Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Легендарный таймер NE555 – описание и применение микросхемы

Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он  до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.

Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с несколькими другими элементами породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используется многими радиолюбителями.

555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих только общие выводы по питанию. Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.

Интегральная микросхема NE555 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе  комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)

Таймер NE555, кроме стандартного исполнения производиться так же в маломощном CMOS исполнении. Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.

Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно устанавливать буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.

Основные характеристики интегрального таймера NE555

  • Максимальная частота более чем 500 кГц.
  • Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
  • Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
  • Высокий выходной ток (до 200 мА)
  • Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
  • Совместимость с TTL уровнями.
  • Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.

Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.

В следующей таблице перечислены основные свойства NE555

Назначение выводов таймера NE555

№2 — Запуск (триггер)

Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания. Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.

№4 – Сброс

Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.

№5 — Контроль

Может использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.

№6 — Стоп (компаратор)

Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм. Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.

№7 — Разряд

Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.

№3 – Выход

Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем. Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.

Таймер NE555 — схема включения

Способность вывода 3 таймера NE555 создавать как высокий уровень напряжения, так и низкий (практически 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой подключенной как к минусу питания, так и к плюсу. Как пример, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузка (светодиод) может быть подключен либо к минусу, либо плюсу питания.

Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к выходу его можно подключить динамик. Он подключается после разделительного конденсатора (например, 100 мкф) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного максимального тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор предназначен для отделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.

Динамик с сопротивлением катушки ниже чем 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с меньшей емкостью (реактивное сопротивление), являющегося дополнительным сопротивлением либо с помощью усилителя. Усилитель также может быть использован для подключения более мощного громкоговорителя.

Как и все интегральных микросхемы, выход таймера NE555 управляющий индуктивной нагрузкой (реле) должен быть защищена от скачков повышенного напряжения, созданное в индуктивности в момент отключения. Диод (например, 1N4148) всегда подключается параллельно к катушке реле в обратном направлении.

Однако, для микросхемы NE555 требуется второй диод, включенный последовательно с катушкой реле. Он ограничивает низкое напряжение, которое находится на выходе 3 таймера и предотвращает возбуждение реле небольшим током.

Таким диодом может быть, например, 1N4001 (1N4148 диод не подходит) либо светодиод.

Скачать калькулятор и datasheet для таймера NE555 (скачено: 3 844)

fornk.ru

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВРЕМЯЗАДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ТАЙМЕРЫ) в устройствах на микросхемах

Многофункциональные времязадающие устройства (таймеры) представляют собой промежуточную ступень между аналоговыми и цифровыми устройствами и позволяют производить преобразование аналоговых сигналов в последовательность импульсов по заданному закону, обеспечивать формирование или генерацию импульсов с регулируемой длительностью и скважностью и многое другое.

Комбинация компараторов с элементами цифровой логики, реализованная в начале 70-х гг. прошлого века фирмой Philips Semiconductor в виде микросхемы под фирменным наименованием 555, оказалась настолько удачной, что открыла новый класс микросхем — многофункциональных времязадающих устройств (таймеров).

Микросхема таймера КР1006ВИ1 имеет как отечественные — КР1087ВИ1, КР1087ВИ2, КР1087ВИЗ, К1441ВИ1, так и зарубежные аналоги (в том числе сдвоенные устройства, последняя цифра в обозначении — 6) — микросхемы SE555, SA555, NE555, NE556, NE558 (счетверенный), ICM7555, ICM7556, TLC555, TLC556, TS555, TS556, TS3V555, TS3V556, LMC555, MIC1555, MIC1557 и т. п.

Рис. 19.1. Эквивалентная схема таймера КР1006ВИ1

Как правило, микросхема КР1006ВИ1 и ее аналоги состоят из двух компараторов, RS-триггера и выходного каскада, рис. 19.1. Входной резистивный делитель при подаче на него напряжения питания формирует на входах компараторов напряжения, равные 1/3 и 2/3 от величины напряжения питания.

Примечание.

Впрочем, эти напряжения можно корректировать на усмотрение пользователя, используя внешние навесные элементы.

Напряжение питания микросхемы КР1006ВИ1 составляет 5—15 В, выходной ток — до 100 мА. Для микросхем иных модификаций, например, ICM7555, диапазон питающих напряжений значительно шире — от

Рис. 19.2. Схема ждущего генератора (мультивибратора) на микросхеме КР1006ВИ1

2 до 18 В при токе нагрузки до 100 мА. Для LMC555 выходной ток до 200 мА при напряжении питания 4,5—18 В. Микросхемы, соответственно, отличаются и предельными частотами использования (от менее 1 до 5 МГц).

На рис. 19.2—19.5 приведены типовые схемы включения микросхемы КР1006ВИ1

[19.1] .

Генератор сигналов пилообразной формы с регулируемой длительностью фронтов может быть собран по схеме, приведенной на рис. 19.6

Рис. 19.3. Типовая схема генератора импульсов на микросхеме КР1006ВИ1

[19.2] . На транзисторе VT1 выполнен генератор стабильного тока, от которого производится заряд времязадающего конденсатора С1. Частота работы генератора — около 1 кГц, для указанных на схеме номиналов, пропорционально зависит от величины зарядного тока, емкости конденсатора и напряжения питания устройства. Предельная частота генерации — 30 кГц. Переключателем SA1 можно задавать форму пилообразного сигнала.

Рис. 19.4. Схема широтно-импульсного модулятора на микросхеме КР1006ВИ1

Генератор прямоугольных импульсов на микросхеме КР1006ВИ1 (рис. 19.7) имеет линейную частотную зависимость генерируемых сигналов от угла поворота ручки потенциометра R2 [19.3]. Диапазон генерируемых импульсов можно ступенчато задавать переключением емкости времязада- ющего конденсатора С1. Этот конденсатор заряжается от источника питания через генератор стабильного тока, выполненного на транзисторах.

Частота выходного сигнала определяется как, где

К — нижняя долевая часть потенциометра R2 (0—1,00). При указанных на схеме номиналах частота выходного сигнала регулируется в пределах от ед. герц до 5 кГц.

В качестве n-p-n (MPSA06) транзисторов устройства можно использовать КТ201А; p-n-p (MPSA56) — КТ203А или их аналоги.

Оптоэлектронное устройство (рис. 19.8) может быть использовано в составе охранных систем, устройств для подсчета количества деталей на конвейере и т. д. [19.4]. Оптический сигнал светодиода HL1 принимается фотоприемником, в состав которого входит:

♦  фотодиод VD1;

♦  усилитель на транзисторе VT1.

Выходной сигнал с усилителя управляет работой генератора импульсов на микросхеме DA1 КР1006ВИ1. При пересечении светового пучка состояние транзистора переключается, на выходе устройства формируется прямоугольный импульс длительностью 1 с (определяется произведением R5C1). Этот сигнал можно использовать для запуска счетчика предметов, включения звукового или светового сигнала, включения системы охранной сигнализации. Для обеспечения скрытости работы устройства следует использовать светодиод HL1 инфракрасного диапазона.

Пороговое устройство на микросхеме DA1 КР1006ВИ1 с чувствительным элементом — фотосопротивлением R2 (рис. 19.9) позволяет индицировать звуковым сигналом момент перемены освещенности, например, индицировать наступление сумерек [19.5]. Устройство можно использовать в системах охранной сигнализации, в качестве фотореле и т. д.

В качестве чувствительного элемента можно включать резистивные преобразователи иных величин, например, терморезистор, тензорезистор.

Совет.

Выходной сигнал порогового устройства можно подавать не только на пьезозуммер (генератор звуковых сигналов, рассчитанный на питание от б В) но и на другую систему индикации, либо исполняющее или коммутирующее устройство.

Преобразователь напряжения (рис. 19.10) работает по достаточно распространенной схеме: микросхема КР1006ВИ1 генерирует прямоугольные импульсы частотой 70 кГц [19.6]. Эти импульсы поступают на диодный удвоитель напряжения и простейший конденсаторный фильтр (конденсатор С4). Положительным свойством преобразователя является то, что выходное напряжение развязано по постоянному току от остальной схемы. КПД преобразователя невелик: при потребляемом токе 7 мА устройство отдает в нагрузку лишь 1 мА.

Рис. 19.10. Схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1006ВИ1

Преобразователь–инвертор напряжения (рис. 19.11) позволяет преобразовать (инвертировать) полярность входного (положительного) напряжения в равное напряжение противоположного знака [19.7]. Частота работы преобразователя- генератора импульсов на микросхеме DA1 определяется номиналами элементов R2, R3, С5. Цепочка обратной связи VD1 и R1 обеспечивает при соответствующей настройке стабилизацию выходного напряжения (-12 В).

Преобразователь напряжения (рис. 19.12) позволяет при питающем напряжении 11—18 В получить на выходе биполярные напряжения ±5 В при токе нагрузки до 50 мА [19.8]. На микросхеме DA1 КР1006ВИ1 выполнен генератор импульсов, работающий на частоте порядка 160 кГц, Выходные импульсы с генератора поступают на два выпрямителя, формирующих на выходе разнополярные нестабилизированные напряжения. Для стабилизации этих напряжений использованы микросхемы DA2 и DA3. При определенных условиях уровень выходных стабилизированных напряжений можно синхронно менять по усмотрению пользователя.

Простой преобразователь напряжения для питания маломощной неоновой лампы выполнен на микросхеме DA1 КР1006ВИ1. Его схема представлена на рис. 19.13 [19.9].

Рис. 79.7 7. Схема инвертора напряжения на микросхеме КР 7006ВИ 7

Рис. 19Л2. Схема бестрансформаторного преобразователя напряжения с выходным напряжением ±5 В

Рис. Ί9.Ί3. Схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1006ВИ1

Регуляторы мощности в активной нагрузке зачастую имеют малый КПД. В регуляторе, рис. 19.14, использован принцип широтно-импульсной модуляции выходного сигнала, что позволяет регулировать выходную мощность в нагрузке практически от 0 до 100 % с малыми потерями (в основном на выходном транзисторе) [19.10].

В качестве генератора задающих импульсов использована микросхема DA1 КР1006ВИ1. Благодаря использованию компаратора DA2 СА3130с регулируемым порогом переключения удается регулировать ширину выходного сигнала в широких пределах. Поскольку на выходе компаратора формируются импульсы прямоугольной формы с крутыми краями, а выходные транзисторы работают в режиме насыщения, потери на них минимальны, хотя из соображений даль-

Рис. Ί9.Ί4. Схема широкодиапазонного регулятора активной мощности в резистивной нагрузке

нейшего повышения эффективности работы устройства в выходном каскаде предпочтительнее применять полевые транзисторы.

Максимальный ток нагрузки — до 3,15 А. Частота генерации — 65 Гц. Хотя устройство может работать и на более высоких частотах (до 10 кГц), повышать частоту генерации выше 200 Гц не рекомендуется, поскольку возрастают потери на транзисторах.

В порядке сопоставления рассмотрим далее особенности практического использования наиболее высокочастотных (до 5 МГц) микросхем таймеров М1С1555 и MIC1557, производимых фирмой Micrel, рис. 19.15 [19.11]. Эти микросхемы способны работать от источника питания напряжением 2,7—18 В, потребляют ток до 0,2 мА при напряжении питания 3 В (при низком уровне на входах TRG и THR — для микросхемы MIC1555)у могут работать на сопротивление нагрузки менее 15 Ом, выдерживают 10 с перегрев до температуры 300 °С.

Типовое устройство, в качестве которого обычно применяют микросхемы таймеров — ждущий мультивибратор, может быть изготовлено по схемам, рис. 19.16—19.18. Вариант схемы с дифференцирующей входной цепью приведен на рис. 19.17. Срабатывание-переключение схемы происходит в момент, когда входное напряжение достигнет порогового значения срабатывания входного компаратора таймера.

Рис. 7 9.75. Эквивалентная схема микросхемы-таймера MIC 1555

Рис. 19.16. Схема ждущего мультивибратора на микросхеме- таймере MIC 1555

Рис. 19.17. Вариант схемы ждущего мультивибратора на микросхеме- таймере MIC 1555

Длительность выходного импульса определяется выражением £=1,1R2C2, где I — длительность импульса, с,

Рис. 79.78. Вариант схемы ждущего мультивибратора на микросхеме MIC 1555

Рис. 7 9.7 9. Схема релейного устройства управления мощной нагрузкой на основе триггера Шмитта

Рис. 7 9.20. Схема звукового индикатора напряжения на микросхеме MIC1555

Рис. Ί9.21. Эквивалентная схема микросхемы-таймера MIC1557

R — сопротивление, Ом, С — емкость, Ф. Для того, чтобы перевести схему ждущего мультивибратора в режим автогенерации импульсов, достаточно вход схемы соединить с выходом. Частота генерации при указанных на рис. 19.16 номиналах близка 8 кГц.

На основе микросхемы-таймера может быть собрано пороговое устройство, предназначенное для коммутации мощной нагрузки, управление которой (включение/ отключение) определяется уровнем входного сигнала, рис. 19.19. Подобное схемное решение может быть использовано в системах автоматического регулирования, поддержания заданного уровня, например, освещения, температуры и т. д.

С использованием микросхемы- таймера может быть изготовлено устройство для звуковой индикации уровня входного напряжения, рис. 19.20. По высоте генерируемого звукового сигнала или его отсутствию можно судить об уровне входного напряжения.

Микросхема таймера MIC 1557 отличается от MIC1555 не только внутренним строением, но и цоколевкой, рис. 19.21.

Рис. 79.22. Схема генератора импульсов на микросхеме- таймере MIC 1557

Рис. 19.23. Вариант схемы генератора импульсов на микросхеме-таймере MIQ1557

Рис. 7 9.24. Схема повышающего бестрансформаторного преобразователя напряжения на микросхеме-таймере MIC 1557

Простейший генератор прямоугольных импульсов на микросхеме MIC1557 может быть реализован с использованием всего трех навесных элементов, рис. 19.22.

Схема генератора прямоугольных импульсов на микросхеме MIC1557у в которой можно независимо регулировать длительность импульса/паузы (при использовании в качестве резисторов R2 и R3 потенциометров), изображена на рис. 19.23. Период следования импульсов определяется из выражения: f=0,7(R2+R3)Cl, где t — период импульсов, с, R — сопротивление,

Ом, С — емкость, Ф.

На основе микросхемы-таймера можно изготовить преобразователь напряжения, рис. 19.24. Выход генератора прямоугольных импульсов на микросхеме MIC1557 соединен с умножителем напряжения, нагруженным на стабилитрон VD1. Выбор этого стабилитрона и числа каскадов умножения напряжения определяет величину выходного стабилизированного напряжения.

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.

nauchebe.net

datasheet, устройства и применение роли генератора импульсов

Сразу стоит отметить при описании микросхемы NE 555, что она выпускается как в стандартной ТТЛ логике, так и КМОП, поэтому она может работать в широком диапазоне напряжений и использована во многих типах устройств в качестве генератора тактовых импульсов или универсального таймера. Микросхема может генерировать как одиночные, так повторяющиеся импульсы, что зависит от принципиальной схемы включения и выбора конкретного режима работы.

Разрабатывался первый вариант ИС еще в 1971 году знаменитой на то время компанией Signetics. По своим характеристикам и функциональным возможностям она является широко востребованной, свидетельством чего является ее активное применение в устройствах управления скоростью вращения двигателей и тиристорных регуляторах мощности.

Также, ее можно использовать для конструирования унифицированного генератора импульсов с регулируемой выходной частотой последовательностью импульсов. Для подробного описания характеристик микросхемы смотрите на ne 555 datasheet. В нем указаны не только основные характеристики, но также представлены диаграммы работы. А в этом описании ne 555 предоставим общую информацию, достаточную для разработки электронных устройств своими руками.

Предыстория создания ИС

В 70 гг. компания Signetics попала под влияние кризиса и вынуждена была сократить численность своего персонала как минимум на 50%, в число которых попал и разработчик представленной схемы. Поэтому она была создана буквально на коленках в гаражных условиях, а за основу была взята им же разработанная NE 566. Платформа будущей ИС уже состояла из основных, необходимых для работы функциональных блоков:

Существуют на ne 555 схемы включения разного типа для работы микросхемы достаточно было наличие внешней RC-цепи, которая являлась времязадающей. И внутренний делитель напряжения, пропорционально которому формировалась амплитуда выходного сигнала. После некоторого времени и внесения небольших доработок, в частности, замена встроенного генератора стабильного тока для зарядки внутреннего конденсатора на резистор, она поступила в серию.

Что касается структуры таймера, то в ней содержалось:

  • 23 транзистора;
  • 16 резисторов;
  • 2 диода.

Аналоги микросхемы

Универсальный таймер вскоре обзавелся функциональными аналогами, которыми стали советские микросхемы из серии КР:

  • 1006ВИ1;
  • 1008ВИ1;
  • 1087ВИ2;
  • 1087ВИ3.

Также, микросхема ne555 аналог имеет, например, КР10006ВИ1, то стоит учесть тот факт, что вход сброса R по отношению к установке имеет приоритет. Этот момент почему-то упущен в техническом описании МС, что является немаловажным фактом при построении электронных схем. В других микросхемах выводы имеют приоритет вплоть до наоборот S над R.

Все выше представленные аналоги таймеров построены на стандартной ТТЛ-логике. Если захотите спроектировать устройства на ne555 с более экономичными показателями, то лучше применить МС из серии КМОП. Таковыми являются устройства:

  • ICM 7555 IPA ;
  • GLC 555;
  • КР1441ВИ1.

Характеристики микросхемы

Функциональная схема представленной микросхемы достаточно проста и состоит из следующих блоков:

  • делителя напряжения, который сравнивает сигнал на входе с двумя опорными уровнями;
  • 2 высокоточных компараторов на высокий и на низкий уровень сигналов;
  • триггера со встроенными RS -входами и дополнительным сбросом, выходной транзистор средней мощности биполярный или полевой в зависимости от технологии.

Также, аппаратно в конструкции микросхемы предусмотрен усилитель мощности, повышающий нагрузочную способность устройства и ее качество работы.

Микросхема является универсальной, как ни посмотри, со всех сторон. Например, базовая версия NE 555 рассчитана на напряжение питания в пределах от 4,5 до 16,5 В, что весьма упрощает процесс конструирования многих схем, так как отпадает необходимость придерживаться конкретной величины питания.

Но если необходимо запитать генератор импульсов от пониженного уровня порядка 2–3 В, то лучше использовать схемы на КМОП-логике. Они не только могут свободно функционировать на низком напряжении, но и обладают повышенными показателями устойчивости к помехам и нестабильности питания.

Также, выпускаются модификации устройств с повышенным порогом питающего напряжения, который может достигать 18 В. Эти МС могут применяться в импульсных устройствах и генераторах.

Согласно информации, которую предоставляет западный на ne555 datasheet потребляемый ток устройством зависит от величины входного импульса. Если она лежит на номинальном уровне порядка 5 В, то величина тока составляет не более 6 мА. Но если напряжение вырастет до 15В, то ток также растет до 15мА. Обычно устройства разрабатывают своими руками на средний показатель тока, который оставляет порядка 10 мА, что говорит о напряжении питания в пределах от 9 до 12 В. Но это характерно для ТТЛ-логики.

Микросхемы, сконструированные на основе КМОП-транзисторов, потребляют еще меньше – 100-200 мкА, что их делает еще более экономичными. Но максимальное значение потребляемого тока не превышает 100 мА. Если у вас она берет больше этого значения, это означает что устройство неисправно и требует замены.

Некоторые проблемы и особенности работы с микросхемой

8-пиновый корпус – идея хорошая, но из-за этого форм-фактора возникают некоторые трудности при работе с таймером. А именно, он лишен возможности независимого сравнения сигналов верхнего и нижнего порогов, что довольно часто требуется в устройствах преобразования, например, тех же АЦП. Чтобы реализовать такую возможность радиолюбители прибегают к использованию другой серии устройств, например, NE 521 или устанавливают на вход элементы 3И-НЕ, если это целесообразно.

В биполярных устройствах присутствует такой недостаток, как импульсный ток при включении и выключении, величина которого может достигать 400 мА, что может стать причиной пробоя выходного транзистора или других элементов схемы, в которую она была впаяна. Причиной такого явления является сквозной ток выходного каскада, возникающий из-за тех же высоких импульсов по питанию.

Чтобы устранить проблему, рекомендуется использовать специальный блокирующий конденсатор, подключаемый на входы 5 и общий (мину питания) емкостью порядка 0,01–0,1 мкФ. Благодаря заряду его обкладок внутренне напряжение в МС, поступающее на выходной каскад, сглаживается, что и исключает вероятность возникновения пробоя. Также он защитит внутренний делитель от помех извне, которые могут вызвать ложное срабатывание.

Также, как и в случае со многими другими микросхемами с ТТЛ-логикой, NE 555 рекомендуется шунтировать гасящим конденсатором с керамическим обкладками емкостью 1 мкФ.

Назначение и расположение выводов микросхемы

NE 555 в базовом исполнении имеет 8-выводной корпус DIP, но также выпускаются иные модификации, являющиеся аналогами. Поэтому ориентировать исключительно этого описания при построении устройств своими руками на ее основе не стоит. К каждой микросхеме необходимо просматривать свой даташит.

Схемное обозначение устройства отображается в виде надписи «G 1/ GN». В зарубежных справочниках эту надпись можно расшифровать как генератор одиночных и серий импульсов. Что касается расположения выводов и их назначения, то все однотипные МС являются стандартизированными и могут быть взаимозаменяемы без внесения каких-либо доработок.

В таблице ниже представлено расположение выводов в стандартном корпусе МС:

Режимы работы и применение микросхемы

Самой простой схемной реализацией, применяемой в различный цифровых устройствах, является одновибратор. На примере этой схемы можно также увидеть типовое включение с использованием гасящего и шунтирующего конденсаторов. Именно в таком исполнении наиболее чаще применяется эта микросхема. А работает она следующим образом:

По приходу сигнала с низким уровнем на вход МС под номером 2 начинает работать таймер в режиме счета времени. При этом на выходе устройства устанавливается высокий уровень на протяжении всей длительности временного промежутка. Это время можно устанавливать самостоятельно, подобрав необходимые внешние компоненты, которыми выступают резистор и конденсатор, подключаемые к плюсу питания и выводу под номером 6.

Определяется временная задержка по стандартной формуле с учетом корректирующей константы: t =1,1 RC. По окончании счета (разряда конденсатор) таймер возвращается в исходное состояние. А выходной сигнал изменяется на противоположный. Итак до следующего прихода входного импульса низкого уровня.

При этом, если на входе присутствует низкий уровень, то на выходе высокий. А при подаче импульса на вход сброса триггера таймер останавливает свой счет и уровень сигнала на выходе изменяется на противоположный.

Режим независимого генератора

Чтобы включить микросхему в режиме мультивибратора, имеется схема, показанная на рисунке ниже. Здесь так же все просто, как и в предыдущем варианте, но имеются некоторые особенности расчета элементом и характеристик последовательности выходного сигнала. Чтобы задать определенную частоту смены выходного сигнала и последующее переключение в противоположное устойчивое состояние, потребуется выводы 2 и 6 объединить и установить еще один резистор в делить, уменьшив ток заряда конденсатора, но при этом связав входной сигнал с входом установки триггера. А чтобы рассчитать параметры используемых элементом, необходимо будет воспользоваться следующими простыми формулами расчета:

  • Временной промежуток в активном состоянии: t 1= ln 2(R 1+ R 2) C =0.693(R 1+ R 2) C.
  • Длительность удержания выходного сигнала низкого уровня: t 2=0.693 R 2 C.
  • Общее время или период следования череды импульсов: T =0.693(R 1+2 R 2) C.

Чтобы рассчитать генератор импульсов на микросхеме ne 555 частотой 3,4 Гц, потребуется использовать в схеме конденсатор с емкостью 47 мкФ, резистор R1=5 кОм, а сопротивление R2=2 кОм.

Изменение скважности выходного импульса

Нередко требуется применение микросхемы 555 с возможностью установки скважности выходного сигнала. Например, сделать ее больше 2, то для этого потребуется образовать дополнительную цепь между 7 и 6 выводами, подключив к ним диод. При этом анодный вывод контактирует с выводом 7 МС. Такое включение дополнительного компонента шунтирует резистор R 2, обеспечивая цепь заряда конденсатора через R 1. Тогда при расчете длительности высокого уровня сигнала на выходе будет происходить по формуле без учета R 2.

В обратном цикле разрядный ток будет протекать через R 2, а R 1 уже не участвует в процессе. И определяется по формуле, которая указывалась выше без изменений.

instrument.guru

Микросхема 555: применение

Микросхема интегрального таймера NE555 — это настоящий прорыв в области электроники. Она была создана в 1972 году сотрудником компании Signetics Гансом Р. Камензиндом. Изобретение не утратило своей актуальности и по сегодняшний день. Позднее устройство стало основой таймеров с удвоенной (IN556N) и счетверенной конфигурацией (IN558N).

Без сомнения, детище электронщика позволило занять ему свою видную нишу в истории технических изобретений. По уровню продаж данное устройство с момента своего появления превзошло любое другое. На второй год существования микросхема 555 стала самой покупаемой деталью.

Лидерство сохранялось и во все последующие годы. Микросхема 555, применение которой возрастало с каждым годом, продавалась очень хорошо. К примеру, в 2003 году было реализовано более чем 1 миллиард экземпляров. Конфигурация самого агрегата за это время не изменилась. Она существует свыше 40 лет.

Появление устройства стало неожиданностью для самого создателя. Камензинд преследовал цель сделать гибкую в использовании ИС, но, что она окажется столь многофункциональной, он не ожидал. Изначально она употреблялась как таймер или же генератор импульсов. Микросхема 555, применение которой увеличивалось быстрыми темпами, сегодня используется от игрушек для детей до космических кораблей.

Устройство отличает выносливость, поскольку оно построено на основе биполярной технологии, и для применения его в космосе специально предпринимать ничего не требуется. Только испытательные работы проводятся с особой строгостью. Так, при тесте схемы NE 555 для ряда приложений создаются индивидуальные пробные спецификации. При производстве схем не существует никаких различий, но подходы при выходном контроле заметно разнятся.

Появление схемы в отечественной электронике

Первое упоминание об инновации в советской литературе по радиотехнике появилось в 1975 году. Статью об изобретении опубликовали в журнале «Электроника». Микросхема 555, аналог которой был создан советскими электронщиками в конце 80-х годов прошлого столетия, в отечественной радиоэлектронике получила название КР1006ВИ1.

В производстве эту деталь употребляли при сборке видеомагнитофонов «Электроника ВМ12». Но это был не единственный аналог, так как многие производители во всем мире создавали подобное устройство. Все агрегаты имеют обячный корпус DIP8, а также корпус малых размеров SOIC8.

Технические характеристики схемы

Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает в себя 20 транзисторов. На блок-схеме устройства находятся 3 резистора с сопротивлением 5кОм. Отсюда и название прибора «555».

Основными техническими характеристиками изделия являются:

  • напряжение питания 4,5-18В;
  • максимальный показатель тока на выходе 200 мА;
  • потребляемая энергия составляет до 206 мА.

Если его рассмотреть на выход, то это цифровое устройство. Он может находиться в двух положениях — низком (0В) и высоком ( от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания может показатель достигать и 18 В.

Для чего нужно устройство?

NE 555 микросхема — унифицированное устройство с широким спектром применения. Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно, повышается уровень спроса потребителя. Такая известность вызвала падение цены на таймер, что радует многих мастеров.

Внутреннее строение таймера 555

Что же заставляет это устройство функционировать? Каждый из выводов агрегата подсоединен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

Удвоенный формат модели

Следует отметить, что NE 555 (микросхема) выпускается в удвоенном формате под названием 556. Она содержит два свободных IC.

Таймер 555 оснащен 8 контактами, тогда как модель 556 содержит 14 контактов.

Режимы работы устройства

Микросхема 555 обладает тремя режимами работы:

  1. Моностабильный режим микросхемы 555. Он работает как одноразовый односторонний. Во время функционирования выбрасывается импульс заданной длины как ответ на вход триггера при нажимании кнопки. Выход пребывает в низком напряжении до включения триггера. Отсюда он и получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип функционирования сохраняет устройство в бездействии до включения. Режим обеспечивает включение таймеров, переключателей, сенсорных переключателей, делителей частоты и др.
  2. Нестабильный режим является автономной функцией устройства. Он позволяет схеме пребывать в генераторном режиме. Напряжение в выходе изменчиво: то низкое, то высокое. Эта схема применима при надобности задавания устройству толчков прерывистого характера (при недолговременном включении и выключении агрегата). Режим используется при включении ламп на светодиодах, функционирует в логической схеме часов и др.
  3. Бистабильный режим, или же триггер Шмидта. Понятно, что он работает по системе триггера при отсутствии конденсатора и обладает двумя устойчивыми состояниями, высоким и низким. Низкий показатель триггера переходит в высокий. При сбрасывании низкого напряжения система устремляется к низкому состоянию. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

Выводы таймера 555

Генератор микросхема 555 включает восемь выводов:

  1. Вывод 1 (земля). Он подсоединен к минусовой стороне питания (общий провод схемы).
  2. Вывод 2 (триггер). Он подает высокое напряжение на время (все зависит от мощности резистора и конденсатора). Эта конфигурация и является моностабильной. Вывод 2 контролирует вывод 6. Если напряжение в обоих низкое, то на выходе оно будет высоким. В противном случае, при высоком напряжении в выводе 6 и низком в выводе 2, выход на таймере будет низким.
  3. Вывод 3 (выход). Выходы 3 и 7 располагаются в фазе. Подавая высокое напряжение с показателем примерно 2 В и низкое с 0,5 В будет получаться до 200 мА.
  4. Вывод 4 (сброс). Подача напряжения на этот выход низка, несмотря на режим работы таймера 555. Во избежание случайных сбросов, следует производить подключение этого выхода к плюсовой стороне при использовании.
  5. Вывод 5 (контроль). Он открывает доступ к напряжению компаратора. Это вывод в российской электронике не применяется, но при его подключении можно достичь широких возможностей управления устройством 555.
  6. Вывод 6 (остановка). Входит в компаратор 1. Он противоположен выводу 2, применим для остановки устройства. При этом получается низкое напряжение. Это вывод может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
  7. Вывод 7 (разряд). Он подсоединяется к транзисторному коллектору Т6, а эмиттер последнего заземлен. При открытом транзисторе конденсатор разряжается до его закрытия.
  8. Вывод 8 (плюсовая сторона питания), которая составляет от 4,5 до 18 В.

Применение выхода Output

Выход 3 (Output) может пребывать в двух состояниях:

  1. Осуществляется подключение цифрового выхода прямо к входу другого драйвера на цифровой основе. Цифровой выход может осуществлять управление другими устройствами при посредстве нескольких дополнительных составляющих (напряжение источника питания равно 0 В).
  2. Показатель напряжения во втором состоянии высок (Vcc на источнике питания).

Возможности агрегата

  1. При понижении напряжения в Output ток направляется через устройство и осуществляет его подключение. Это и есть понижение, так как ток производится из Vcc и проходит сквозь агрегат до 0 В.
  2. При возрастании Output ток, проходя через прибор, обеспечивает его включение. Этот процесс можно назвать источником текущих. Электроэнергия в этом случае производится от таймера и идет через прибор до 0 В.

Возрастание и понижение могут функционировать вместе. Таким образом достигается поочередное включение и выключение прибора. Такой принцип применим при функционировании ламп на светодиодах, реле, двигателей, электромагнитов. К минусам такого свойства можно отнести то, что прибор надо подключать к Output разными способами, так как выход 3 может выступать как в роли потребителя, так и в роли источника тока до 200 мА. Используемый блок питания дожжен подать достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

Микросхема LM555

Микросхема 555 Даташит (LM555) обладает широкими функциональными возможностями.

Она используется от генераторов прямоугольных импульсов с изменяемым показателем скважности и реле и задержкой срабатывания до сложных конфигураций ШИМ генераторов. Микросхема 555 цоколевка и внутреннее строение отражены на рисунке.

Уровень точности приспособления равен 1% от расчетного показателя, что является оптимальным. На такой агрегат, как NE 555 микросхема даташит, не воздействуют температурные условия окружающей среды.

Аналоги микросхемы NE555

Микросхема 555, аналог которой в России был назван КР1006ВИ1, представляет интегральное устройство.

Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), усилительный каскад на выходе, основанный на двухтактной системе и дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего заключается в сбросе задающего время конденсатора при использовании агрегата в роли генератора. Сбрасывание триггера происходит при подаче логической единицы (Юпит/2…Юпит) на входы R.

В случае сброса триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкий показатель напряжения (транзистор VT2 открыт).

Уникальность схемы 555

При функциональной схеме устройства очень трудно понять, в чем же заключается ее необычность. Оригинальность устройства состоит в том, что оно обладает особым управлением триггера, а именно формирует управляющие сигналы. Их создание происходит на компараторах DA1 и DA2 (на один из входов, на который подано опорное напряжение). Для формирования управляющих сигналов на входах триггера (выходах компараторов) следует получить сигналы с высоким напряжением.

Как произвести запуск устройства?

Чтобы запустить таймер, на выход 2 надо подать напряжение с показателем от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и при выходе создается сигнал с высоким напряжением. Сигнал выше предельного показателя не вызовет каких-либо изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпит.

Остановить таймер можно при сбрасывании триггера. С этой целью напряжение на выходе 6 должно превышать показатель 2/3 Юпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Юпит). При сбросе установится сигнал с низким напряжением и разряд конденсатора, задающего время.

Регулировать опорное напряжение можно посредством подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу агрегата.

Подмотка спидометра на 555 микросхеме

В последнее время среди владельцев автомобилей стало модным сматывать на спидометре пройденный машиной километраж.

Многие интересуются, подмотка спидометра на 555 микросхеме выполнима ли самостоятельно?

Эта процедура не представляет особой трудности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может функционировать в качестве счетчика импульсов. Отдельные составляющие схемы можно брать с показателями, отклоняющимися на 10-15 % от расчетных значений.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о