Mod pengendalian, perihalan ciri dan penetapan pin cip NE555

Apabila membangunkan peranti elektronik, selalunya menjadi perlu untuk menjana denyutan dengan panjang tertentu atau untuk menjana isyarat segi empat tepat dengan frekuensi tertentu dan nisbah panjang tertentu untuk menjeda. Tidak sukar bagi pereka yang berpengalaman untuk mereka bentuk peranti sedemikian pada elemen digital yang berasingan, tetapi lebih mudah untuk menggunakan litar mikro khusus untuk tujuan ini.

Apakah cip NE555 dan di mana ia boleh digunakan

Cip NE555 telah dibangunkan pada tahun 70-an abad yang lalu dan masih sangat popular di kalangan profesional dan amatur. Ia adalah pemasa yang disertakan dalam perumah dengan 8 pin.Tersedia dalam versi DIP atau pelbagai pelekap permukaan (SMD).

Litar mikro mengandungi dua pembanding - atas dan bawah. Pada input mereka, voltan rujukan terbentuk, sama dengan 2/3 dan 1/3 voltan bekalan. Pembahagi dibentuk oleh perintang rintangan 5 kOhm. Pembanding mengawal flip-flop RS. Penguat penampan dan suis transistor disambungkan kepada outputnya. Setiap pembanding mempunyai satu input percuma, ia berfungsi untuk membekalkan isyarat kawalan luaran. Pembanding atas dicetuskan apabila tahap tinggi muncul dan menukar output litar mikro ke tahap rendah. “Pengawal” yang lebih rendah merendahkan voltan di bawah 1/3 VCC dan menetapkan output pemasa kepada unit logik.

Ciri-ciri utama cip NE555

Ciri-ciri pemasa dari pengeluar yang berbeza mungkin berbeza dalam had yang kecil, tetapi tiada siapa yang mempunyai sisihan asas (kecuali untuk litar mikro yang tidak diketahui asalnya, anda boleh mengharapkan apa-apa daripada mereka):

• Voltan bekalan ditunjukkan secara standard dari +5 hingga +15 V, walaupun lembaran data mengandungi had 4.5 ... 18 V.
• Arus keluaran ialah 200 mA.
• Voltan keluaran ialah maksimum VCC tolak 1.6 V, tetapi tidak kurang daripada 2 V dengan voltan bekalan 5 V.
• Penggunaan semasa pada 5 V tidak lebih daripada 5 mA, pada 15 V - sehingga 13 mA.
• Ralat dalam pembentukan tempoh nadi tidak lebih daripada 2.25%.
• Kekerapan operasi maksimum ialah 500 kHz.

Semua parameter ditentukan untuk suhu ambien +25 °C.

Lokasi dan tujuan pin

Output pemasa disusun sebagai standard, tanpa mengira reka bentuk kes - dalam tertib menaik dari kekunci lawan jam (apabila dilihat dari atas), dari 1 hingga 8. Setiap output mempunyai tujuan tersendiri:

1. GND – wayar bekalan kuasa biasa peranti.
2. TRIG - apabila tahap rendah digunakan, ia memulakan pembanding kedua (lebih rendah mengikut skema), unit logik muncul pada outputnya, menetapkan flip-flop RS dalaman kepada 0. Litar RC pemasaan luaran disambungkan kepadanya. Diutamakan daripada THR.
3. KELUAR - keluar. Tahap tinggi isyarat adalah lebih rendah sedikit daripada voltan bekalan, tahap rendah ialah 0.25 V.
4. TETAP SEMULA - set semula. Tanpa mengira isyarat pada input lain, jika terdapat tahap rendah, ia menetapkan semula output kepada 0 dan melumpuhkan pemasa.
5. CTRL - pengurusan. Ia sentiasa mempunyai tahap 2/3 voltan rel kuasa. Di sini anda boleh menggunakan isyarat luaran dan memodulasi output dengannya.
6. THR - apabila tahap tinggi muncul (lebih daripada 2/3 daripada bekalan kuasa), pencetus pertama (atas mengikut skema) ditetapkan kepada 1 dan dalaman RS flip-flop masuk ke dalam keadaan unit logik.
7. DIS - nyahcas kapasitor penetapan masa. Apabila pencetus peringkat tinggi muncul pada output, transistor dalaman terbuka, nyahcas pantas berlaku. Pemasa sedia untuk kitaran operasi seterusnya.
8. VCC – keluaran kuasa. Ia boleh dibekalkan dengan voltan dari 5 hingga 15 V.

Penerangan tentang mod pengendalian cip NE555

Walaupun seni bina pemasa membolehkan ia digunakan dalam pelbagai mod, terdapat tiga mod operasi biasa untuk NE555.

Penggetar tunggal (berbilang penggetar siap sedia)

Kedudukan permulaan:

• input 2 tahap logik tinggi;
• pada input R dan S pencetus - sifar;
• output pencetus - 1;
• transistor litar nyahcas terbuka, kapasitor C terhindar;
• keluaran 3 ialah tahap 0.

Apabila tahap sifar muncul pada input 2, pembanding yang lebih rendah bertukar kepada 1, membalikkan pencetus kepada 0. Tahap tinggi muncul pada output litar mikro.Pada masa yang sama, transistor ditutup, berhenti mengecilkan kapasitor. Ia mula mengecas melalui perintang R. Sebaik sahaja voltan merentasinya mencapai 2/3 daripada VCC, pembanding atas akan berfungsi, tetapkan pencetus kembali kepada 1, dan output pemasa kepada 0. Transistor akan menghidupkan dan menyahcas kemuatan. . Oleh itu, nadi positif akan terbentuk pada output, permulaannya ditentukan oleh isyarat luaran pada input 2, dan penyiapan bergantung pada masa cas kapasitor, yang dikira dengan formula t=1.1⋅R⋅ C.

multivibrator

Apabila kuasa digunakan, kapasitor dinyahcas, pada input 2 (dan 6) logik 0, pada output pemasa 1 (proses ini diterangkan dalam bahagian sebelumnya). Selepas mengecas kapasitansi melalui R1 dan R2 ke tahap 2/3 VCC, tahap tinggi pada input 6 akan membalikkan output 3 kepada sifar, dan transistor nyahcas akan dihidupkan. Tetapi kapasitor tidak akan dilepaskan secara langsung, tetapi melalui R2. Akibatnya, litar akan datang ke kedudukan asalnya, dan kitaran akan berulang lagi dan lagi. Daripada penerangan proses, dapat dilihat bahawa masa pengecasan ditentukan oleh jumlah rintangan R1, R2 dan kapasitansi kapasitor, dan masa nyahcas ditetapkan oleh R1 dan C. Sebaliknya R1 dan R2, anda boleh meletakkan perintang berubah-ubah dan cepat mengawal kekerapan dan kitaran tugas denyutan. Formula untuk pengiraan:

• tempoh nadi t1=0.693⋅(R1+R2)⋅C;
• tempoh jeda t2=0.693⋅R2⋅C;
• kadar ulangan nadi f=1/(0.693(R1+2⋅R2)⋅C.

Masa jeda tidak boleh melebihi masa nadi. Untuk mengatasi had ini, litar nyahcas dan cas dipisahkan dengan memasukkan diod dalam litar (katod kepada pin 6, anod kepada pin 7).

Pencetus Schmitt

Pada cip 555, anda boleh membina pencetus Schmitt.Peranti ini menukar isyarat yang berubah perlahan-lahan (sinusoid, gigi gergaji, dll.) kepada gelombang persegi. Di sini, litar pemasaan tidak digunakan, isyarat disalurkan ke input 2 dan 6, saling berkaitan. Apabila ambang 2/3 VCC dicapai, voltan keluaran secara tiba-tiba bertukar kepada 1, apabila ia turun ke tahap 1/3, ia juga menurun secara mendadak kepada sifar. Zon kekaburan ialah 1/3 daripada voltan bekalan.

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan utama cip NE555 ialah kemudahan penggunaannya - untuk membina litar, pengikatan kecil sudah mencukupi, yang sesuai untuk pengiraan. Pada masa yang sama, kos peranti adalah rendah.

