Badanie timera NE555 IC: Kluczowe funkcje, zasady projektowania i aplikacje w świecie rzeczywistym

NE555 jest monolitycznym zintegrowanym timerem obwodu, który może generować różne rodzaje sygnałów czasowych.Jest szeroko stosowany w różnych urządzeniach elektronicznych w obszarach takich jak zegary elektroniczne, zarządzanie energią, kalkulatory i wyświetlacze LED.Celem tego artykułu jest dostarczenie szczegółowych informacji NE555, w tym jego pochodzenia, projektu, struktury wewnętrznej, opisu PIN, trybów pracy i zasad, a także aplikacji, aby pomóc Ci lepiej korzystać z układu.

Katalog

Pochodzenie urodzenia NE555

Dating na początku lat siedemdziesiątych, chip NE555 IC Timer został zaprojektowany przez Hansa Camenzind, inżyniera w Signetics Corporation (obecnie część NXP Semiconductors, Inc.) w USA i został wydany w 1971 roku. NE555 został pierwotnie zaprojektowany do zapewnienia, aby zapewnić, aby zapewnić, aby zapewnić, aby zapewnić, że NE555 został zaprojektowanyniedrogie i potężne rozwiązanie timera.Tło jego stworzenia jest związane głównie z następującymi aspektami:

Projekt Hansa Camenzind: Hans Camenzind był inżynierem elektrykiem ze Szwajcarii, który specjalizował się w opracowywaniu innowacyjnych projektów zintegrowanych obwodów.Jego filozofią projektowania polega na stworzeniu układu wszechstronnego, łatwego w użyciu i szeroko stosowanej.Na podstawie tej filozofii z powodzeniem zaprojektował NE555 i wprowadził ją na rynek.

Opracowanie technologii zintegrowanych obwodów: lata 60. i 70. były okresem szybkiego rozwoju technologii zintegrowanych obwodów.Wraz z postępem technologii i poprawą procesu produkcyjnego projektanci ChIP mieli możliwość zintegrowania większej liczby funkcji z pojedynczym układem, zapewniając w ten sposób więcej aplikacji i rozwiązań.

Pojawienie się popytu: W branży elektroniki wówczas Timers odegrały istotną rolę we wszystkich rodzajach obwodów i systemów.Jednak wczesne roztwory zegarowe miały na ogół pewne ograniczenia, takie jak wysoki koszt, duży rozmiar lub ograniczenia funkcjonalne.Dlatego istnieje pilna potrzeba niedrogiego i potężnego układu czasu na rynku.

Wprowadzenie do NE555

NE555 jest jednym z modeli z serii ICS 555.Funkcje PIN i zastosowania tej serii ICS są ze sobą kompatybilne, ale stabilność, wydajność oszczędzania energii i częstotliwość oscylacji różnych modeli układu ze względu na różnice cenowe mogą się również różnić.555 jest powszechnie stosowanym i niezwykle powszechnym układem mającym czas, tylko niewielka liczba rezystorów i kondensatorów, może wytwarzać różne sygnały impulsu częstotliwości wymagane dla obwodów cyfrowych.555 jest główną rolą NE555 jest użycie jego wewnętrznego timera do utworzenia obwodu podstawowego czasu w celu zapewnienia impulsów czasowych dla innych obwodów.Główną funkcją NE555 jest wykorzystanie jego wewnętrznego timera do utworzenia obwodu podstawowego czasu w celu zapewnienia impulsów pomiaru dla innych obwodów.Obwód podstawowy NE555 jest dostępny w dwóch głównych pakietach: jeden to podwójny pakiet 8-pinowy zanurzenie, a drugi to mały pakiet SOP-8.

Alternatywy i równoważniki

• • BL5372

• NA555

• KR3225Y

Projektowanie timera NE555

Timer 555 został zaprojektowany przez Hansa R. Camenzind w 1971 roku dla Sigognitik.Sigognitik został następnie nabyty przez Philips.555 żetonów wytwarzanych przez różnych producentów różnią się konstrukcją, przy czym standardowe układy 555 integrują 25 tranzystorów, 2 diody i 15 rezystorów, które są prowadzone przez 8 pinów (w pakiecie DIP-8.) Pochodne 555 obejmują 556(Chip DIP-14 integrujący dwa 555), a także 558 i 559.

NE555 ma zakres temperatur roboczy od 0 ° C do 70 ° C, podczas gdy SE555 klasy wojskowej jest w stanie działać w ekstremalnych temperaturach od -55 ° C do 125 ° C.Formy opakowania 555 obejmują opakowanie metalowe o wysokiej niezawodności (reprezentowane przez T) i tanie opakowanie żywicy epoksydowej (reprezentowane przez V).Dlatego kompletne etykiety 555 to NE555V, NE555T, SE555V i SE555T itp. Chociaż istnieje powszechne przekonanie, że nazwa 555 układu pochodzi z trzech rezystorów 5 kq w nim, sam Hans Camenzind zaprzeczył temu i twierdził, że wybrał, że wybrał, że wybrał, że wybrał, że wybrał, że wybrał, że wybrał, że wybrał totrzy liczby losowe.

Istnieją również wersje o niskiej mocy 555, w tym 7555 i TLC555 przy użyciu obwodów CMOS.W porównaniu ze standardowym 555, 7555 ma niższe zużycie energii.Ponadto producent twierdzi, że kod sterowania 7555 nie wymaga kondensatora uziemiającego, takiego jak inne 555 układów, i nie ma potrzeby eliminujących rozdzielczości kondensatorów między zasilaczem a uziemieniem.

Wewnętrzny skład NE555

NE555 to klasyczny obwód zintegrowany.Jego wewnętrzna struktura obwodu obejmuje trzy główne moduły funkcjonalne: komparator napięcia i stadium wyjściowe, komparator i RS Flip-Flop.Poniżej przedstawiono szczegółową analizę wewnętrznego obwodu NE555:

Komparator napięcia

Wewnątrz NE555 znajduje się komparator napięcia do wykrywania napięcia zasilania.Wyjście tego komparatora napięcia jest podłączone do Flip-Flop RS.

Etap wyjściowy

Stopień wyjściowy jest podłączony do Flip-Flop RS i jest odpowiedzialny za kontrolowanie stanu pinu wyjściowego (tj. Pin 3).Architektura wyjściowa NE555 jest konstrukcją otwartego drążka, co oznacza, że ​​nie może bezpośrednio zapewnić sygnału wysokiego poziomu, ale może jedynie pociągnąć pinem wyjściowym.Dlatego, gdy musi być wysyłany sygnał wysokiego poziomu, zwykle konieczne jest użycie zewnętrznego rezystora podciągania do pociągnięcia szpilki wyjściowej do stanu wysokiego poziomu.

Komparator

Istnieją dwa komparatory wewnątrz NE555, a mianowicie komparatora progowego i komparatora spustu.Komparator progowy jest podłączony do pinu 6 (Thr), a komparator wyzwalający jest podłączony do pin 2 (TRIG).Te dwa komparatory są używane do wykrywania zmian napięcia progowego i napięcia wyzwalającego.

Komparator progowy: Gdy napięcie wzrośnie przy progowym styku (pin 6), ten komparator wyświetli sygnał wysokiego poziomu.Gdy napięcie progowe przekroczy napięcie wyzwalające, wyjście komparatora zmieni się.

Wyzwalacz Komparator: Gdy napięcie spada na pin spustowy (pin 2), ten komparator wyświetli sygnał niskiego poziomu.Gdy napięcie spustu jest niższe niż napięcie progowe, wyjście komparatora zmieni się.

RS spust

NE555 zawiera wewnętrznie flip-flop RS do przechowywania stanu pinu wyjściowego (pin 3).Wejście Flip-Flop RS jest kontrolowane przez wyjścia komparatora progowego i komparatora wyzwalającego.

R Wejście: Jest podłączony do wyjścia komparatora progowego i kontroluje reset RS Flip-Flop.

Wejście: Jest podłączony do wyjścia komparatora wyzwalacza i kontroluje ustawienie Flip-Flop RS.

Tryby pracy NE555

Timer NE555 może działać w trzech trybach działania:

Tryb niestabilny: nie odnosi się do stanu stabilnego.Tryb niestabilny NE555 jest często używany w światłach stroboskopowych, generatorach tonów, generatorach sygnałów impulsów, obwodach logicznych, takich jak zegar i inne obwody.

Tryb BI-STABLE: Ten tryb jest jak wspornik rowerowy, który można ustabilizować w stanie podniesionym, a także w stanie obniżonego, i zmieni się tylko wtedy, gdy zostanie poddany sile zewnętrznej.Nazywa się to bistable, ponieważ ma dwa stabilizowane stany.

Tryb Monostable: Ten tryb jest jak drzwi wyposażone w drzwi bliżej, które można ustabilizować w stanie zamkniętym i mogą dotrzeć do stanu otwartego tylko po zastosowaniu siły zewnętrznej.Po wycofaniu siły zewnętrznej drzwi automatycznie powrócą do stanu zamkniętego.Ponieważ ma tylko jeden stan stabilny, nazywa się go monostabilnym, a tryb monostabilny NE555 może być używany do zastosowań takich jak liczniki czasu, przełączniki ruchów i pomiary pojemności.

Zasada pracy NE555

Po włączeniu napięcia zasilającego VCC, obwód zaczyna działać, a kondensator C zaczyna natychmiast ładować.Gdy napięcie kondensatora C osiągnie 2/3 VCC, wyjście wewnętrznego komparatora zmieni się na wysoki poziom, a wyjście wyjściowe zmieni się również z niskiego poziomu na wysoki poziom.Następnie, gdy napięcie kondensatora C spadnie do 1/3 VCC, wyjście wewnętrznego komparatora stanie się niski, a w tym czasie wyjście wyjściowe zmieni się również z wysokiego poziomu z powrotem na niski poziom.Następnie kondensator C zaczyna ładować ponownie, a obwód wchodzi do nowego cyklu roboczego.

Okres t (sekundy) jest określany przez wartości kondensatora zewnętrznego C i dwóch zewnętrznych rezystorów R1 i R2.Wzór to: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × c.Cykl pracy D opisuje odsetek czasu wysokiego poziomu w cyklu fali kwadratowej, a jego wzór to: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Dlatego, dostosowując wartości kondensatora C i rezystorów R1 i R2, możemy zmienić okres i cykl pracy fali kwadratowej.

Krótko mówiąc, zasada robocza NE555 opiera się na budowie obwodu sekwencyjnego.Dostosowując wartości zewnętrznych kondensatorów i rezystorów, możemy kontrolować okres i cykl pracy w celu wygenerowania różnych wymaganych przebiegów impulsów.

Zastosowanie NE555

Ne555 w podczerwieni zdalne opóźnienie w czasie opóźnienia

Nowoczesne domy są powszechnie wyposażone w zdalne sterowanie w podczerwieni i możemy wykorzystać te istniejące piloty do kontrolowania lampy opóźnienia zdalnego sterowania w podczerwieni.Na ilustracji H reprezentuje zintegrowaną głowicę odbiornika podczerwieni, podczas gdy C1 jest kondensatorem filtra.Ponieważ zdalne sterowanie emituje ciąg cyfrowych sygnałów impulsów, po filtrze C1 otrzyma impuls ujemny, impuls ten może wyzwolić obwód Monostable 555, aby rozpocząć działanie.

Ne555 Water Alarm

Alarm wodny składa się głównie z trzech części: obwodu kontrolnego temperatury, obwodu oscylacji o niskiej częstotliwości i obwodu oscylacji o wysokiej częstotliwości.Wśród nich RP, RT i VT1 razem tworzą obwód kontroli temperatury.Obwód oscylacji o niskiej częstotliwości składa się z IC1, R2, R3, C1 i innych komponentów, a jego przymusowy terminal resetowy ④ Pin jest kontrolowany przez VT1.Oscylator o wysokiej częstotliwości składa się z IC2, R4, R5, C2 i innych komponentów, a jego wymuszone resetowanie terminalu ④ stopa jest kontrolowana przez IC1.Gdy temperatura wody osiągnie ustaloną temperaturę, wartość odporności RT stanie się mniejsza, powodując odcięcie VT1.W tym czasie pin ④ IC1 staje się wysoki, a IC1 zaczyna oscylować i wysyłać impulsy niskiej częstotliwości.Impulsy te modulują oscylator o wysokiej częstotliwości złożony z IC2, aby zaczął działać i emituje tytułowy dźwięk.

Ne555 Timer Timer Switch

IC1 to kawałek obwodu rozrządu 555, który jest tutaj skonfigurowany jako obwód monostabilny.Zwykle, ponieważ nie ma napięcia indukowanego na zacisku p dotyku, kondensator C1 zostanie całkowicie rozładowany przez pin 7 z 555, co powoduje, że pin 3 wychodzi na niskim poziomie i przekaźnik KS w uwolnieniu, więcŚwiatło nie pojawi się.

Kiedy musimy włączyć światło, po prostu dotknij metalowej płyty P ręką, bezpłatne napięcie sygnału generowane przez indukcję ciała ludzkiego zostanie dodane do zacisku wyzwalającego od 555 do C2, co spowoduje zmianę 555 z niskiego poziomu na niski poziomwysoki poziom.W tym czasie przekaźnik KS zostanie wchłonięty, a następnie lampa zostanie zapalona.Jednocześnie pin 7 z 555 jest odcięty wewnętrznie, a zasilacz obciąża C1 do R1, co oznacza początek czasu.Gdy napięcie na kondensatorze C1 wzrośnie do 2/3 napięcia zasilania, pin 7 z 555 będzie przeprowadzić, rozładowując C1, co powoduje zmianę wyjściowej pinu 3 z wysokiego na niski.W tym momencie przekaźnik zostanie uwolniony, światło wychodzi, a czas kończy się.Czas czasowy zależy głównie przez wartość R1 i C1, wzór wynosi: T1 = 1,1R1 * C1.Zgodnie z wartościami oznaczonymi na rysunku czas czasu wynosi około 4 minut.W przypadku D1 możemy wybrać 1N4148 lub 1N4001 Te dwa modele.

