Mga mode ng pagpapatakbo, paglalarawan ng mga katangian at pagtatalaga ng pin ng NE555 chip

Kapag nagde-develop ng mga elektronikong device, madalas na kinakailangan upang makabuo ng mga pulso ng isang partikular na haba o upang makabuo ng isang hugis-parihaba na signal na may ibinigay na dalas at isang tiyak na ratio ng haba upang i-pause. Hindi magiging mahirap para sa isang may karanasan na taga-disenyo na magdisenyo ng gayong aparato sa magkahiwalay na mga digital na elemento, ngunit mas maginhawang gumamit ng isang dalubhasang microcircuit para sa layuning ito.

Ano ang NE555 chip at saan ito magagamit

Ang NE555 chip ay binuo noong 70s ng huling siglo at napakapopular pa rin sa mga propesyonal at amateur. Ito ay isang timer na nakapaloob sa isang pabahay na may 8 pin.Magagamit sa DIP o iba't ibang mga bersyon ng surface mount (SMD).

Ang microcircuit ay naglalaman ng dalawang comparator - itaas at mas mababa. Sa kanilang mga input, nabuo ang isang reference na boltahe, katumbas ng 2/3 at 1/3 ng supply boltahe. Ang divider ay nabuo ng mga resistors paglaban 5 kOhm. Kinokontrol ng mga comparator ang RS flip-flop. Ang isang buffer amplifier at isang transistor switch ay konektado sa output nito. Ang bawat comparator ay may isang libreng input, nagsisilbi itong magbigay ng mga panlabas na signal ng kontrol. Nati-trigger ang upper comparator kapag lumitaw ang isang mataas na antas at inililipat ang output ng microcircuit sa mababang antas. Ang mas mababang "guard" ay nagpapababa ng boltahe sa ibaba 1/3 VCC at itinatakda ang output ng timer sa isang lohikal na yunit.

Ang mga pangunahing katangian ng NE555 chip

Ang mga katangian ng timer mula sa iba't ibang mga tagagawa ay maaaring magkakaiba sa loob ng maliliit na limitasyon, ngunit walang sinuman ang may pangunahing mga paglihis (maliban sa mga microcircuits na hindi kilalang pinanggalingan, maaari mong asahan ang anuman mula sa kanila):

• Ang boltahe ng supply ay karaniwang ipinahiwatig mula +5 hanggang +15 V, bagaman ang mga datasheet ay naglalaman ng mga limitasyon na 4.5 ... 18 V.
• Ang kasalukuyang output ay 200 mA.
• Ang output boltahe ay isang maximum na VCC na minus 1.6 V, ngunit hindi bababa sa 2 V na may supply na boltahe na 5 V.
• Ang kasalukuyang pagkonsumo sa 5 V ay hindi hihigit sa 5 mA, sa 15 V - hanggang 13 mA.
• Ang error sa pagbuo ng tagal ng pulso ay hindi hihigit sa 2.25%.
• Ang maximum na dalas ng pagpapatakbo ay 500 kHz.

Ang lahat ng mga parameter ay tinukoy para sa ambient temperature na +25 °C.

Lokasyon at layunin ng mga pin

Ang mga output ng timer ay nakaayos bilang pamantayan, anuman ang disenyo ng kaso - sa pataas na pagkakasunud-sunod mula sa key na pakaliwa (kapag tiningnan mula sa itaas), mula 1 hanggang 8. Ang bawat output ay may sariling layunin:

1. GND – karaniwang power supply wire ng device.
2. TRIG - kapag ang isang mababang antas ay inilapat, ito ay nagsisimula sa pangalawang (mas mababa ayon sa scheme) comparator, isang lohikal na yunit ay lilitaw sa output nito, na itinatakda ang panloob na RS flip-flop sa 0. Ang isang panlabas na timing RC circuit ay konektado dito. Mas inuuna kaysa THR.
3. LABAS - lumabas. Ang mataas na antas ng signal ay bahagyang mas mababa kaysa sa supply boltahe, ang mababang antas ay 0.25 V.
4. I-RESET - i-reset. Anuman ang mga signal sa iba pang mga input, kung mayroong mababang antas, nire-reset nito ang output sa 0 at hindi pinapagana ang timer.
5. CTRL - pamamahala. Ito ay palaging may antas na 2/3 ng boltahe ng power rail. Dito maaari kang maglapat ng panlabas na signal at baguhin ang output dito.
6. THR - kapag lumitaw ang isang mataas na antas (higit sa 2/3 ng power supply), ang una (itaas ayon sa scheme) trigger ay nakatakda sa 1 at ang panloob RS flip-flop napupunta sa estado ng isang lohikal na yunit.
7. DIS - ang discharge ng time-setting capacitor. Kapag ang isang mataas na antas ng trigger ay lumitaw sa output, ang panloob na transistor ay bubukas, ang isang mabilis na paglabas ay nangyayari. Ang timer ay handa na para sa susunod na cycle ng operasyon.
8. VCC - output ng kuryente. Maaari itong ibigay ng boltahe mula 5 hanggang 15 V.

Paglalarawan ng mga operating mode ng NE555 chip

Bagama't pinapayagan ito ng arkitektura ng timer na magamit sa iba't ibang mga mode, mayroong tatlong karaniwang mga mode ng operasyon para sa NE555.

Single vibrator (standby multivibrator)

Panimulang posisyon:

• input 2 mataas na antas ng lohika;
• sa mga input R at S ng trigger - mga zero;
• output ng trigger - 1;
• ang discharge circuit transistor ay bukas, ang capacitor C ay shunted;
• ang output 3 ay level 0.

Kapag lumitaw ang zero level sa input 2, lilipat sa 1 ang lower comparator, na binabaligtad ang trigger sa 0. Lumilitaw ang mataas na level sa output ng microcircuit.Kasabay nito, ang transistor ay nagsasara, na huminto sa paglilipat ng kapasitor. Nagsisimula itong mag-charge sa pamamagitan ng risistor R. Sa sandaling umabot ang boltahe sa kabuuan nito sa 2/3 ng VCC, gagana ang upper comparator, ibabalik ang trigger sa 1, at ang output ng timer sa 0. Ang transistor ay i-on at i-discharge ang capacitance . Kaya, ang isang positibong pulso ay mabubuo sa output, ang simula nito ay tinutukoy ng isang panlabas na signal sa input 2, at ang pagkumpleto ay depende sa oras ng singil ng kapasitor, na kinakalkula ng formula t=1.1⋅R⋅ C.

multivibrator

Kapag ang kapangyarihan ay inilapat, ang kapasitor ay pinalabas, sa input 2 (at 6) na lohika 0, sa output ng timer 1 (ang prosesong ito ay inilarawan sa nakaraang seksyon). Pagkatapos na singilin ang kapasidad sa pamamagitan ng R1 at R2 sa antas ng 2/3 VCC, ang mataas na antas sa input 6 ay magpapalipat-lipat ng output 3 sa zero, at ang discharge transistor ay i-on. Ngunit ang kapasitor ay hindi direktang ilalabas, ngunit sa pamamagitan ng R2. Bilang isang resulta, ang circuit ay darating sa orihinal na posisyon nito, at ang cycle ay uulit muli at muli. Mula sa paglalarawan ng proseso, makikita na ang oras ng pagsingil ay tinutukoy ng kabuuan ng mga resistensya R1, R2 at ang kapasidad ng kapasitor, at ang oras ng paglabas ay itinakda ng R1 at C. Sa halip na R1 at R2, maaari kang maglagay ng mga variable na resistors at mabilis na kontrolin ang dalas at duty cycle ng mga pulso. Mga formula para sa pagkalkula:

• tagal ng pulso t1=0.693⋅(R1+R2)⋅C;
• tagal ng paghinto t2=0.693⋅R2⋅C;
• rate ng pag-uulit ng pulso f=1/(0.693(R1+2⋅R2)⋅C.

Ang oras ng pag-pause ay hindi maaaring lumampas sa oras ng pulso. Upang malampasan ang limitasyong ito, ang mga discharge at charge circuit ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng pagsasama ng isang diode sa circuit (cathode sa pin 6, anode sa pin 7).

Schmitt trigger

Sa 555 chip, maaari kang bumuo ng Schmitt trigger.Kino-convert ng device na ito ang dahan-dahang pagbabago ng signal (sinusoid, sawtooth, atbp.) sa isang square wave. Dito, hindi ginagamit ang mga circuit ng tiyempo, ang signal ay pinapakain sa mga input 2 at 6, na magkakaugnay. Kapag ang threshold ng 2/3 VCC ay naabot, ang output boltahe ay biglang lumipat sa 1, kapag ito ay bumaba sa antas ng 1/3, ito rin ay biglang bumaba sa zero. Ang zone ng kalabuan ay 1/3 ng supply boltahe.

Mga kalamangan at kahinaan

Ang pangunahing bentahe ng NE555 chip ay ang kadalian ng paggamit nito - upang makabuo ng isang circuit, sapat na ang isang maliit na pagbubuklod, na nagpapahiram nang maayos sa pagkalkula. Kasabay nito, ang halaga ng aparato ay mababa.

Ang pangunahing kawalan ng timer ay ang binibigkas na pag-asa ng tagal ng pulso sa boltahe ng supply. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang kapasitor sa solong vibrator o multivibrator circuit ay sinisingil sa pamamagitan ng isang risistor (o sa pamamagitan ng dalawa), at ang itaas na terminal ng risistor ay konektado sa supply bus. Ang kasalukuyang sa pamamagitan ng paglaban ay nabuo sa pamamagitan ng boltahe VCC - mas mataas ito, mas malaki ang kasalukuyang, mas mabilis na sisingilin ang kapasitor, mas maagang gagana ang comparator, mas maikli ang nabuong agwat ng oras. Para sa ilang hindi kilalang dahilan, ang sandaling ito ay wala sa teknikal na dokumentasyon, ngunit ito ay kilala sa mga developer.

Ang isa pang disbentaha ng timer ay ang mga boltahe ng threshold ng mga comparator ay nabuo ng mga panloob na divider at hindi maaaring iakma. Nililimitahan nito ang mga posibilidad ng aplikasyon ng NE555.

At isa pang hindi kasiya-siyang tampok. Kaugnay ng push-pull scheme para sa pagbuo ng yugto ng output, sa sandali ng paglipat (kapag ang itaas na transistor ay nakabukas na, at ang mas mababang isa ay hindi pa sarado, o vice versa) mayroong kasalukuyang pulso. Ang tagal nito ay maikli, ngunit humahantong ito sa karagdagang pag-init ng microcircuit at bumubuo ng interference sa mga circuit ng kuryente.

Ano ang mga analogue

Sa panahon ng pagkakaroon ng timer, ang isang malaking bilang ng mga clone ay binuo at pinakawalan. Ang mga ito ay ginawa ng iba't ibang mga kumpanya, ngunit lahat sila ay naglalaman ng numero 555 sa pangalan. Kung ang una ay nagbibigay ng mga ipinahayag na mga parameter, kung gayon walang mga garantiya ang dapat asahan mula sa huli. Ang mga paglihis mula sa ipinahayag na mga katangian ay maaaring malaki.

Sa USSR, ang isang katulad na timer na KR1006VI1 ay binuo. Ang pag-andar nito ay eksaktong kapareho ng orihinal, na may isang pagbubukod: ang output 2 nito ay nangunguna sa output 6 (at hindi vice versa, tulad ng NE555). Dapat itong isaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga scheme. At isa pang bagay: ang index ng КР ay nangangahulugan na ang microcircuit ay ginawa lamang sa pakete ng DIP8.

Mga halimbawa ng praktikal na paggamit

Malawak ang saklaw ng praktikal na aplikasyon ng timer; sa loob ng balangkas ng pagsusuring ito, hindi posibleng ganap na masakop ang paksa. Ngunit ang pinakakaraniwang mga halimbawa ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang.

Sa single vibrator mode sa ilang microcircuits, posibleng bumuo ng code lock na may limitasyon sa oras para sa pag-dial ng code. Ang isa pang paraan ay ang paggamit nito bilang signaling device para maabot ang threshold level (illuminance, tank filling level, atbp.) kasabay ng iba't ibang sensor.

Sa multivibrator mode (atable mode), hinahanap ng timer ang pinakamalawak na aplikasyon. Sa ilang mga timer, maaari kang bumuo ng isang garland switch na may hiwalay na regulasyon ng flashing frequency, sa oras at oras ng pag-pause.Posibleng gamitin ang NE555 bilang batayan para sa isang time relay at bumuo ng consumer switch-on time mula 1 hanggang 25 segundo. Maaari kang bumuo ng metronom para sa isang musikero. Ito ang pinaka ginagamit na chip mode, at imposibleng ilarawan ang lahat ng mga application.

Bilang isang Schmitt trigger, ang timer ay madalang na ginagamit. Ngunit sa bistable mode na walang frequency setting na elemento, ang NE555 ay ginagamit bilang isang debouncer o isang two-button switch sa start-stop mode. Sa katunayan, tanging ang built-in na RS flip-flop ang ginagamit. Ito ay kilala rin na bumuo ng isang PWM controller batay sa timer.

Mayroong mga koleksyon ng mga circuit na naglalarawan ng iba't ibang mga aplikasyon ng NE555 timer. Inilalarawan nila ang libu-libong paraan ng paggamit ng chip. Ngunit kahit na ito ay maaaring hindi sapat para sa matanong na pag-iisip ng taga-disenyo, at makakahanap siya ng karagdagang paggamit ng timer na hindi pa inilarawan kahit saan. Pinapayagan ito ng mga posibilidad na inilatag ng mga developer ng microcircuit.

Mga katulad na artikulo: