Дослідження таймера NE555 IC: ключові особливості, принципи дизайну та реальні програми

NE555 - це монолітний інтегрований таймер ланцюга, який може генерувати різні типи сигналів часу.Він широко використовується в різних електронних пристроях у таких областях, як електронні годинники, управління живленням, калькулятори та світлодіодні дисплеї.Мета цієї статті - надати детальну інформацію про NE555, включаючи її фон народження, дизайн, внутрішню структуру, опис PIN, режими роботи та принцип, а також програми, щоб допомогти вам краще використовувати мікросхему.

Каталог

Народження NE555

Починаючи з початку 1970 -х, чіп NE555 IC Timer був розроблений Гансом Камензінд, інженером корпорації Signetics (тепер частина NXP Semiconductors, Inc.) в США, і був випущений у 1971 році. NE555 був спочатку розроблений для забезпеченнядоступне та потужне рішення таймера.Фон його створення в основному пов'язаний з такими аспектами:

Дизайн Ганса Камензінда: Ганс Камензінд був інженером -електриком зі Швейцарії, який спеціалізувався на розробці інноваційних конструкцій інтегрованих схем.Його філософія дизайну полягає в тому, щоб створити мікросхему, який є універсальним, простим у використанні та широко застосовним.На основі цієї філософії він успішно розробив NE555 і вивів його на ринок.

Розробка технологій інтегрованої схеми: 1960 -х та 1970 -х років були періодом швидкого розвитку технології інтегрованої схеми.Зі просуванням технології та вдосконаленням виробничого процесу, дизайнери чіпів мали можливість інтегрувати більше функцій в єдину мікросхему, таким чином забезпечуючи більше додатків та рішень.

Поява попиту: У галузі електроніки в той час таймери відігравали життєво важливу роль у всіх типах ланцюгів та систем.Однак ранні рішення таймера, як правило, мали деякі обмеження, такі як високі витрати, великі розміри або функціональні обмеження.Тому на ринку є нагальна потреба в доступному та потужному чіпі таймера.

Вступ до NE555

NE555 - одна з моделей у серії 555 ІС.Функції PIN-коду та застосування цієї серії ICS сумісні один з одним, але стабільність, економія потужності та частота коливань різних моделей мікросхеми через різницю цін також можуть змінюватися.555 - це широко використаний і надзвичайно поширений час ІК, лише невелика кількість резисторів та конденсаторів, може створювати різноманітні пульсові сигнали частоти, необхідні для цифрових ланцюгів.555 - головна роль NE555 - використовувати його внутрішній таймер для формування схеми часової бази для забезпечення імпульсів часу для інших ланцюгів.Основна функція NE555 полягає у використанні його внутрішнього таймера для формування схеми часу для часу для забезпечення імпульсів часу для інших ланцюгів.Схема Time Base NE555 доступна у двох основних пакетах: один-це подвійний вбудований 8-контактний пакет, а інший-невеликий пакет SOP-8.

Альтернативи та еквіваленти

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Дизайн таймера NE555

Таймер 555 був розроблений Гансом Р. Камензіндом у 1971 році для Sigognitik.Згодом Сігонітік був придбаний Philips.555 мікросхем, вироблених різними виробниками, різняться в будівництві, а стандартний 555 чіп інтегрує 25 транзисторів, 2 діодів та 15 резисторів, які проводяться через 8 шпильок (у пакеті DIP-8.) Похідні 555 включають 556(Чіп DIP-14, що інтегрує два 555), а також 558 та 559.

NE555 має робочий діапазон температури від 0 ° С до 70 ° С, тоді як військовий клас SE555 здатний працювати в екстремальних температурах від -55 ° C до 125 ° C.Форми упаковки 555 включають металеву упаковку з високою надійністю (представлені T) та упаковкою з низькою вартістю епоксидної смоли (представлені V).Отже, повні етикетки 555 - NE555V, NE555T, SE555V та SE555T і т. Д. Хоча існує загальна думка, що ім'я чіпа 555 походить від трьох резисторів 5KQ всередині нього, сам Ганс Камензінд заперечив і стверджував, що він обравТри числа навмання.

Також є версії з низькою потужністю 555, включаючи 7555 та TLC555 за допомогою схем CMOS.Порівняно зі стандартним 555, 7555 має менший енергоспоживання.Крім того, виробник стверджує, що контрольний штифт 7555 не потребує наземного конденсатора, як інші 555 мікросхем, і немає потреби в глюк-елімінаційних конденсаторах роз'єднання між джерелом живлення та землею.

Внутрішній склад NE555

NE555 - класична інтегрована схема.Її внутрішня структура включає три основні функціональні модулі: компаратор напруги та вихідний етап, компаратор та Flip-Flop.Далі надасть детальний аналіз внутрішнього ланцюга NE555:

Компаратор напруги

Всередині NE555 є компаратор напруги для виявлення напруги живлення.Вихід цього компаратора напруги підключений до Flip-Flop RS.

Етап виходу

Етап виходу підключений до Flip-Flop RS і відповідає за управління станом вихідного штифта (тобто PIN 3).Вихідна архітектура NE555-це конструкція з відкритим відбігом, що означає, що вона не може безпосередньо надати сигнал високого рівня, але може витягнути лише вихідний штифт низьким.Тому, коли сигнал високого рівня повинен бути виведений, зазвичай необхідно використовувати зовнішній резистор для підтяжки для витягування вихідного штифта до стану високого рівня.

Компаратор

Всередині NE555 є два компаратори, а саме порігові порівняльні та компаратор тригера.Пороговий компаратор підключений до штифта 6 (thr), а компаратор тригера підключений до штифта 2 (TRIG).Ці два компаратори використовуються для виявлення змін порогової напруги та тригерної напруги.

Пороговий компаратор: Коли напруга піднімається на пороговому штирі (штифт 6), цей компаратор виведе сигнал високого рівня.Коли порогова напруга перевищує напругу тригера, вихід компаратора зміниться.

Тригерний компаратор: Коли напруга падає на спусковий штифт (штифт 2), цей компаратор виведе сигнал низького рівня.Коли напруга тригера нижча від порогової напруги, вихід компаратора зміниться.

RS тригер

NE555 містить внутрішньо-флоп RS для зберігання стану вихідного штифта (штифт 3).Вхід Flip-Flop RS контролюється виходами порогового порівняльного порівняння та компаратора тригера.

R Вхід: Він підключений до виходу порігового порівняльного порівняння і керує скиданням RS Flip-Flop.

Вхід: Він підключений до виходу компаратора тригера і керує налаштуванням RS Flip-Flop.

Режими роботи NE555

Таймер NE555 може працювати в трьох режимах роботи:

Нестабільний режим: він не стосується стабільного стану.Нестабільний режим NE555 часто використовується в стробові вогні, генераторах тонів, генераторів імпульсних сигналів, логічних схем, таких як годинники та інші схеми.

BI-стабільний режим: Цей режим схожий на велосипедний кронштейн, який можна стабілізувати у піднятому стані, а також у зниженому стані, і зміниться лише тоді, коли він піддається зовнішній силі.Він називається бістійним, оскільки має два стабілізованих станів.

Моностійний режим: Цей режим схожий на двері, оснащені дверима ближче, які можна стабілізувати у закритому стані і може досягти відкритого стану лише тоді, коли застосовується зовнішня сила.Після того, як зовнішня сила буде вилучена, двері автоматично повернуться до закритого стану.Оскільки він має лише один стабільний стан, його називають моностійним, а моностійний режим NE555 може бути використаний для таких додатків, як таймери, перемикачі та вимірювання ємності.

Принцип роботи NE555

Коли ввімкнено напругу живлення VCC, ланцюг починає працювати, а конденсатор C починає стягуватись негайно.Коли напруга конденсатора С досягне 2/3 VCC, вихід внутрішнього порівняльника зміниться на високий рівень, а вихід також зміниться з низького рівня до високого рівня.Згодом, коли напруга конденсатора С падає до 1/3 VCC, вихід внутрішнього порівняльника стане низьким рівнем, і в цей час вихід також зміниться з високого рівня до низького рівня.Після цього конденсатор C починає заряджати зарядку знову, а схема входить у новий робочий цикл.

Період t (секунди) визначається значеннями зовнішнього конденсатора С та двома зовнішніми резисторами R1 і R2.Формула дорівнює: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Робочий цикл D описує частку часу високого рівня в циклі квадратних хвиль, а його формула: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Тому, коригуючи значення конденсатора С та резисторів R1 і R2, ми можемо змінити період і робочий цикл форми хвиль квадратної хвилі.

Коротше кажучи, принцип роботи NE555 заснований на побудові послідовного ланцюга.Регулюючи значення зовнішніх конденсаторів та резисторів, ми можемо контролювати період та робочий цикл для генерації різних необхідних форм імпульсних хвиль.

Застосування NE555

NE555 Інфрачервоний світловий пульт управління часом

Сучасні будинки зазвичай оснащені інфрачервоним пультом дистанційного керування, і ми можемо використовувати ці існуючі пульти для управління інфрачервоною лампою затримки часу дистанційного керування.На ілюстрації H являє собою інтегровану головку інфрачервоного приймача, а С1 - конденсатор фільтра.Оскільки дистанційне керування випромінює рядок цифрових імпульсних сигналів, після фільтра С1, він отримає негативний імпульс, цей імпульс може викликати 555 моностійну схему для початку роботи.

NE555 Вода кип'ятить

Водна сигналізація в основному складається з трьох частин: ланцюг управління температурою, схема коливань низької частоти та схема коливань високої частоти.Серед них RP, RT та VT1 разом утворюють схему управління температурою.Низькочастотна схема коливань складається з IC1, R2, R3, C1 та інших компонентів, а його клема примусового скидання ④ PIN-код контролюється VT1.Високочастотний осцилятор складається з IC2, R4, R5, C2 та інших компонентів, а його примусовий термінал скидання ④ стопа контролюється IC1.Коли температура води досягає заданої температури, значення опору RT стане меншим, що спричиняє відрізану VT1.У цей час штифт ④ IC1 стає високим, а IC1 починає коливатися і виводити імпульси з низькою частотою.Ці імпульси модулюють високочастотний генератор, що складається з IC2, щоб він починав працювати, і випромінює тик звуку.

Перемикач таймера NE555

IC1 - це шматок 555 ланцюга синхронізації, яка налаштована тут як моностійна схема.Зазвичай, оскільки на клемі Р на сенсорній прокладці немає індукованої напруги, конденсатор C1 буде повністю виписаний через штифт 7 з 555, внаслідок чого PIN 3 виводить низький рівень та реле KS у вивільненому стані, томуСвітло не з’явиться.

Коли нам потрібно увімкнути світло, просто торкніться металевої пластини P рукою, напруга бродячого сигналу, що генерується індукцією людського тілависокий рівень.У цей час естафета КС буде поглинена, а лампа потім запалюється.У той же час, шпилька 7 з 555 внутрішньо відрізняється, а джерело живлення буде заряджати C1 до R1, що знаменує початок часу.Коли напруга на конденсаторі C1 піднімається до 2/3 напруги живлення, штифт 7 з 555 проводитиметься, викидання С1, що призводить до зміни виходу PIN 3 до високого до низького.У цей момент реле вийде, світло згасне, а термін закінчується.Час часу в основному визначається значенням R1 і C1, формула становить: t1 = 1,1r1 * c1.Відповідно до значень, позначених на малюнку, час часу становить приблизно 4 хвилини.Для D1 ми можемо вибрати ці дві моделі 1N4148 або 1N4001.

П'ять класичних схем NE555

NE555 базовий ланцюг таймера

Це один з найпоширеніших схем, який складається з таких компонентів, як мікросхема NE555, резистори та конденсатори.Регулюючи значення резисторів та конденсаторів, користувач може встановлювати різні терміни часу.Ця схема часто використовується для створення сигналів часу на рівні мілісекунд, таких як імпульсні сигнали та квадратні хвильові сигнали.Схема характеризується його простою структурою, простим у виконанні та може створювати більш точні сигнали часу.

Monostable тригерний ланцюг NE555

Це ланцюг, який може генерувати один імпульсний сигнал.В основному ланцюг складається з NE555 та декількох резисторів та конденсаторів та інших компонентів.Регулюючи значення резисторів та конденсаторів, користувач може змінити ширину та час затримки імпульсу.Ця схема зазвичай використовується для генерування однопульсних сигналів, таких як тригерні сигнали та сигнали синхронізації.Схема характеризується його здатністю генерувати єдиний імпульсний сигнал, а ширина та час затримки імпульсу можна регулювати.

NE555 Схема з фліп-Флоп

Це схема, яка реалізує функцію логічного фліп-флопа.Регулюючи значення резисторів і конденсаторів, користувач може змінити час відльоту та порогову напругу ланцюга.Ця схема зазвичай використовується для впровадження таких програм, як логічні шльопанці та порівняння напруги.Схема характеризується його здатністю реалізувати логічну функцію фліп-флоп, і час переломного флопа та порогова напруга можуть бути відрегульовані, тому вона підходить для різноманітних сценаріїв логічного застосування.

Схема генератора NE555 квадратних хвиль

Це ланцюг, який генерує сигнал квадратної хвилі.Регулюючи значення резистора та конденсатора, користувач може змінити частоту та робочий цикл квадратної хвилі.Ця схема зазвичай використовується для створення квадратних хвильових сигналів, таких як цифрові сигнали та модульовані сигнали.Схема характеризується його здатністю генерувати квадратні хвильові сигнали, а частота та робочий цикл квадратної хвилі можуть бути відрегульовані, тому вона підходить для різноманітних сценаріїв цифрового та модуляції.

NE555 багатогармонічний осциляторний ланцюг

Це схема, яка генерує прямокутні хвильові сигнали.В основному ланцюг складається з двох мікросхем NE555 та декількох компонентів, таких як резистори та конденсатори.Користувач може гнучко змінити частоту та робочий цикл коливань, регулюючи значення цих резисторів та конденсаторів.Як результат, ця схема може бути використана для створення аудіосигналу або модульованих сигналів, наприклад.Схема характеризується його здатністю генерувати прямокутні хвильові сигнали з регульованою частотою та робочим циклом.

Часті запитання [FAQ]

1. Яка функція NE555?

Тайм -таймер SE 555 працює між діапазоном температури від -55 ° С до 125 ° C в SE, а IC NE 555 використовується для того, де температура становить від 0 ° С до 70 ° С.Він має широкий спектр використання в електронному полі як таймер, затримка, генерація імпульсу, осцилятор тощо.

2. Чи NE555 та IC 555?

Так, таймер NE555 IC та 555 таймер IC однакові.NE555 - номер деталі до таймера ІС.Як правило, IC NE555 називається іменем 555 таймер IC.

3. Який принцип роботи NE555?

Таймер 555 може діяти як активна низька засувка SR (хоча без перевернутого виходу Q), підключивши вхідний сигнал скидання до штифта скидання та підключення встановленого вхідного сигналу до штифта TR.Таким чином, витягування наявного наявного низького діє як "набір" і переходить вихід у високий стан (VCC).