Pięć klasycznych obwodów NE555

Podstawowy obwód timera NE555

Jest to jeden z najczęstszych obwodów, który składa się z komponentów, takich jak układ NE555, rezystory i kondensatory.Dostosowując wartości rezystorów i kondensatorów, użytkownik może ustawić różne czasy czasu.Ten obwód jest często używany do generowania sygnałów czasowych na poziomie milisekund, takich jak sygnały impulsowe i sygnały fali kwadratowej.Obwód charakteryzuje się prostą strukturą, łatwą do wdrożenia i może wytwarzać dokładniejsze sygnały czasowe.

Ne555 Monostable Trigger Obwód

Jest to obwód, który może wygenerować pojedynczy sygnał impulsu.Obwód składa się głównie z NE555 oraz kilku rezystorów i kondensatorów oraz innych elementów.Dostosowując wartości rezystorów i kondensatorów, użytkownik może zmienić szerokość i czas opóźnienia impulsu.Obwód ten jest powszechnie stosowany do generowania sygnałów jednopulsowych, takich jak sygnały wyzwalające i sygnały synchronizacji.Obwód charakteryzuje się jego zdolnością do generowania pojedynczego sygnału impulsu, a szerokość i czas opóźnienia impulsu można regulować.

Ne555 Bistable Flip-Flop obwód

Jest to obwód, który zdaje sobie sprawę z funkcji Flip-Flop Logic.Dostosowując wartości rezystorów i kondensatorów, użytkownik może zmienić czas odwracania i napięcie progowe obwodu.Ten obwód jest powszechnie używany do wdrażania aplikacji, takich jak logiczne flip-klapy i porównania napięcia.Obwód charakteryzuje się jego zdolnością do wdrażania funkcji Flip-Flop logiki, a czas odwracania i napięcia progowego można dostosować, dzięki czemu jest odpowiednia do różnych scenariuszy aplikacji logicznych.

Obwód generatora fali kwadratowej NE555

Jest to obwód generujący sygnał fali kwadratowej.Dostosowując wartości rezystora i kondensatora, użytkownik może zmienić częstotliwość i cykl pracy fali kwadratowej.Ten obwód jest powszechnie stosowany do generowania sygnałów fali kwadratowej, takich jak sygnały cyfrowe i sygnały modulowane.Obwód charakteryzuje się jego zdolnością do generowania sygnałów fal kwadratowych, a częstotliwość i cykl pracy fali kwadratowej można regulować, więc jest odpowiedni do różnych scenariuszy zastosowań cyfrowych i modulacji.

Multi-harmoniczny obwód oscylatora NE555

Jest to obwód, który generuje prostokątne sygnały falowe.Obwód składa się głównie z dwóch wiórów NE555 i kilku komponentów, takich jak rezystory i kondensatory.Użytkownik może elastycznie zmienić cykl częstotliwości i pracy oscylacji, dostosowując wartości tych rezystorów i kondensatorów.W rezultacie ten obwód może być użyty do generowania sygnałów audio lub sygnałów modulowanych.Obwód charakteryzuje się jego zdolnością do generowania prostokątnych sygnałów falowych o regulowanej częstotliwości i cyklu pracy.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Jaka jest funkcja NE555?

IC Timer SE 555 działa między zakresem temperatur od -55 ° C do 125 ° C w SE, a IC NE 555 jest stosowany w miejscu, w którym temperatura waha się od 0 ° C do 70 ° C.Ma szeroki zakres zastosowań w polu elektronicznym jako licznik, opóźnienie, wytwarzanie impulsu, oscylator itp.

2. Czy NE555 i IC 555 to samo?

Tak, IC IC Timer Ne555 i IC 555 są takie same.Ne555 jest numerem części IC timera.Zasadniczo IC NE555 jest nazywany nazwą 555 Timer IC.

3. Jaka jest zasada robocza NE555?

Timer 555 może działać jako zatrzask SR Active-SR (choć bez odwróconego wyjścia Q) poprzez podłączenie sygnału wejściowego resetowania do pinu resetowania i podłączanie ustawionego sygnału wejściowego do pinu TR.Zatem ciągnięcie ustawione na chwilę niskie działa jako „zestaw” i przechodzi wyjście do stanu wysokiego (VCC).