рассеиваемая мощность на корпус составляет 600 милливатт, а его сброс и триггерные входы / выходы имеют логическую совместимость.

Цепи таймера 555

ИС таймера 555 используются для генерации точной прямоугольной формы волны, которая используется во многих схемах.Эта схема разработана с транзисторами, диодами, резисторами и триггерами, и эта схема может работать в диапазоне питания постоянного тока 4,5-15 В. Схема таймера 555 состоит из трех функциональных частей, а именно триггеров, компаратора и делителя напряжения.

Основная функция компаратора заключается в сравнении уровней напряжения 2-i / p, таких как инвертирующие (-) и неинвертирующие (+) клеммы. Если «V» высокий на неинвертирующем выводе, значит, высокое значение o / p. Сопротивление / p идеального компаратора бесконечно.

Поскольку сопротивление i / p в компараторе бесконечно, напряжение между всеми тремя резисторами делится одинаково, и значение на каждом резисторе равно Vin / 3

Триггеры — это цифровые электронные устройства, и они имеют память. Если i / p высокий, а низкий на R, то o / p на Q высокий. Когда S высокий, o / p Q также высокое, а если R высокое, то o / p Q низкое.

555 Проекты на основе ИС таймера для студентов инженерных специальностей

ИС таймера 555 используется во многих проектах электронной инженерии для генерации импульсного сигнала.Здесь мы обсудили некоторые основные проекты на основе микросхем таймера 555, и они очень полезны для студентов инженерных специальностей.

Низковольтный преобразователь постоянного тока с использованием микросхемы IC 555

Этот проект используется для повышения напряжения, почти вдвое превышающего напряжение i / p, с использованием принципа умножителя напряжения. Например, если входное напряжение составляет около 5 В постоянного тока, то выходное напряжение, которое мы можем получить, составляет около 10 В постоянного тока. Данный проект разработан с таймером 555, работает в нестабильном режиме. В этом проекте конденсаторы соединены последовательно, и для зарядки этих конденсаторов таймер IC 555 подает тактовые импульсы.Эти заряженные конденсаторы изменяют напряжение, которое почти равно удвоенному напряжению i / p. Значение o / p можно рассчитать с помощью мультиметра.

Сигнал тревоги разрыва проводного шлейфа для взломщиков

Этот проект используется для определения того, когда вор атакует, чтобы разбить оконное стекло, подает сигнал тревоги. Этот проект разработан с использованием микросхемы таймера 555, и этот проект используется в качестве системы безопасности. При разрыве проволочной петли ИС активирует зуммер, чтобы предупредить об индикации.

Скрытый активный детектор сотового телефона

Этот проект разработан для идентификации любого активированного мобильного телефона на расстоянии полутора футов, чтобы избежать использования неавторизованного мобильного телефона в запрещенных зонах или в целях обеспечения безопасности. В этом проекте используется микросхема таймера 555, работающая в моностабильном режиме. Когда какой-либо неизвестный человек пытается позвонить, зуммер сигнализирует о наличии активного сотового телефона.

Сенсорный переключатель нагрузки

Этот проект разработан для регулирования нагрузки в течение короткого времени с помощью сенсорного переключателя и микросхемы таймера 555.Эта ИС работает в моностабильном режиме и активируется с помощью сенсорной панели, которая подключена к ее контакту триггера. O / p IC обеспечивает высокий логический уровень в течение фиксированного интервала времени, который определяется постоянной времени RC. O / p заставляет реле включать нагрузку на это время, после чего оно автоматически выключается.

Итак, это все, что касается основ микросхемы таймера 555, описания выводов и режимов работы. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции или идей инженерного проекта, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *