Preskúmanie časovača NE555 IC: Kľúčové funkcie, princípy dizajnu a aplikácie v reálnom svete

NE555 je monolitický integrovaný časovač obvodu, ktorý môže generovať rôzne typy časovacích signálov.Všeobecne sa používa v rôznych elektronických zariadeniach v oblastiach, ako sú elektronické hodiny, správa výkonu, kalkulačky a LED displeje.Účelom tohto článku je poskytnúť podrobné informácie o NE555 vrátane jeho pôrodného pozadia, dizajnu, vnútornej štruktúry, popisu PIN, prevádzkových režimov a princípov, ako aj aplikácií, ktoré vám pomôžu lepšie využiť čip.

Katalóg

Pozadie narodenia NE555

Čip NE555 IC Timer, ktorý sa datuje do začiatku 70. rokov 20. storočiacenovo dostupné a výkonné riešenie časovača.Pozadie jeho tvorby súvisí hlavne s nasledujúcimi aspektmi:

Dizajn spoločnosti Hans Camenzind: Hans Camenzind bol elektrotechnik zo Švajčiarska, ktorý sa špecializoval na vývoj inovatívnych integrovaných obvodov.Jeho filozofiou dizajnu je vytvoriť čip, ktorý je všestranný, ľahko použiteľný a široko použiteľný.Na základe tejto filozofie úspešne navrhol NE555 a priniesol ho na trh.

Vývoj technológie integrovaného obvodu: Šesťdesiate a 70. roky 20. storočia boli obdobím rýchleho rozvoja technológie integrovaných obvodov.S rozvojom technológie a zlepšením výrobného procesu mali návrhári ChIP schopnosť integrovať viac funkcií do jedného čipu, čím poskytovali viac aplikácií a riešení.

Vznik dopytu: V priemysle elektroniky v tom čase zohrávali časovače dôležitú úlohu vo všetkých typoch obvodov a systémov.Riešenia včasného časovača však mali vo všeobecnosti určité obmedzenia, ako sú vysoké náklady, veľké alebo funkčné obmedzenia.Preto existuje naliehavá potreba cenovo dostupného a výkonného čipu časovača na trhu.

Úvod do NE555

NE555 je jedným z modelov v sérii 555 načasovacích ICS.Funkcie PIN a aplikácie tejto série ICS sú navzájom kompatibilné, ale stabilita, výkon úsporu energie a frekvencia kmitania rôznych modelov ChIP z dôvodu cenových rozdielov sa môže tiež meniť.555 je široko používané a extrémne bežné načasovanie IC, iba malý počet odporov a kondenzátorov, môže produkovať rôzne frekvenčné pulzné signály potrebné pre digitálne obvody.555 je hlavnou úlohou NE555 je použitie jeho interného časovača na vytvorenie časového základného obvodu na zabezpečenie časovacích impulzov pre iné obvody.Hlavnou funkciou NE555 je využitie jeho vnútorného časovača na vytvorenie časového základného obvodu na zabezpečenie časovacích impulzov pre iné obvody.Časový obvod NE555 je k dispozícii v dvoch hlavných balíčkoch: jeden je dvojitý balík 8-kolíkových obalov a druhý je malý balík SOP-8.

Alternatívy a ekvivalenty

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Dizajn časovača NE555

Časovač 555 navrhol Hans R. Camenzind v roku 1971 pre Sigognitik.Sigognitik následne získal Philips.555 čipov produkovaných rôznymi výrobcami sa líši v konštrukcii, pričom štandardný čip 555 integruje 25 tranzistorov, 2 diódy a 15 odporov, ktoré sú vyvedené cez 8 kolíkov (v balíku DIP-8.) Deriváty 555 zahŕňajú 556(Dip-14 čip integrujúci dva 555 s), ako aj 558 a 559.

NE555 má rozsah prevádzkovej teploty 0 ° C až 70 ° C, zatiaľ čo vojenský stupeň SE555 je schopný pracovať pri extrémnych teplotách od -55 ° C do 125 ° C.Formy obalov 555 zahŕňajú kovové balenie s vysokou spoľahlivosťou (znázornené T) a nízkonákladové epoxidové obaly živice (reprezentované V).Preto kompletné štítky 555 sú NE555V, NE555T, SE555V a SE555T atď. Aj keď existuje bežné presvedčenie, že meno 555 čipu pochádza z troch 5 kqov v ňom, Hans Camenzind to poprel a tvrdil, že si vybralTri čísla náhodne.

Existujú tiež nízko výkonné verzie 555, vrátane 7555 a TLC555 s použitím obvodov CMOS.V porovnaní so štandardným 555 má 7555 nižšiu spotrebu energie.Výrobca okrem toho tvrdí, že riadiaci kolík 7555 nevyžaduje pozemný kondenzátor ako ostatní 555 čipov a nie je potrebné dekulujúce kondenzátory vylúčenia závady medzi napájacím zdrojom a zemou.

Vnútorné zloženie NE555

NE555 je klasický integrovaný obvod.Jeho vnútorná štruktúra obvodu obsahuje tri hlavné funkčné moduly: porovnávač napätia a výstupná fáza, porovnávací a RS Flip-FLOP.Poskytne podrobnú analýzu vnútorného obvodu NE555:

Porovnávač napätia

Vo vnútri NE555 je porovnávač napätia na detekciu napájacieho napätia.Výstup tohto porovnávača napätia je pripojený k flip-flop RS.

Výstupná fáza

Výstupná fáza je pripojená k flip-flop RS a je zodpovedná za riadenie stavu výstupného kolíka (t. J. PIN 3).Výstupná architektúra NE555 je dizajn s otvoreným odvodom, čo znamená, že nemôže priamo poskytnúť signál na vysokej úrovni, ale môže iba vytiahnuť výstupný kolík nízky.Preto, keď je potrebné výstup signál na vysokej úrovni, je zvyčajne potrebné použiť externý odpor s vytiahnutím na vytiahnutie výstupného kolíka do stavu vysokej úrovne.

Porovnávač

Vo vnútri NE555 sú dva komparátory, konkrétne prahový porovnávač a porovnávač spúšťača.Porovnávač prahov je pripojený k pin 6 (Thr) a porovnávač spúšťača je pripojený k pin 2 (TRIG).Tieto dva komparátory sa používajú na detekciu zmien prahového napätia a spúšťacieho napätia.

Prahový porovnávač: Keď napätie stúpa pri prahovom kolíku (PIN 6), tento porovnávač výstupuje na vysokej úrovni signálu.Keď prahové napätie prekročí spúšťacie napätie, výstup komparátora sa zmení.

Trigger Comparator: Keď napätie klesne na spúšťací kolík (kolík 2), tento porovnávač výstupuje na nízkej úrovni signálu.Ak je spúšťacie napätie nižšie ako prahové napätie, výstup komparátora sa zmení.

Rs spúšťač

NE555 obsahuje interne RS Flip-Flop na uloženie stavu výstupného kolíka (kolík 3).Vstup Flip-flop RS je riadený výstupmi porovnávača prahu a porovnávača spúšťača.

R Vstup: Je pripojený k výstupu porovnávača prahu a riadi reset RS Flip-Flop.

Vstup: Je pripojený k výstupu porovnávača spúšťača a riadi nastavenie flip-flop RS.

Prevádzkové režimy NE555

Časovač NE555 môže pracovať v troch režimoch prevádzky:

Nestabilný režim: Vzťahuje sa na žiadny stabilný stav.Nestabilný režim NE555 sa často používa vo svetlách búrky, tónových generátoroch, generátoroch pulzného signálu, logických obvodov, ako sú hodiny a iné obvody.

Bi-stabilný režim: Tento režim je ako držiak na bicykli, ktorý sa dá stabilizovať v zdvihnutom stave, ako aj v zníženom stave, a zmení sa iba vtedy, keď je vystavený vonkajšej sile.Nazýva sa to bistabilné, pretože má dva stabilizované stavy.

Monostable režim: Tento režim je ako dvere vybavené dverami bližšie, ktoré sa dajú stabilizovať v uzavretom stave a môže dosiahnuť otvorenú stavbu iba vtedy, keď sa aplikuje vonkajšia sila.Po stiahnutí vonkajšej sily sa dvere automaticky vrátia do uzavretého stavu.Pretože má iba jeden stabilný stav, nazýva sa monostable a monostabilný režim NE555 sa môže použiť na aplikácie, ako sú časovače, rýchle spínače a merania kapacity.

Pracovný princíp NE555

Keď je zapnuté napájacie napätie VCC, obvod začne fungovať a kondenzátor C sa začne nabíjať okamžite.Keď napätie kondenzátora C dosiahne 2/3 VCC, výstup interného porovnávača sa zmení na vysokú úroveň a výstup sa tiež zmení z nízkej úrovne na vysokú úroveň.Následne, keď napätie kondenzátora C klesne na 1/3 VCC, výstup interného porovnávača sa stane nízkou úrovňou a v súčasnosti sa výstup zmení aj z vysokej úrovne späť na nízku úroveň.Potom sa kondenzátor C začne znova nabíjať a okruh vstupuje do nového pracovného cyklu.

Obdobie t (sekundy) je určené hodnotami vonkajšieho kondenzátora C a dvom vonkajším odporom R1 a R2.Vzorec je: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Dotný cyklus D opisuje podiel času vysokej úrovne v cykle štvorcových vĺn a jeho vzorec je: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Preto nastavením hodnôt kondenzátora C a rezistorov R1 a R2 môžeme zmeniť periódu a pracovný cyklus štvorcovej vlny tvaru.

Stručne povedané, pracovný princíp NE555 je založený na konštrukcii sekvenčného obvodu.Úpravou hodnôt externých kondenzátorov a rezistorov môžeme regulovať periódu a pracovný cyklus, aby sme vytvorili rôzne požadované priebeh pulzov.

Aplikácia NE555

NE555 Infračervené svetlo oneskorenia diaľkového ovládania

Moderné domy sú bežne vybavené infračervenými diaľkovými ovládacími prvkami a tieto existujúce diaľkové ovládače môžeme použiť na ovládanie infračerveného diaľkového oneskorenia časového oneskorenia.Na obrázku H predstavuje H hlava integrovaného infračerveného prijímača, zatiaľ čo C1 je kondenzátor filtra.Keď diaľkové ovládanie emituje reťazec digitálnych pulzných signálov, po filtri C1 získa negatívny impulz, tento impulz môže spustiť 555 monostable obvod na začatie práce.

Alarm s varením vody NE555

Vodný alarm sa skladá hlavne z troch častí: regulačný obvod teploty, obvod s nízkym frekvenciou a vysokofrekvenčný oscilačný obvod.Medzi nimi RP, RT a VT1 spolu tvoria regulačný obvod teploty.Nízkofrekvenčný oscilačný obvod sa skladá z IC1, R2, R3, C1 a ďalších komponentov a jeho špendlík s vynútenými resetovými terminálmi je riadený pomocou VT1.Vysokofrekvenčný oscilátor sa skladá z IC2, R4, R5, C2 a ďalších komponentov a jeho nútený resetový terminál ④ Foot je riadený IC1.Keď teplota vody dosiahne predvolenú teplotu, hodnota odporu RT sa zmenšuje, čo spôsobí odrezanie VT1.V tejto dobe sa kolík ④ IC1 stáva vysokým a IC1 začne oscilovať a výstup nízkofrekvenčných impulzov.Tieto impulzy modulujú vysokofrekvenčný oscilátor zložený z IC2, aby začal fungovať a vydáva tikajúci zvuk.

Prepínač časovača NE555

IC1 je kus 555 časovacieho obvodu, ktorý je tu nakonfigurovaný ako monostateľný obvod.Normálne, pretože na Permisii P dotykovej podložky nie je žiadne indukované napätie, kondenzátor C1 bude úplne prepustený cez kolík 7 z 555, čo spôsobí, že kolík 3 na výstupe nízkej úrovne a relé KS bude vo uvoľňovanom stave, takžeSvetlo sa nevstúpi.

Keď potrebujeme zapnúť svetlo, stačí sa dotknúť kovovej dosky p rukou, do spúšťacieho terminálu 555 až C2 sa pridá túlavé signálne napätie generované ľudským telom.vysoká úroveň.V súčasnosti bude relé KS absorbované a žiarovka sa potom rozsvieti.Zároveň je kolík 7 z 555 interne odrezaný a napájací zdroj bude účtovať C1 až R1, čo označuje začiatok načasovania.Keď napätie na kondenzátore C1 stúpa na 2/3 napájacieho napätia, bude sa konať kolík 7 z 555, vybíjanie C1, čo spôsobí, že výstup kolíka 3 sa zmení z vysokej na nízku.V tomto okamihu bude relé uvoľnené, svetlo zhasne a načasovanie končí.Čas načasovania je určený hlavne hodnotou R1 a C1, vzorec je: T1 = 1,1R1 * C1.Podľa hodnôt označených na obrázku je čas načasovania asi 4 minúty.Pre D1 si môžeme zvoliť tieto dva modely 1N4148 alebo 1N4001.

Päť klasických obvodov NE555

NE555 Základný obvod časovača

Toto je jeden z najbežnejších obvodov, ktorý pozostáva z komponentov, ako je čip, rezistory a kondenzátory NE555.Úpravou hodnôt odporov a kondenzátorov môže užívateľ nastaviť rôzne časy načasovania.Tento obvod sa často používa na generovanie signálov načasovania na úrovni milisekundu, ako sú pulzné signály a signály štvorcových vĺn.Obvod sa vyznačuje jednoduchou štruktúrou, ľahko sa implementuje a môže vytvárať presnejšie časovacie signály.

NE555 Monostable Trigger Circuit

Toto je obvod, ktorý môže generovať jeden pulzný signál.Obvod pozostáva hlavne z NE555 a niekoľkých odporov a kondenzátorov a ďalších komponentov.Úpravou hodnôt odporov a kondenzátorov môže užívateľ zmeniť šírku a čas oneskorenia impulzu.Tento obvod sa bežne používa na generovanie jednotlivých signálov, ako sú spúšťacie signály a synchronizačné signály.Obvod je charakterizovaný jeho schopnosťou generovať jediný impulzný signál a je možné upraviť šírku a čas oneskorenia impulzu.

NE555 Bistabilný okruh žabky

Toto je obvod, ktorý realizuje funkciu logického klopného flip.Úpravou hodnôt odporov a kondenzátorov môže užívateľ zmeniť čas flip-flopu a prahové napätie obvodu.Tento obvod sa bežne používa na implementáciu aplikácií, ako sú logické žabky a porovnanie napätia.Obvod sa vyznačuje jeho schopnosťou implementovať funkciu logického klopného obvodu a čas a prahové napätie je možné upraviť, takže je vhodný pre rôzne scenáre logických aplikácií.

Obvod generátora štvorcových vĺn NE555

Toto je obvod, ktorý generuje signál štvorcovej vlny.Upravením hodnôt odporu a kondenzátora môže užívateľ zmeniť frekvenčný a pracovný cyklus štvorcovej vlny.Tento obvod sa bežne používa na generovanie signálov štvorcových vĺn, ako sú digitálne signály a modulované signály.Obvod je charakterizovaný svojou schopnosťou generovať signály štvorcových vĺn a frekvencia a pracovný cyklus štvorcovej vlny je možné upraviť, takže je vhodný pre rôzne scenáre digitálnych a modulačných aplikácií.

NE555 Multi-harmonický oscilátorový obvod

Toto je obvod, ktorý generuje signály pravouhlých vĺn.Obvod pozostáva hlavne z dvoch čipov NE555 a niekoľkých komponentov, ako sú rezistory a kondenzátory.Užívateľ môže flexibilne zmeniť frekvenčný a pracovný cyklus oscilácie úpravou hodnôt týchto odporov a kondenzátorov.V dôsledku toho sa tento obvod môže použiť napríklad na generovanie zvukových signálov alebo modulovaných signálov.Obvod sa vyznačuje jeho schopnosťou generovať signály obdĺžnikových vĺn s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Aká je funkcia NE555?

Časovač SE 555 IC funguje medzi teplotným rozsahom -55 ° C do 125 ° C v SE a IC NE 555 sa používa pre miesto, kde sa teplota pohybuje od 0 ° C do 70 ° C.Má širokú škálu zvyknutí v elektronickom poli ako časovač, oneskorenie, generovanie impulzov, oscilátor atď.

2. Je NE555 a IC 555 rovnaké?

Áno, časovač NE555 IC a 555 Timer IC sú rovnaké.NE555 je číslo dielu do časovača IC.Všeobecne platí, že IC NE555 sa nazýva menom 555 časovač IC.

3. Aký je pracovný princíp NE555?

Časovač 555 môže pôsobiť ako aktívna západka SR (aj keď bez inverzného výstupu Q) pripojením resetovacieho vstupného signálu k resetovaciemu kolíku a pripojením nastaveného vstupného signálu k PIN TR.Sada sťahovania na chvíľu nízko pôsobí ako „sada“ a prechádza výstup do vysokého stavu (VCC).