Kelemahan utama pemasa adalah pergantungan yang jelas dari tempoh nadi pada voltan bekalan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kapasitor dalam litar penggetar tunggal atau multivibrator dicas melalui perintang (atau melalui dua), dan terminal atas perintang disambungkan ke bas bekalan. Arus melalui rintangan dibentuk oleh voltan VCC - semakin tinggi ia, semakin besar arus, semakin cepat kapasitor akan mengecas, semakin awal pembanding akan berfungsi, semakin pendek selang masa yang dihasilkan. Atas sebab yang tidak diketahui, detik ini tiada dalam dokumentasi teknikal, tetapi ia diketahui oleh pembangun.

Satu lagi kelemahan pemasa ialah voltan ambang pembanding dibentuk oleh pembahagi dalaman dan tidak boleh dilaraskan. Ini mengehadkan kemungkinan aplikasi NE555.

Dan satu lagi ciri yang tidak menyenangkan. Sehubungan dengan skema tolak-tarik untuk membina peringkat keluaran, pada saat pensuisan (apabila transistor atas sudah terbuka, dan yang bawah belum ditutup, atau sebaliknya) terdapat nadi arus melalui. Tempohnya adalah pendek, tetapi ia membawa kepada pemanasan tambahan litar mikro dan menjana gangguan dalam litar kuasa.

Apakah analognya

Semasa kewujudan pemasa, sejumlah besar klon telah dibangunkan dan dikeluarkan. Mereka dihasilkan oleh pelbagai syarikat, tetapi semuanya mengandungi nombor 555 dalam namanya. Antara kilang yang mengeluarkan analog, terdapat kedua-dua pengeluar komponen elektronik yang popular dan pengeluar yang tidak diketahui dari Asia Tenggara. Jika yang pertama memberikan parameter yang diisytiharkan, maka tiada jaminan yang sepatutnya dijangka daripada yang terakhir. Penyimpangan daripada ciri yang diisytiharkan boleh menjadi besar.

Di USSR, pemasa serupa KR1006VI1 telah dibangunkan. Fungsinya adalah sama seperti yang asal, dengan satu pengecualian: output 2 lebih diutamakan daripada output 6 (dan bukan sebaliknya, seperti NE555). Ini mesti diambil kira semasa mereka bentuk skema. Dan satu lagi: indeks КР bermakna litar mikro dihasilkan hanya dalam pakej DIP8.

Contoh penggunaan praktikal

Skop penggunaan praktikal pemasa adalah luas; dalam rangka semakan ini, topik tersebut tidak akan dapat dibincangkan sepenuhnya. Tetapi contoh yang paling biasa patut dipertimbangkan.

Dalam mod penggetar tunggal pada beberapa litar mikro, adalah mungkin untuk membina kunci kod dengan had masa untuk mendail kod. Cara lain ialah menggunakannya sebagai peranti isyarat untuk mencapai tahap ambang (pencahayaan, tahap pengisian tangki, dll.) bersama-sama dengan pelbagai sensor.

Dalam mod multivibrator (mod stabil), pemasa mencari aplikasi terluas. Pada beberapa pemasa, anda boleh membina suis garland dengan peraturan berasingan bagi kekerapan berkelip, tepat pada masa dan masa jeda.Adalah mungkin untuk menggunakan NE555 sebagai asas untuk geganti masa dan membentuk masa suis pengguna dari 1 hingga 25 saat. Anda boleh membina metronom untuk pemuzik. Ini adalah mod cip yang paling banyak digunakan, dan adalah mustahil untuk menerangkan semua aplikasi.

Sebagai pencetus Schmitt, pemasa jarang digunakan. Tetapi dalam mod bistable tanpa elemen tetapan frekuensi, NE555 digunakan sebagai penyahlantun atau suis dua butang dalam mod hentian mula. Malah, hanya flip-flop RS terbina dalam digunakan. Ia juga dikenali untuk membina pengawal PWM berdasarkan pemasa.

Terdapat koleksi litar yang menerangkan pelbagai aplikasi pemasa NE555. Mereka menerangkan beribu-ribu cara untuk menggunakan cip. Tetapi ini mungkin tidak mencukupi untuk fikiran pereka yang ingin tahu, dan dia akan mendapati penggunaan tambahan pemasa yang belum lagi diterangkan di mana-mana. Kemungkinan yang ditetapkan oleh pembangun litar mikro membenarkan ini.

Artikel yang serupa: