Интегральный таймер NE555 и его применение / Хабр
Когда в 1972 году началось производство микросхемы интегрального таймера NE555, никто не предполагал, что и через пятьдесят лет она не утратит популярности, а к названию таймера будут добавлять слово «легендарный».
В данной публикации мы разберём основные применения легендарного таймера 555 и аккуратно заглянем ему «под капот».
Приведённые в качестве примера схемы и временные диаграммы работы этих схем созданы с помощью SPICE-симулятора TINA TI V9 (версия 9.3.150.328). Модель интегрального таймера NE555 взята из стандартной библиотеки симулятора.
Важная информация: параметры генератора, применённого в примерах с триггером Шмитта и ждущим мультивибратором, задавались через свойства генератора и вызванный оттуда «Редактор сигнала». Анализатор переходных процессов запускался с выбранной опцией «Нулевые начальные условия».
Применение таймера 555 в качестве RS-триггера
Наиболее простым применением интегрального таймера 555 является использование его в качестве RS-триггера.
В качестве входа S (Set, установка) используется вход «TRIG»: при нажатии на кнопку «TRIG» вход микросхемы подключается к общему проводу, а на выходе — устанавливается высокий логический уровень.
В качестве входа R (Reset, сброс) используется вход «THRES»: при нажатии на кнопку «THRES» на вход микросхемы подаётся напряжение питания, а выход микросхемы переходит в сброшенное состояние.
Важным элементом схемы является «подтягивающий» резистор R2. Без него на выходе микросхемы сразу после включения устанавливается высокий логический уровень, и устройство на нажатие кнопок не реагирует. Переходные процессы при включении RS-триггера без «подтягивающего» резистора R2 представлены на графике справа:
При наличии «подтягивающего» резистора на входе «TRIG» на выходе микросхемы при включении устанавливается низкий логический уровень (состояние сброса), а устройство изменяет состояние в зависимости от состояния входов.
График переходных процессов при включении RS-триггера с «подтягивающим» резистором представлен ниже:
Структурная схема таймера 555
Чтобы разобраться с не совсем характерным для «классического» RS-триггера поведением микросхемы, изучим её структурную схему. Для примера возьмём интегральный таймер NE555 производства TI. Выглядит структурная схема достаточно любопытно:
В центре композиции находится асинхронный RS-триггер, к инверсному выходу которого подключён инвертирующий выходной буфер и транзисторный ключ с открытым коллектором. Сброс триггера производится или сигналом низкого логического уровня на входе 4 «RESET», или сигналом высокого логического уровня на выходе верхнего по схеме компаратора. Установка триггера производится сигналом высокого логического уровня на выходе нижнего по схеме компаратора.
Пороги срабатывания компараторов установлены делителем напряжения из трёх резисторов.
Напряжение верхнего порога срабатывания подаётся на вывод 5 «CONT».
Установка RS-триггера происходит при подаче на вход 2 «TRIG» напряжения ниже нижнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня.
Сброс RS-триггера происходит при подаче на вход 6 «THRES» напряжения выше верхнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня, и напряжение на входе «TRIG» — выше нижнего порога срабатывания.
Таким образом, наивысший приоритет имеет вход «RESET», а вход «TRIG» имеет приоритет выше, чем у входа «THRES». При включении NE555 по схеме RS-триггера без «подтяжки» по входу «TRIG» на входе «TRIG» всегда будет присутствовать напряжение ниже нижнего порога срабатывания, а выход будет переходить в состояние сброса только на время подачи сигнала низкого уровня на вход «RESET».
Сразу хочу сделать акцент и заострить внимание: в большинстве источников пороги срабатывания компараторов обозначены как 2/3 Ucc и 1/3 Ucc, а вывод «CONT» используется как выход, зашунтированный конденсатором ёмкостью 0,01 мкФ, или же никуда не подключённый, но с выводом 5 «CONT» не всё так просто.
В datasheet от TI «xx555 Precision Timers. SLFS022I — September 1973 — Revised September 2014» вывод 5 обозначен как I/O, а пороги срабатывания обозначены как «CONT» и «1/2 CONT». Это означает, что уровни порогов срабатывания компараторов не «прибиты намертво» к напряжению питания таймера, а могут варьироваться в широких пределах подачей на вход «CONT» управляющего напряжения. Если управляющее напряжение на вывод 5 не подаётся, он используется как выход «CONT» с подключённым к нему шунтирующим конденсатором 0,01 мкФ, а верхний порог срабатывания в этом случае CONT = 2/3 U
Применение шунтирующего конденсатора повышает устойчивость работы микросхемы и её помехозащищённость. Также не стоит забывать про подключение к цепям питания микросхемы блокировочных конденсаторов.
Диапазон напряжения питания большинства моделей таймеров 555 серии от 4,5 до 16 В (до 18 В для некоторых моделей), потребляемый ток варьируется от долей до единиц миллиампера (в зависимости от модели), выходной каскад большинства моделей способен выдерживать ток до 200 мА.
Применение таймера 555 в качестве триггера Шмитта
Триггер Шмитта применяется для преобразования входного сигнала непрямоугольной формы в выходной сигнал прямоугольной формы. Характерной особенностью работы триггера Шмитта является наличие гистерезиса, который определяется шириной «окна» между уровнями срабатывания триггера.
Использование таймера 555 в качестве триггера Шмитта является ещё одним из применений этой микросхемы. Для этого надо подать входной сигнал на соединённые вместе входы «TRIG» и «THRES» таймера. Амплитуда и смещение входного сигнала должны быть такими, чтобы сигнал перекрывал «окно», образованное порогами срабатывания компараторов.
На рисунке ниже на вход триггера Шмитта подаётся сигнал треугольной формы с амплитудой 2 В и смещением Uoffset = 2,5 В, равным половине напряжения питания Ucc. Частота сигнала 1000 Гц. При этом верхний порог срабатывания компаратора U
На графике мы видим преобразование входного периодического сигнала треугольной формы в классический меандр с DC = 50 %, где DC — аббревиатура от «duty cycle» (коэффициент заполнения). Входной сигнал может быть любой формы, «треугольник» в качестве входного сигнала был выбран из соображений наглядности.
Попробуем применить вывод 5 «CONT» в качестве входа и подать на него напряжение 4 В от внешнего источника. Изменения выходного сигнала представлены на рисунке ниже:
Мы видим, что при том же периоде выходного сигнала его коэффициент заполнения увеличился. Это связано с тем, что «окно» компаратора сдвинулось вверх и расширилось.
Теперь подадим на вход «CONT» напряжение 2 В:
Коэффициент заполнения уменьшился за счёт того, что «окно» сдвинулось вниз и сузилось.
Вышеприведённые примеры иллюстрируют возможность широтно-импульсной модуляции (ШИМ) входного периодического сигнала напряжением на входе «CONT».
Применение вывода 5 «CONT» в качестве входа также даёт возможность сужения «окна» компаратора для преобразования сигналов с небольшим значением амплитуды. Важно чтобы входной сигнал при этом имел смещение, при котором он оставался бы в рамках напряжения питания таймера.
Применение таймера 555 в качестве мультивибратора
Мультивибратором называют релаксационный генератор с выходным сигналом прямоугольной формы. Релаксационным он является в силу того, что элементы мультивибратора не обладают резонансными свойствами.
Схема мультивибратора на таймере 555 и диаграмма его работы приведены на рисунке ниже:
В момент включения на выходе микросхемы устанавливается высокий логический уровень, транзисторный ключ закрывается, сопротивление выхода «DISC» высокое. Конденсатор C2 заряжается через включённые последовательно резисторы R1 и R2 до напряжения Ucont, на выходе микросхемы устанавливается низкий логический уровень, транзисторный ключ открывается и подключает точку соединения резисторов R1 и R2 к общему проводу.
Конденсатор C2 разряжается через резистор R2, пока напряжение на нём не достигнет уровня 1/2 Ucont, на выходе таймера не установится высокий логический уровень, транзисторный ключ не закроется, и конденсатор снова не начнёт заряжаться через включённые последовательно резисторы R1 и R2.
В режиме автогенерации длительность высокого уровня выходного сигнала мультивибратора на таймере 555 равна:
При этом, длительность низкого уровня сигнала:
а период равен:
Из формул видно, что временные характеристики мультивибратора на таймере 555 определяются номиналами элементов R1, R2, C2 и не зависят от напряжения питания микросхемы.
Подадим на вход «CONT» напряжение 4 В от внешнего источника:
Период выходного сигнала и его коэффициент заполнения увеличились.
При подаче на вход «CONT» напряжения 2 В период выходного сигнала и его коэффициент заполнения уменьшаются:
Можно сделать вывод, что изменение напряжения на входе «CONT» приводит к частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) выходного сигнала мультивибратора.
Применение таймера 555 в качестве ждущего мультивибратора
Ждущий мультивибратор (одновибратор) предназначен для формирования импульса определённой длительности по внешнему событию.
Обычно в качестве внешнего события используется замыкание входа «TRIG» на общий провод нажатием кнопки, но мы вместо кнопки в эмуляторе будем использовать генератор сигналов, настроенный на одиночный импульс низкого уровня длительностью 10 мс:
Как видно из временной диаграммы работы ждущего мультивибратора на таймере 555, по получению импульса схема формирует на выходе сигнал длительностью около 2,2 с. Длительность сигнала определяется по формуле:
Хотелось бы заострить внимание на том, что длительность выходного сигнала ждущего мультивибратора на таймере 555 тоже не зависит от напряжения питания.
▍ От автора
В публикации проведён краткий обзор интегрального таймера 555 и его основных применений.
Большинство приведённых в публикации устройств может быть реализовано на микроконтроллерах, но аналоги NE555 по-прежнему выпускаются промышленностью по причине дешевизны и надёжности.
Важной особенностью схем на таймере 555 является то, что временные характеристики этих схем не зависят от напряжения питания, а расчёт этих характеристик производится по простым формулам или диаграммам.
Заслуженной популярностью таймер 555 пользуется у начинающих радиолюбителей: он недорогой, корпус DIP-8 легко устанавливается в беспаечную плату, требуется минимум «обвязки». И что очень важно для мотивации начинающих: схемы на таймере 555 начинают работать сразу после правильной сборки.
Вот пример простейшего генератора на NE555:
А такое реле времени по схеме из раздела про ждущий мультивибратор 12-летний подросток собирает за полчаса:
…и всё это началось пятьдесят лет назад, и, надеюсь, закончится нескоро.
NE555: схемы, распиновки, даташиты
Микросхема NE555, согласно своим основным характеристикам, входит в категорию таймеров-универсалов. Разброс временных промежутков, которые можно в них устанавливать, очень широк. Большинство схем ne555 содержат генераторы импульсов прямоугольного типа с разной частотой и протяженностью. Устройство вместе с небольшим количеством добавочных радиоприборов, таких как резисторы и конденсаторы, является составной частью разной электроники. Это генераторы, шим регулятор на ne555, временные ne555 реле, устройства для имитации звука с разной частотой и т.д.
Цоколевка NE555
Распиновка устройства не меняется многие годы, несмотря на применение в разных видах приложений. Стандартная версия, как правило, имеет пластиковый корпус DIP-8. Поверхностный монтаж оформляется с помощью SOP-8 и SOIC-8.
Первый вывод всегда имеет маркировку в виде небольшого округлого углубления или выпуклости.
Ранее был вариант в круглом корпусе из металла LM555CH, однако сейчас он не производится.
Он состоял из RS-триггера, двух компараторов, разрядного транзистора и инвертирующего усилителя.
Основные характеристики ne555
Устройство не является одним из биполярных ИС, ТТЛ, КМОП, но легко взаимодействует с ними. Напряжение ne555, при котором устройство может нормально работать, имеет диапазон в пределах 4,5 — 16 В. Если оно равно 5 В, происходит согласование выхода таймера ne555 и ТТЛ-входов остальных схем. В противном случае, нужны еще какие-либо согласующие приборы, чтобы задать импульсам нужный уровень.
Пределы допустимых значений
Есть ряд типовых максимальных эксплуатационных характеристик NE555. Они встречаются в самых распространенных модификациях этой микросхемы. Их различия зависят лишь от компании-производителя, но, как правило, одинаковы в большинстве технических описаний:
Напряжение источника энергии — от 4,5 до 18 Вольт.
Рассеиваемая мощность — 600 микроВатт.
Ток на выходе — 200 миллиАмпер.
Рабочая частота — 500 килоГерц.
Температура для работы — от 0 до 70 градусов, для хранения — от -65 до 150 градусов.
Если превышать указанные параметры, устройство может выйти из строя.
Чем можно заменить NE555
В советские времена существовал полный ne555 аналог микросхемы — КР1006ВИ1. Сегодня она производится в Латвии и Белоруссии. В русскоязычной инструкции к ней дана информация, полностью соответствующая англоязычному варианту ne555 datasheet.
Есть один момент, важный для подбора качественной замены. В указанной версии прибора есть приоритет работы выводов “останова” над “запуском”, а в оригинальном варианте обратная ситуация. В большей части распространенных схем этого функционала нет, но не нужно совсем сбрасывать его со счетов.
Такая микросхема является незавершенным изделием с реализацией 2 эксплуатационных режимов:
Моностабильного — таймера запуска.
Мультивибратора, который генерирует одиночные импульсы.
Чтобы прибор мог работать в одном из этих режимов, его нужно немного усовершенствовать.
С этой целью между контактами ставят RC-цепочку с заблаговременной подборкой конденсатора и резистора. Их показатели задают нужную частота ne555 и периодику прямоугольных сигналов на выходе устройства, когда на него подается питание. Чтобы повысить точность работы во избежание помех извне, нужно проводить шунтирование емкостью, составляющей не более 0,1 мкФ.
Ne555 — схемы включения
Работа NE555 в режиме таймера
Требуется 2 дополнительных элемента:
Резистор.
Две емкости.
Когда подается питание, на 3-й по отношению к уровню земли ножке будет напряжение 0 Вольт. Конденсатор, задающий время, не имеет заряда, и в этом состоянии схема может пребывать долго, до поступления на второй контакт положительного сигнала. По величине он должен быть втрое меньше напряжения питания.
Когда сигнал подается на 2 контакт, выход микросхемы получает напряжение на уровне питающего. Его протяженность определяется временем заряда С. Когда это происходит, напряжение на выходе уменьшается почти до нуля, и устройство разряжается.
Для схемы важно, что, как только она включается, никакие влияния на контакт 2 не меняют уровень выходного напряжения. Но его можно уменьшить подачей сигнала на 4 ножку. Рассчитать временный интервал выходного импульса можно с помощью формулы: T=1.1*Rt*Ct.
Работа в режиме мультивибратора
ne555 выдает прямоугольные сигналы. Их периодичность зависит от значений задающей время RC-цепочки. Конструкция немного меняется, в нее добавляется дополнительное сопротивление. Контакт 7 соединяет резисторы Ra и Rb, но отключается внутри таймера.
Когда питание подается на микросхему, на выходе возникает высокий уровень по отношению к земле, начинается заряд конденсатора. При достижении Ct заряда в размере 2⁄3 от напряжения питания, произойдет переключение схемы и снижение напряжения на выходе до 0. Тогда включается 7 контакт и устройство разряжается.
Основные черты и минусы таймера NE555
Главная отличительная черта устройства — наличие встроенного делителя напряжения.
Он задает верхнее и нижнее пороговые значения, при которых срабатывают 2 компаратора. Так как его невозможно убрать, это ограничивает возможность применения схемы.
У таймера с биполярными транзисторами есть один явный минус, касающийся перехода выходного каскада между состояниями. При переключении в устройстве проходит паразитный сквозной ток. На пике он доходит до 400 миллиАмпер, что приводит к возрастанию тепловых потерь.
Чтобы решить эту проблему, нужно установить полярный конденсатор. Он имеет емкость не более 0,1 мкФ между проводом и выводом контроля. Это стабилизирует устройство при запуске и при работе вообще. Чтобы устойчивость к помехам была еще выше, в цепь питания включают конденсатор 1 мкФ.
У таймеров, в основе которых находятся КМОП-транзисторы, нет указанных проблем. Им не требуется монтаж конденсаторов извне.
Размещение и предназначение выводов
NE555 и транзисторы, которые можно использовать для его замены, как правило, имеют восьмивыводной корпус PDIP8, TSSOP, либо SOIC.
Выводы, вне зависимости от вида корпуса, расположены стандартно.
Таймер графически обозначается в виде прямоугольника и подписывается как G1 (генератор одиночного импульса) или GN (мультивибратор).
Виды выводов:
- GND — общий. Это 1-й вывод по отношению к ключу. Его подключают к участку питания прибора со знаком “-”.
- TRIG — запуск. Когда низкий импульс подается на вход 2-го компаратора, устройство запускается, и на выходе появляется сигнал высокого уровня. На их протяженность влияет номинал внешних деталей С и R.
- OUT — выход. Напряжение при высоком уровне сигнала на выходе составляет 1,5 В, при низком — 0,25 В. Переключение составляет 0,1 мкс.
- RESET — сброс. Этот вход обладает максимальным приоритетом. Он управляет работой устройства при любом напряжении на других выводах. Разрешение запуска возможно при потенциале от 0,7 В. Из-за этого его, с помощью резистора, связывают с питанием устройства. Если появляется импульс менее 0,7 В, NE555 перестает работать.
- CTRL — контроль. Впрямую соединяется с делителем напряжения, и без воздействий извне выдается 2/3 Uпит. Когда на вывод подается сигнал управления ne555, получается модуляция сигнала. В стандартных схемах он соединяется с внешним конденсатором.
Как изготовить металлоискатель ne555 своими руками
Существует способ самодельного изготовления металлоискателя из 2 схем ne555. Они состоят из 2 катушек:
- Передачи — Tx.
- Приема — Rx.
Вся конструкция делится на 2 блока. Первый, который находится слева, состоит из генератора прямоугольных импульсов. Элементы, задающие время ( R1, R2, C1) подбираются так, что приблизительная выходная частота равна 700 Герц. Ее называют частотой слышимого спектра.
Передача импульсов происходит через резистор с ограничениями тока — R3. Расположение двух катушек на одной территории таково, что они вместе составляют перекрытие и у системы появляется индукционный баланс. Напряжение катушки приема равно нулю, а со стороны правого участка схемы нет никакой реакции.
При наличии рядом металлического предмета нарушается баланс и раздается звук.
Для усиления сигнала, поступающего на вход микросхемы 2 приемной катушки используется транзистор VT1, а именно, КТ3102ЕМ, или его аналог с любым уровнем усиления. Резисторы образуют усилитель напряжения. С помощью переменных резисторов настраивается металлоискатель на ne555. R6 -для подстройки, настраивается после взаиморазмещения катушек. R7 и R8 помогают осуществлять точную настройку и устанавливаются в корпусе устройства.
В сознании звукового сигнала участвует пьезоизлучатель BA1. Его изымают из непригодного мультиметра. Желательно, чтобы он имел внутренний генератор. Сформированный на выходе DD2 сигнал импульсов сигнализирует и помогает улавливать небольшие перемены звука, когда рядом находится предмет из металла.
Как изготовить катушку
Чтобы намотать катушки металлоискателя, нужно воспользоваться эмалированным проводом для обмотки с радиусом от 0,16 мм. Подберите какой-нибудь крупный предмет и сделайте обмотку вокруг него.
Провод можно достать из ненужного электродвигателя или силового трансформатора.
Достаньте намотанную катушку и обмотайте бумажной клейкой лентой. Должны получиться 2 идентичные катушки. Скотч нужен, так как со временем обмотка теряет форму. Желательно сделать их приплюснутыми, напоминающими букву D, чтобы одна не перекрывала другую. Основанием для катушек может служить сэндвич -панель, часто применяемая в пластиковых окнах. Соединять катушки с платой можно экранированным проводом.
Как собрать мигалку на ne555
В среде любителей электроники очень популярна простейшая мигалка, в основе которой — данная микросхема. В ней немного элементов, чего вполне достаточно для управления 1-2 светодиодами.
Схема обычной мигалки на NE555
В этом устройстве действует режим мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы. Их длина меняется путем подбора конденсаторов и резисторов. Схема состоит из 2 попеременно включаемых светодиодов. Но если вам нужен только 1 из них, второй не обязательно включать в микросхему, это не скажется на качестве работы всего прибора.
Питание схемы осуществляется от 3В, может находиться в разбросе от 3 до 15. При увеличении питания нужен подбор резисторов в светодиодные цепи. Если питание идет от 12 В, резисторы должны быть 1,5 — 2 килоОм.
Собранную мигалку не нужно настраивать, она работает при включении. Не обязательно брать резистор на 220 килоОм, достаточно впайки переменного или подстроечного варианта. Это поможет сделать настройку частоты мигания светодиода.
Для сборки схемы можно использовать макетную плату. Так как число компонентов в ней — минимальное, можно применить навесной монтаж. Этот прием актуален для автомобилистов.
Как изготовить реле времени ne555 самостоятельно
Чтобы лучше ознакомиться с таймером, изготовьте реле времени собственноручно. Это простая классическая схема, которую может собрать любой человек.
Для запуска используется тумблера SB1, для настройки длительности — резистор R2. Примерное время работы указанной схемы — 6 сек. Чтобы его увеличить, не меняя характеристики R2, нужно повысить емкость С1.
Для суточного рабочего цикла нужно использовать конденсатор с емкостью 1,6 тысяч мкФ. При применении микросхемы в условиях, приближенных к реальным, фарады можно менять на более соответствующие нужному рабочему времени. Для расчета применяют формулу: T=C1*R2, С1 — емкость выбранного конденсатора, R2 — средний показатель сопротивления резистора подстройки.
Распиновка выглядит так:
- GND (Земля) — уменьшается питание.
- Trigger (запуск) — контакт получает импульс для начала работы таймера. Возникает от нажатия тумблера.
- Output (выход) – при активности таймера идет генерация исходящего сигнала на контакте.
- Reset (сброс) — подается отрицательный сигнал, и происходит остановка таймера.
- Control Voltage (контроль) — повышается устойчивость прибора к помехам.
Приобрести NE555 можно на Алиэкспресс(по ссылке) и в других интернет-магазинах по максимально доступным ценам.
youtube.com/embed/-xGQrgBpht0?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””/>555 Таймер IC Схема выводов, режимы, схема, работа и техническое описание
— Реклама —
ИС таймера 555 является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект с одним 8-битным микроконтроллером и некоторыми периферийными устройствами или сложный проект с системой на кристалле (SoC), в нем задействован таймер 555. Они обеспечивают временные задержки, как генератор и как элемент триггера среди других приложений.
Представленный в 1971 году американской компанией Signetics, 555 до сих пор широко используется благодаря своей низкой цене, простоте использования и стабильности. Он производится многими компаниями в оригинальных биполярных и маломощных типах CMOS. По оценкам, только в 2003 году было произведено миллиард единиц.
В зависимости от производителя стандартный корпус таймера 555 включает 25 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов на кремниевой микросхеме, установленных в 8-выводном миниатюрном двухрядном корпусе (DIP-8). Варианты состоят из объединения нескольких микросхем на одной плате. Тем не менее, 555 по-прежнему остается самым популярным.
555 Таймер IC Внутренняя цепь— Реклама —
Давайте посмотрим на схему выводов, чтобы получить представление об интегральной схеме таймера (ИС), прежде чем говорить о работе таймеров 555.
555 Схема контактов ИС времени Схема контактов| Контакт | Имя | Назначение |
| 1 | ЗЕМЛЯ | Опорное напряжение заземления, низкий уровень (0 В) |
| 2 | ТРИГ | |
| 3 | ВЫХОД | Этот выход управляется примерно на 1,7 В ниже +Vcc или на GND. |
| 4 | СБРОС | Интервал времени можно сбросить, подключив этот вход к GND, но отсчет времени не начнется снова, пока значение RESET не превысит примерно 0,7 В. Переопределяет TRIG, который переопределяет порог. |
| 5 | КОНТРОЛЬ | Обеспечивает «контрольный» доступ к внутреннему делителю напряжения (по умолчанию 2/3 В пост. |
| 6 | ПОРТ | Интервал времени (OUT high) заканчивается, когда напряжение на пороге больше, чем напряжение на CTRL (2/3 В пост. тока, если CTRL разомкнут). |
| 7 | ДИС | Выход с открытым коллектором, который может разряжать конденсатор между интервалами. В фазе с выходом. |
| 8 | Вкк |
In other words, OUT is high as long as the trigger is low. The output of the timer totally depends upon the amplitude of the external trigger voltage applied to this pin."}”>
тока).
"}”>555 Сегодня таймер используется почти в каждой электронной схеме. Таймер 555 работает как триггер или как мультивибратор, он имеет определенный набор конфигураций. Некоторые из основных особенностей таймеров 555:
- Он работает в широком диапазоне напряжения питания от +5 В до +18 В.
- Поток или источник 200 мА тока нагрузки.
- Внешние компоненты должны быть подобраны правильно, чтобы временные интервалы можно было уложить в несколько минут при частотах, превышающих несколько сотен килогерц.
- Выходной контакт таймера 555 может управлять транзисторно-транзисторной логикой (TTL) из-за высокого выходного тока.
- Он имеет температурную стабильность 50 частей на миллион (ppm) на градус Цельсия при изменении температуры , что эквивалентно 0,005 %/°C.
- Рабочий цикл таймера регулируется.
- Кроме того, максимальная рассеиваемая мощность на корпус составляет 600 мВт, а входы триггерного импульса и сброса имеют логическую совместимость.
Микросхема таймера 555 обычно работает в 3 режимах:
- Нестабильный режим
- Моностабильный режим
- Бистабильные режимы
Это означает, что стабильного уровня производительности не будет. Таким образом, выход будет колебаться между высоким и низким. Этот характер нестабильного выхода используется в качестве тактового или прямоугольного сигнала для многих приложений.
Также проверьте: 555 Калькулятор нестабильных цепей таймера
Моностабильный режим Эта конфигурация состоит из одного стабильного и одного нестабильного состояния. Стабильное состояние может быть выбрано пользователем как высокое или низкое.
Если стабильный выход установлен на высокий уровень (1), выход таймера имеет высокий уровень (1). При подаче прерывания на выходе таймера устанавливается низкий уровень (0). Поскольку низкое состояние нестабильно, оно автоматически переходит в высокое (1) после прохождения прерывания. Аналогично обстоит дело и с малостабильным моностабильным режимом.
Также проверьте: 555 Timer Monostable Circuit Calculator
Бистабильный режимВ бистабильном режиме оба состояния выхода стабильны. При каждом прерывании выходной сигнал меняется с низкого (0) на высокий (1) и наоборот и остается на этом уровне. Например, если у нас есть высокий уровень (1) на выходе, он станет низким (0) после получения прерывания и останется низким (0) до тех пор, пока следующее прерывание не изменит статус.
Более подробную техническую информацию можно найти в Техническом описании микросхемы таймера 555.
Приведенное ниже видео от Skinny R&D также дает представление о таймерах 555.
Посмотреть это видео на YouTube
- Схема светодиодного диммера
- RGB-лампа
- Детектор движения
Вы также можете проверить список 555 проектов на основе таймера IC.
Дополнительные учебные материалы доступны в разделе обучения.
Эта статья была впервые опубликована 4 июня 2017 года и недавно обновлена 7 декабря 2022 года.
555 принципиальная схема таймера – Electronics fun
NE555 — наиболее популярная интегральная схема (ИС) для схем, связанных со временем, например, для генерации прямоугольных импульсов, тонов, тактовых импульсов, временной задержки, сигналов ШИМ и т. д. Она используется в большинстве цифровых и аналоговых схем. Принципиальная схема таймера Basic 555 и его работа описаны в этой статье. он изобретен в 1971 году американской компанией Signetics. Стандартная микросхема 555 включает 25 транзисторов, 15 резисторов и 2 диода.
Имеет 8 контактов; описание выводов этой микросхемы приведено ниже.
Земля и VCC — контакты питания. Выходной контакт становится высоким, когда напряжение на триггерном контакте ниже VCC, и низким, когда напряжение на пороговом контакте превышает две трети VCC. С помощью контрольного контакта мы можем настроить пороговое напряжение. Вот внутренняя блок-схема.
Как видите, между VCC и землей последовательно соединены три резистора. Это создает два соединения между ними, которые называются «a» и «b». Потенциал на соединении «а» составляет две трети VCC, а на соединении «b» — одну треть VCC.
Переход «а» подключен к инвертирующему входу первого компаратора, а также к управляющему выводу ИС, а переход «б» подключен к неинвертирующему входу второго компаратора. Неинвертирующий вход первого компаратора является пороговым выводом, а инвертирующий вход второго компаратора является триггерным выводом. Выходы обоих компараторов соединены с выводом установки-сброса защелки СР.
Существует три режима работы микросхемы 555.
Содержание
1. 555 схема таймера для нестабильного выхода (555 в нестабильном режиме)
Когда выход микросхемы 555 нестабилен и постоянно переключается между высоким и низким состояниями, значит, он находится в нестабильном режиме.
На рисунке схема внутренней цепи таймера 555 показана под синим прямоугольником, а все цепи вне синего прямоугольника являются внешними цепями. Резисторы R1, R2 и конденсатор С соединены последовательно.
В начальном состоянии (в момент времени t=0) на выходе второго компаратора высокий уровень, поскольку напряжение на триггерном выводе меньше одной трети VCC, а защелка установлена, поэтому выход IC равен высокий.
Конденсатор C начинает заряжаться через резисторы R1 и R2, и разность потенциалов на конденсаторе постепенно увеличивается.
Когда эта разность потенциалов превышает 2/3 VCC, компаратор переходит в низкий уровень, а когда это напряжение достигает около 1/3 VCC, выход второго компаратора становится высоким. Это явление сбрасывает защелку, и выход Q становится низким, а инвертированный Q становится высоким. Транзистор, база которого подключена к инвертированному транзистору Q, теперь находится во включенном состоянии. Теперь ток от VCC течет через R1 и транзистор. Конденсатор разряжается через резистор R2 и транзистор. Когда заряд конденсатора остается на уровне одной трети VCC, второй компаратор переходит в высокий уровень и защелка устанавливается.
Этот процесс непрерывен, и мы получаем идеальную прямоугольную волну.
Мы можем настроить скорость перехода и частоту, изменив значение резисторов и конденсаторов.
В этом случае коэффициент заполнения выходного сигнала всегда будет больше 50%, потому что конденсатор будет заряжаться через резисторы R1 и R2, а разряжаться только через резистор R2.
Чтобы получить рабочий цикл 50%, мы можем использовать эту схему.
В этой цепи конденсатор будет заряжаться через резистор R1 и диод из-за меньшего сопротивления, чем R2, и разряжаться через R2. Итак, чтобы получить скважность 50%, резисторы R1 и R1 должны быть равны.
Если R1>R2 (скважность > 50%)
Если R1 Таким образом, мы можем использовать эту схему в качестве генератора сигналов ШИМ, заменив R1 и R2 потенциометром. В этом режиме стабильно одно состояние выхода. Мы увидим схему 555, низкое состояние которой стабильно. Применение 555 в моностабильном режиме: генерация временных задержек, частотное деление, переключение реле и т. В приведенной выше схеме выход изначально низкий, поскольку напряжение на триггерном выводе больше одной трети VCC, а напряжение на пороговом выводе меньше двух третей VCC. Следовательно, выход первого компаратора высокий, а второй компаратор низкий. Итак, сбросьте штифт триггеров защелки. Поскольку инвертированный выход Q имеет высокий уровень, транзистор находится в состоянии «включено», и ток от VCC течет через резистор R1 и транзистор BC547 на землю. Когда мы нажимаем кнопку «В», напряжение на выводе триггера становится равным нулю, а на выходе второго компаратора появляется высокий уровень, вывод триггера-защелки и его выходы меняются местами, следовательно, на выходе IC высокий уровень. Теперь транзистор закрыт, и конденсатор начинает заряжаться через резистор R1. Когда напряжение на пороге достигает почти двух третей VCC, второй компаратор становится высоким, и триггеры защелки снова сбрасываются. Транзистор снова включается, и ток от VCC течет через R1 и транзистор к земле, а конденсатор также разряжается через транзистор. t = 1.1R 1 C Когда оба состояния выхода схемы таймера 555 стабильны, это называется бистабильным режимом ИС таймера 555. В этой схеме нам не нужны конденсаторы для зарядки и разрядки. Нам нужен только доступ к защелке SR, на самом деле мы можем спроектировать схему, используя только защелку SR. Установив и сбросив защёлку мы получим желаемый результат. Для доступа к выводу сброса защелки мы будем использовать вывод сброса IC, а для доступа к выводу установки защелки мы будем использовать второй компаратор, который означает триггерный вывод IC. И сброс, и триггерный штифт вытянуты вверх. Следовательно, выход второго компаратора и выход логического элемента НЕ имеют низкий уровень. 2. 555 схема таймера для моностабильного выхода (555 в моностабильном режиме)
д.
3. Бистабильный режим
