Zkoumání časovače NE555: Klíčové funkce, principy návrhu a aplikace v reálném světě

NE555 je monolitický integrovaný časovač obvodu, který může generovat různé typy časovacích signálů.Obecně se používá v různých elektronických zařízeních v oblastech, jako jsou elektronické hodiny, správa energie, kalkulačky a LED displeje.Účelem tohoto článku je poskytnout podrobné informace o NE555, včetně jeho narození pozadí, designu, vnitřní struktury, popisu PIN, provozních režimů a principu, jakož i aplikací, které vám pomohou lépe využívat čip.

Katalog

Narození pozadí NE555

Ne555 IC Timer Časový čip navrhl Hans Camenzind, inženýr společnosti Signatics Corporation (nyní součástí NXP Semiconductors, Inc.), a byl propuštěn v roce 1971, a byl propuštěn v roce 1971, a byl propuštěn v roce 1971.cenově dostupné a výkonné řešení časovače.Pozadí jeho stvoření souvisí hlavně s následujícími aspekty:

Hans Camenzind's Design: Hans Camenzind byl elektrotechnik ze Švýcarska, který se specializoval na vývoj inovativních návrhů integrovaných obvodů.Jeho filozofií designu je vytvořit čip, který je univerzální, snadno použitelný a široce použitelný.Na základě této filozofie úspěšně navrhl NE555 a přivedl ji na trh.

Vývoj technologie integrovaných obvodů: Šedesátá a sedmdesátá léta byla období rychlého rozvoje technologie integrovaných obvodů.S rozvojem technologie a zlepšení výrobního procesu měli návrháři CHIP schopnost integrovat více funkcí do jediného čipu, čímž poskytovali více aplikací a řešení.

Vznik poptávky: V elektronickém průmyslu v té době hrály časovače ve všech typech obvodů a systémů zásadní roli.Řešení časných časovačů však obecně měla určitá omezení, jako jsou vysoké náklady, velká nebo funkční omezení.Proto existuje naléhavá potřeba cenově dostupného a výkonného časovače na trhu.

Úvod do NE555

Ne555 je jedním z modelů v 555 sérii časových ICS.Funkce a aplikace PIN a aplikace této řady ICS jsou vzájemně kompatibilní, ale stabilita, výkon úspory energie a frekvence oscilace různých modelů čipu v důsledku cenových rozdílů se také může lišit.555 je široce používaný a extrémně běžný načasování IC, pouze malý počet rezistorů a kondenzátorů, může produkovat řadu různých frekvenčních pulzních signálů potřebných pro digitální obvody.555 je hlavní úlohou NE555 je použít svůj vnitřní časovač k vytvoření časového základního obvodu k zajištění časovacích impulsů pro jiné obvody.Hlavní funkcí NE555 je využití svého vnitřního časovače k ​​vytvoření časového základního obvodu k zajištění časovacích impulsů pro jiné obvody.Časový obvod NE555 je k dispozici ve dvou hlavních balíčcích: Jeden je dip dvojitý in-line 8-pinový balíček a druhý je malý balíček SOP-8.

Alternativy a ekvivalenty

• • BL5372

• NA555

• KR3225Y

Návrh časovače NE555

Časovač 555 navrhl Hans R. Camenzind v roce 1971 pro Sigognitik.Sigognitik byl následně získán společností Philips.555 čipů produkovaných různými výrobci se liší ve výstavbě, přičemž standardní 555 čip integruje 25 tranzistorů, 2 diod a 15 rezistorů, které jsou vedeny prostřednictvím 8 špendlíků (v balíčku DIP-8)(čip DIP-14 integrující dva 555s) a 558 a 559.

Ne555 má rozmezí provozní teploty od 0 ° C až 70 ° C, zatímco vojenská třída SE555 je schopna pracovat při extrémních teplotách od -55 ° C do 125 ° C.Balení forem 555 zahrnují kovové obaly s vysokým rozlišením (reprezentované T) a levné epoxidové pryskyřičné obaly (reprezentované V).Kompletní štítky 555 jsou proto NE555V, NE555T, SE555V a SE555T atd. Přestože existuje společná přesvědčení, že jméno 555 čipu pochází ze tří rezistorů 5 kq v něm, Hans Camenzind sám to popřel a tvrdil, že si to vyberenáhodně tři čísla.

Existují také nízkoenergetické verze 555, včetně 7555 a TLC555 pomocí obvodů CMOS.Ve srovnání se standardem 555 má 7555 nižší spotřebu energie.Výrobce navíc tvrdí, že řídicí kolík 7555 nevyžaduje zemní kondenzátor jako ostatní 555 čipů a není nutné, aby závada eliminující kondenzátory mezi napájecím zdrojem a zemí.

Vnitřní složení NE555

NE555 je klasický integrovaný obvod.Jeho struktura vnitřního obvodu zahrnuje tři hlavní funkční moduly: komparátor napětí a výstupní fáze, komparátor a RS flip-flop.Následující text poskytne podrobnou analýzu vnitřního obvodu NE555:

Komparátor napětí

Uvnitř NE555 je komparátor napětí pro detekci napájecího napětí.Výstup tohoto komparátoru napětí je připojen k flip-flopu RS.

Etapa výstupu

Výstupní fáze je připojena k RS flip-flop a je zodpovědná za kontrolu stavu výstupního kolíku (tj. PIN 3).Výstupní architektura NE555 je design s otevřeným odtokem, což znamená, že nemůže přímo poskytnout signál na vysoké úrovni, ale může pouze vytáhnout výstupní kolík nízko.Proto, když musí být signál na vysoké úrovni výstup, je obvykle nutné použít externí pull-up rezistor k vytažení výstupního kolíku do stavu vysoké úrovně.

Komparátor

Uvnitř NE555 jsou dva komparátory, jmenovitě komparátor prahu a spouštěcí komparátor.Prahový komparátor je připojen k pin 6 (Thr) a spouštěcí komparátor je připojen k kolíku 2 (trig).Tyto dva komparátory se používají k detekci změn prahového napětí a spouštěcího napětí.

Srovnávač prahu: Když napětí stoupá na prahovém kolíku (pin 6), tento komparátor vydá signál vysoké úrovně.Když prahové napětí překročí spouštěcí napětí, změní se výstup komparátoru.

Spouštěcí komparátor: Když napětí klesne na spouštěcího kolíku (pin 2), tento komparátor vydává signál nízké úrovně.Když je spouštěcí napětí nižší než prahové napětí, změní se výstup komparátoru.

RS spouštěč

Ne555 obsahuje interně Flip-Flop RS pro uložení stavu výstupního kolíku (pin 3).Vstup flip-flopu RS je řízen výstupy prahové komparátoru a komparátorem spouště.

R Vstup: Je připojen k výstupu prahového komparátoru a řídí resetování RS flip-flop.

Vstup: Je připojen k výstupu komparátoru spouště a řídí nastavení flip-flop RS.

Provozní režimy NE555

Časovač NE555 může fungovat ve třech režimech provozu:

Nestabilní režim: Odkazuje na žádný stabilní stav.Nestabilní režim NE555 se často používá v strobových světelch, generátorech tónů, generátorech pulzních signálů, logických obvodech, jako jsou hodiny a jiné obvody.

Výběrový režim: Tento režim je jako držák kol, který lze stabilizovat ve zvednutém stavu i ve spuštěném stavu a bude se měnit pouze tehdy, když je vystaven vnější síle.Říká se tomu bistable, protože má dva stabilizované stavy.

Monostabilní režim: Tento režim je jako dveře vybavené blížemi dveřmi, které lze stabilizovat v uzavřeném stavu a mohou dosáhnout otevřeného stavu pouze tehdy, když je aplikována vnější síla.Jakmile je vnější síla stažena, dveře se automaticky vrátí do uzavřeného stavu.Protože má pouze jeden stabilní stav, nazývá se monostabilní a monostabilní režim NE555 lze použít pro aplikace, jako jsou časovače, přepínače pohybu a měření kapacitance.

Pracovní princip NE555

Když je zapnuto napájecí napětí VCC, obvod začne fungovat a kondenzátor C se začne okamžitě nabíjet.Když napětí kondenzátoru C dosáhne 2/3 VCC, výstup interního komparátoru se změní na vysokou úroveň a výstup se také změní z nízké úrovně na vysokou úroveň.Následně, když napětí kondenzátoru C klesne na 1/3 VCC, výstup interního komparátoru se stane nízkou úrovní a v této době se výstup také změní z vysoké úrovně zpět na nízkou úroveň.Poté se kondenzátor C začne znovu nabíjet a obvod vstupuje do nového pracovního cyklu.

Období t (sekundy) je určeno hodnotami externího kondenzátoru C a dvou externích rezistorů R1 a R2.Vzorec je: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × c.Pracovní cyklus D popisuje podíl doby vysoké úrovně v cyklu čtvercové vlny a jeho vzorec je: d = (r1 + r2) / (R1 + 2 × R2).Proto úpravou hodnot kondenzátoru C a rezistorů R1 a R2 můžeme změnit období a pracovní cyklus vlny čtvercové vlny.

Stručně řečeno, pracovní princip NE555 je založen na konstrukci sekvenčního obvodu.Úpravou hodnot externích kondenzátorů a rezistorů můžeme ovládat období a pracovní cyklus, abychom vytvořili různé požadované pulzní průběhy.

Aplikace NE555

Ne555 Infračervené dálkové ovládání světla

Moderní domy jsou běžně vybaveny infračerveným dálkovým ovládáním a můžeme tyto stávající dálkové ovladače využít k ovládání infračerveného dálkového ovládání časového zpoždění.Na ilustraci H představuje integrovanou hlavu infračerveného přijímače, zatímco C1 je filtrační kondenzátor.Když dálkové ovládání vydává řetězec digitálních pulzních signálů, po filtru C1 získá negativní puls, tento puls může spustit monostabilní obvod 555 a začít pracovat.

Ne555 Alarm varu vody

Alarm vody je složen hlavně ze tří částí: ovládací obvod teploty, nízkofrekvenční oscilační obvod a vysokofrekvenční oscilační obvod.Mezi nimi tvoří RP, RT a VT1 společně řídicí obvod teploty.Nízkofrekvenční oscilační obvod je složen z IC1, R2, R3, C1 a dalších složek a jeho nucené resetovací terminál ④ pin je řízen VT1.Vysokofrekvenční oscilátor je složen z IC2, R4, R5, C2 a dalších složek a jeho nucená resetovací terminál ④ noha je řízena IC1.Když teplota vody dosáhne přednastavené teploty, hodnota odporu RT se zmenší, což způsobí odříznutí VT1.V této době se Pin ④ IC1 stává vysokým a IC1 začíná kmitá a vydává pulzy s nízkou frekvencí.Tyto impulzy modulují vysokofrekvenční oscilátor složený z IC2 tak, aby začal fungovat a vydává zvuk tikání.

Přepínač časovače NE555

IC1 je kus časovacího obvodu 555, který je zde nakonfigurován jako monostabilní obvod.Normálně, protože na terminálu P terminálu dotykové podložky neexistuje žádné indukované napětí, bude kondenzátor C1 zcela vypouštěn přes PIN 7 z 555, což způsobí, že špendlík 3 vydává nízkou úroveň a relé ks bude ve uvolňovacím stavu, takžeSvětlo se nebude rozsvítit.

Když potřebujeme zapnout světlo, stačí se dotknout kovové desky p rukama, do spouštěcího terminálu 555 přes C2 bude přidáno napětí zbloudilého signálu generovanévysoká úroveň.V této době bude absorbována relé KS a lampa se potom rozzáří.Současně je PIN 7 z 555 interně přerušen a napájení bude účtovat C1 přes R1, což znamená začátek načasování.Když napětí na kondenzátoru C1 stoupne na 2/3 napájecího napětí, bude pin 7 z 555 provádět vypouštění C1, což způsobí, že se výstup pin 3 změní z vysokého na nízký.V tomto okamžiku bude relé uvolněno, světlo zhasne a končí načasování.Čas načasování je určen hlavně hodnotou R1 a C1, vzorec je: t1 = 1,1r1 * C1.Podle hodnot označených na obrázku je doba načasování asi 4 minuty.Pro D1 si můžeme vybrat tyto dva modely 1N4148 nebo 1N4001.

Pět klasických obvodů NE555

Ne555 Základní obvod časovače

Toto je jeden z nejběžnějších obvodů, který se skládá ze složek, jako je čip NE555, rezistory a kondenzátory.Úpravou hodnot rezistorů a kondenzátorů může uživatel nastavit různé časy časování.Tento obvod se často používá ke generování časovacích signálů na milisekundě, jako jsou signály pulzních signálů a signály čtvercové vlny.Obvod je charakterizován svou jednoduchou strukturou, snadno se implementovatelný a může produkovat přesnější časovací signály.

Ne555 monostabilní spouštěcí obvod

Jedná se o obvod, který může generovat jediný pulzní signál.Obvod se skládá hlavně z NE555 a několika rezistorů a kondenzátorů a dalších složek.Úpravou hodnot rezistorů a kondenzátorů může uživatel změnit šířku a zpoždění doby pulsu.Tento obvod se běžně používá ke generování signálů s jedním pulsem, jako jsou spouštěcí signály a synchronizační signály.Obvod je charakterizován jeho schopností generovat jediný impulzní signál a šířka a zpožďovací doba pulsu lze nastavit.

Ne555 Bistable Flip-Flop Circuit

Toto je obvod, který si uvědomuje funkci logického překlopení.Úpravou hodnot rezistorů a kondenzátorů může uživatel změnit čas překlopení a prahové napětí obvodu.Tento obvod se běžně používá k implementaci aplikací, jako jsou logické ořechy a srovnání napětí.Obvod je charakterizován jeho schopností implementovat funkci logického překlopení a doba překlopení a prahové napětí lze upravit, takže je vhodné pro různé scénáře logických aplikací.

Obvod generátoru vln Ne555

Jedná se o obvod, který generuje signál čtvercové vlny.Úpravou hodnot rezistoru a kondenzátoru může uživatel změnit frekvenci a pracovní cyklus čtvercové vlny.Tento obvod se běžně používá k generování signálů čtvercové vlny, jako jsou digitální signály a modulované signály.Obvod je charakterizován jeho schopností generovat signály čtvercové vlny a frekvence a pracovní cyklus čtvercové vlny lze upravit, takže je vhodný pro různé digitální a modulační scénáře.

Ne555 Multi-harmonický obvod oscilátoru

Jedná se o obvod, který generuje signály obdélníkové vlny.Obvod se skládá hlavně ze dvou čipů NE555 a několika komponent, jako jsou rezistory a kondenzátory.Uživatel může pružně změnit frekvenci a pracovní cyklus oscilace úpravou hodnot těchto rezistorů a kondenzátorů.V důsledku toho lze tento obvod použít například ke generování zvukových signálů nebo modulovaných signálů.Obvod je charakterizován jeho schopností generovat signály pravoúhlé vlny s nastavitelnou frekvencí a pracovním cyklem.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Jaká je funkce NE555?

Časovač SE 555 IC pracuje mezi teplotním rozsahem -55 ° C až 125 ° C v SE a IC NE 555 se používá pro místo, kde se teplota pohybuje od 0 ° C do 70 ° C.V elektronickém poli má širokou škálu využití jako časovač, zpoždění, generování pulsu, oscilátor atd.

2. Je NE555 a IC 555 stejné?

Ano, časovač NE555 IC a 555 časovač IC jsou stejné.Ne555 je číslo dílu pro časovač IC.Obecně je IC Ne555 volán jménem 555 časovač IC.

3. Jaký je pracovní princip NE555?

Časovač 555 může působit jako aktivní nízká západka SR (i když bez obráceného výstupu Q) připojením resetovacího vstupního signálu k resetovacímu kolíku a připojením nastaveného vstupního signálu k pin TR.Tážení sady tedy na okamžik nízké působí jako „sada“ a přechází výstup do vysokého stavu (VCC).