NE555-ajastimen IC: Tärkeimmät ominaisuudet, suunnitteluperiaatteet ja reaalimaailman sovellukset

NE555 on monoliittinen integroitu piiriajastin, joka voi tuottaa erityyppisiä ajoitussignaaleja.Sitä käytetään laajasti erilaisissa elektronisissa laitteissa sellaisilla alueilla, kuten elektroniset kellot, virranhallinta, laskimet ja LED -näytöt.Tämän artikkelin tarkoituksena on antaa yksityiskohtaisia ​​tietoja NE555: stä, mukaan lukien sen syntymätausta, suunnittelu, sisäinen rakenne, PIN -kuvaus, käyttötavat ja periaatteet sekä sovellukset, jotta voit paremmin käyttää sirua.

Luettelo

NE555: n syntymätausta

1970 -luvun alkupuolelle peräisin olevan NE555 IC -ajastin sirun on suunnitellut Signetics Corporationin insinööri Hans Camenzind (nykyinen osa NXP Semiconductors, Inc.) Yhdysvalloissa, ja se julkaistiin vuonna 1971. NE555 on alun perin suunniteltu tarjoamaanedullinen ja tehokas ajastinratkaisu.Sen luomisen tausta liittyy pääasiassa seuraaviin näkökohtiin:

Hans Camenzindin suunnittelu: Hans Camenzind oli Sveitsin sähköinsinööri, joka on erikoistunut innovatiivisten integroitujen piirimalleiden kehittämiseen.Hänen suunnittelufilosofiansa on luoda siru, joka on monipuolinen, helppokäyttöinen ja laajalti sovellettava.Tämän filosofian perusteella hän suunnitteli NE555: n onnistuneesti ja toi sen markkinoille.

Integroidun piiritekniikan kehittäminen: 1960- ja 1970 -luvut olivat integroidun piiritekniikan nopea kehitysjakso.Teknologian edistymisen ja valmistusprosessin parantamisen myötä sirujen suunnittelijoilla oli kyky integroida enemmän toimintoja yhdeksi siruksi, mikä tarjoaa enemmän sovelluksia ja ratkaisuja.

Kysynnän syntyminen: Elektroniikkateollisuudessa ajastimilla oli tärkeä rooli kaikentyyppisissä piireissä ja järjestelmissä.Varhaisten ajastinratkaisuilla oli kuitenkin yleensä joitain rajoituksia, kuten korkeat kustannukset, suuret tai toiminnalliset rajoitukset.Siksi markkinoilla on kiireellinen tarve kohtuuhintaiselle ja tehokkaalle ajastin sirulle.

Johdanto NE555: een

NE555 on yksi 555 -sarjan ICS -sarjan malleista.Tämän ICS-sarjan PIN-toiminnot ja sovellukset ovat yhteensopivia toistensa kanssa, mutta sirun eri mallien stabiilisuus, tehonsäästö suorituskyky ja värähtelytaajuus voivat myös vaihdella.555 on laajalti käytetty ja erittäin yleinen ajoitus IC, vain pieni määrä vastuksia ja kondensaattoreita, voi tuottaa erilaisia ​​erilaisia ​​taajuuspulssisignaaleja, joita tarvitaan digitaalisiin piireihin.555 on NE555: n päärooli käyttämään sisäistä ajastinta aikataulupiirin muodostamiseen ajoituspulssien aikaansaamiseksi muille piireille.NE555: n päätehtävänä on käyttää sen sisäistä ajastinta aikataulupiirin muodostamiseksi muiden piirien ajoituspulssien aikaansaamiseksi.NE555-aikapohjapiiri on saatavana kahdessa pääpakkauksessa: yksi on DIP-kaksoislinjan 8-nastainen paketti, ja toinen on SOP-8-pieni paketti.

Vaihtoehdot ja vastaavat

Olla BL5372

• NA555

• KR3225Y

NE555 -ajastimen suunnittelu

Hans R. Camenzind on suunnitellut 555 ajastimen vuonna 1971 Sigognitikille.Myöhemmin Philips osti Sigognitikin.Eri valmistajien tuottamat 555-sirut vaihtelevat rakenteessa, ja standardi 555-siru integroi 25 transistoria, 2 diodia ja 15 vastusta, jotka johdetaan 855: n 555: n johdannaisjohdannaisiin (DIP-8-pakettiin).(DIP-14-siru, joka integroi kaksi 555: tä) sekä 558 ja 559.

NE555: n käyttölämpötila -alue on 0 ° C -70 ° C, kun taas armeijan SE555 pystyy toimimaan äärimmäisissä lämpötiloissa -55 ° C -125 ° C.555: n pakkausmuodot sisältävät korkean luotettavuuden metallipakkaukset (edustaa T) ja edulliset epoksihartsipakkaukset (edustaa V).Siksi 555: n täydelliset etiketit ovat NE555V, NE555T, SE555V ja SE555T jne. Vaikka onkin yleinen usko siihen, että 555 -sirun nimi tulee sen sisällä olevista kolmesta 5 kQ: n vastuksesta, Hans Camenzind itse kiisti tämän ja väitti, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi, että hän valitsi sen ja valitsi, että hän valitsi tämän ja valitsi sen, että hän valitsi tämän ja valitsi, että hän valitsi sen ja valitsi, että hän valitsi tämän ja valitsi, että hän valitsi tämän ja väitti, että hän valitsi tämän ja väitti, että hän valitsi tämän ja väitti, että hän valitsi tämän ja väitti, ettäkolme numeroa satunnaisesti.

Siellä on myös pienitehoisia versioita 555: stä, mukaan lukien 7555 ja TLC555 käyttämällä CMOS-piirejä.Verrattuna standardiin 555, 7555: llä on alhaisempi virrankulutus.Lisäksi valmistaja väittää, että 7555-ohjaustappi ei vaadi maapallon kondensaattoria, kuten muutkin 555 sirut, eikä virtalähteen ja maan välillä ole tarpeen, että häiriölimoivia irrottamiskondensaattoreita.

NE555: n sisäinen koostumus

NE555 on klassinen integroitu piiri.Sen sisäpiirirakenne sisältää kolme pääfunktionaalista moduulia: jännitevertaija ja lähtövaihe, vertailu ja RS-flip-flop.Seuraava antaa yksityiskohtaisen analyysin NE555: n sisäisestä piiristä:

Jännitekertailija

NE555: n sisällä on jännitekertailu virtalähteen jännitteen havaitsemiseksi.Tämän jännitevertaimen lähtö on kytketty RS-flip-flopiin.

Lähtövaihe

Lähtövaihe on kytketty RS-flip-flopiin ja vastaa lähtötapin tilan hallinnasta (ts. Tappi 3).NE555: n lähtöarkkitehtuuri on avoimen levyn malli, mikä tarkoittaa, että se ei voi suoraan tarjota korkean tason signaalia, mutta voi vetää lähtötapin vain alhaisella tavalla.Siksi, kun korkean tason signaali on tulostettava, on yleensä tarpeen käyttää ulkoista vetovastusta tulostuskiinnän vetämiseen korkean tason tilaan.

Vertailu

NE555: n sisällä on kaksi vertailua, nimittäin kynnysvertailijan ja laukaisukertaavan.Kynnysarvoinen vertailu on kytketty nastaan ​​6 (THR) ja liipaisimen vertailu on kytketty nastaan ​​2 (TRIG).Näitä kahta vertailua käytetään havaitsemaan kynnysjännitteen ja liipaisujännitteen muutokset.

Kynnysarvo: Kun jännite nousee kynnystappiin (nasta 6), tämä vertailu tuottaa korkean tason signaalin.Kun kynnysjännite ylittää liipaisimen jännitettä, vertailun lähtö muuttuu.

Liipaisimen vertailu: Kun jännite putoaa liipaisimentappiin (nasta 2), tämä vertailulaite tuottaa matalan tason signaalin.Kun liipaisimen jännite on pienempi kuin kynnysjännite, vertailun lähtö muuttuu.

RS -liipaisin

NE555 sisältää RS-flip-flopin sisäisesti lähtötapin tilan säilyttämiseksi (nasta 3).RS-flip-flopin tuloa ohjataan kynnysvertaimen ja liipaisimen vertailun lähtöillä.

R-tulo: Se on kytketty kynnysvertaimen lähtöön ja ohjaa RS-flip-flopin nollausta.

Syöttö: Se on kytketty liipaisimen vertailun lähtöön ja ohjaa RS-flip-flopin asetusta.

NE555: n toimintatavat

NE555 -ajastin voi toimia kolmessa toimintatavissa:

Epävakaa tila: Se ei viittaa vakaa tilaan.NE555: n epävakaa tilaa käytetään usein Strobe -valoissa, äänigeneraattoreissa, pulssisignaaligeneraattoreissa, logiikkapiirissä, kuten kellot ja muut piirit.

Kaksivahti-tila: Tämä tila on kuin polkupyörän kiinnike, joka voidaan vakauttaa sekä nostetussa tilassa että alennettuun tilassa ja muuttuu vain, kun se kohdistuu ulkoiseen voimaan.Sitä kutsutaan bistableiksi, koska siinä on kaksi stabiloitua tilaa.

Monostabiili tila: Tämä tila on kuin ovi, joka on varustettu oven lähemmäksi, joka voidaan vakauttaa suljetussa tilassa ja voi päästä avoimeen tilaan vain, kun ulkoinen voima kohdistetaan.Kun ulkoinen voima on vedetty, ovi palaa automaattisesti suljettuun tilaan.Koska sillä on vain yksi vakaa tila, sitä kutsutaan monostableiksi, ja NE555: n monostabiilista tilaa voidaan käyttää sovelluksiin, kuten ajastimiin, välkkyen kytkimiin ja kapasitanssimittauksiin.

NE555: n työperiaate

Kun virtalähdejännite VCC kytketään päälle, piiri alkaa toimia ja kondensaattori C alkaa latautua heti.Kun kondensaattorin C jännite saavuttaa 2/3 VCC: stä, sisäisen vertailun lähtö muuttuu korkealle tasolle ja lähtö muuttuu myös alhaisesta tasosta korkealle tasolle.Myöhemmin, kun kondensaattorin C jännite putoaa 1/3 VCC: stä, sisäisen vertailun lähtö muuttuu matalalle tasolle, ja tällä hetkellä lähtö muuttuu myös korkeasta tasosta matalaan tasoon.Sen jälkeen kondensaattori C alkaa latautua uudelleen, ja katkaisu tulee uuteen työsykliin.

Jakso T (sekunnit) määritetään ulkoisen kondensaattorin C arvoilla ja kahden ulkoisen vastuksen R1 ja R2.Kaava on: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Vuosykli D kuvaa korkean tason ajan osuutta neliöaaltojaksossa, ja sen kaava on: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Siksi säätämällä kondensaattorin C ja vastusten R1 ja R2 arvoja voimme muuttaa neliöaalto -aaltomuodon ajanjaksoa ja käyttöjaksoa.

Lyhyesti sanottuna NE555: n toimintaperiaate perustuu peräkkäisen piirin rakentamiseen.Säätämällä ulkoisten kondensaattorien ja vastusten arvoja, voimme hallita ajanjaksoa ja käyttöjaksoa erilaisten vaadittavien pulssi -aaltomuotojen tuottamiseksi.

NE555: n soveltaminen

NE555 Infrapuna kaukosäätimen aikaviivästysvalo

Nykyaikaiset kodit on yleisesti varustettu infrapuna -kaukosäätimillä, ja voimme hyödyntää näitä olemassa olevia kaukosäätimiä infrapuna -kaukosäätimen viivevalaisimen hallitsemiseksi.Kuvassa H edustaa integroitua infrapunavastaanottimen päätä, kun taas C1 on suodatinkondensaattori.Kun kaukosäädin säteilee digitaalisten pulssisignaalien merkkijonon, C1 -suodattimen jälkeen, se saa negatiivisen pulssin, tämä pulssi voi laukaista 555 -monostabiilin piirin työskentelyn aloittamiseksi.

NE555 Vesi kiehuihälytys

Vesihälytys koostuu pääasiassa kolmesta osasta: lämpötilan ohjauspiiri, matalan taajuuden värähtelypiiri ja korkeataajuuden värähtelypiiri.Heistä RP, RT ja VT1 muodostavat yhdessä lämpötilan säätöpiirin.Matalataajuinen värähtelypiiri koostuu IC1: stä, R2: sta, R3: sta, C1: stä ja muista komponenteista, ja sen pakotettu nollausliitin ④-nasta ohjataan VT1: llä.Korkean taajuuden oskillaattori koostuu IC2: sta, R4: stä, R5: stä, C2: sta ja muista komponenteista, ja sen pakotettu nollausterminaali ④ jalkaa ohjataan IC1: llä.Kun veden lämpötila saavuttaa esiasetetun lämpötilan, RT: n vastusarvo pienenee, aiheuttaen VT1: n katkaisun.Tällä hetkellä IC1: n PIN ④ tulee korkeaksi ja IC1 alkaa värähtelyä ja lähtö matalataajuisia pulsseja.Nämä pulssit moduloivat IC2: sta koostuvaa korkeataajuista oskillaattoria siten, että se alkaa toimia ja antaa tikittävän äänen.

NE555 Touch Ajastin kytkin

IC1 on pala 555 -ajoituspiiriä, joka on määritetty tässä monostabiilina piirinä.Normaalisti, koska kosketuslevyn P -liitännällä ei ole indusoitua jännitettä, kondensaattori C1 purkautuu kokonaan 555: n nastan 7 kautta, mikä aiheuttaa nasta 3: n tuotannon alhaisen tason ja välittää KS: n vapautuvassa tilassa, joten theValoa ei tule.

Kun meidän on kytkettävä valo päälle, kosketa vain metallilevyä P kädelläsi, ihmiskehon induktion tuottama kulkuviiva jännite lisätään 555: n liipaisinliittimeen C2: iin, mikä tekee 555: n muutoksen alhaisesta tasosta toiseenKorkea taso.Tällä hetkellä rele ks imeytyy ja lamppu palaa sitten.Samaan aikaan 555: n nastat 7 katkaisee sisäisesti ja virtalähde latautuu C1: n R1: n kautta, mikä merkitsee ajoituksen alkua.Kun kondensaattorin C1 jännite nousee 2/3 syöttöjännitteestä, 555: n nastat 7 suoritetaan, purkaen C1: tä, mikä aiheuttaa nastan 3 lähtöä muuttumaan korkeasta matalaan.Tässä vaiheessa rele vapautetaan, valo sammuu ja ajoitus päättyy.Ajoitusaika määritetään pääasiassa R1: n ja C1: n arvolla, kaava on: T1 = 1,1R1 * C1.Kuvassa merkittyjen arvojen mukaan ajoitusaika on noin 4 minuuttia.D1: lle voimme valita 1N4148 tai 1N4001 nämä kaksi mallia.

Viisi NE555: n klassista piiriä

NE555 Perusajastin piiri

Tämä on yksi yleisimmistä piireistä, joka koostuu komponenteista, kuten NE555 -siru, vastukset ja kondensaattorit.Säätämällä vastusten ja kondensaattorien arvoja käyttäjä voi asettaa erilaisia ​​ajoitusaikoja.Tätä piiriä käytetään usein millisekunnin tason ajoitussignaalien, kuten pulssisignaalien ja neliöaaltojen signaalien tuottamiseen.Piirille on ominaista yksinkertainen rakenne, helppo toteuttaa ja se voi tuottaa tarkempia ajoitussignaaleja.

NE555 -monostabl -liipaisimen piiri

Tämä on piiri, joka voi luoda yhden pulssisignaalin.Piiri koostuu pääasiassa NE555: stä ja useista vastuksista ja kondensaattoreista ja muista komponenteista.Säätämällä vastusten ja kondensaattorien arvoja käyttäjä voi muuttaa pulssin leveyttä ja viiveaikaa.Tätä piiriä käytetään yleisesti yhden pulssin signaalien, kuten liipaisussignaalien ja synkronointisignaalien tuottamiseen.Piirille on ominaista kyky tuottaa yksi pulssi, ja pulssin leveys- ja viiveaika voidaan säätää.

NE555 Bistable Flip-Flop -piiri

Tämä on piiri, joka toteuttaa logiikan flip-flop-toiminnon.Säätämällä vastusten ja kondensaattorien arvoja käyttäjä voi muuttaa piirin flip-flop-aikaa ja kynnysjännitettä.Tätä piiriä käytetään yleisesti sovellusten, kuten logiikan flip-flops- ja jännitevertailujen toteuttamiseen.Piirille on ominaista kyky toteuttaa logiikan flip-flop-toiminto, ja flip-flop-aika ja kynnysjännite voidaan säätää, joten se sopii moniin erilaisiin logiikan sovellusskenaarioihin.

NE555 -neliöaaltogeneraattoripiiri

Tämä on piiri, joka tuottaa neliöaaltosignaalin.Säätämällä vastus- ja kondensaattorin arvoja käyttäjä voi muuttaa neliöaalton taajuutta ja käyttöjaksoa.Tätä piiriä käytetään yleisesti neliöaalisten signaalien, kuten digitaalisten signaalien ja moduloitujen signaalien tuottamiseen.Piirille on ominaista kyky tuottaa neliöaaltojen signaaleja, ja neliöaalton taajuus ja käyttöjakso voidaan säätää, joten se soveltuu moniin digitaalisiin ja modulaatiosovellusskenaarioihin.

NE555 Multi-harmoninen oskillaattoripiiri

Tämä on piiri, joka tuottaa suorakaiteen muotoisia aaltoja.Piiri koostuu pääasiassa kahdesta NE555 -sirusta ja useista komponenteista, kuten vastuksista ja kondensaattorista.Käyttäjä voi joustavasti muuttaa värähtelyn taajuutta ja työsykliä säätämällä näiden vastusten ja kondensaattorien arvoja.Seurauksena on, että tätä piiriä voidaan käyttää esimerkiksi äänisignaalien tai moduloitujen signaalien luomiseen.Piirille on ominaista kyky tuottaa suorakaiteen muotoisia aaltosignaaleja säädettävällä taajuudella ja käyttöjaksolla.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Mikä on NE555: n tehtävä?

SE 555 -ajastin IC toimii lämpötila -alueen -55 ° C -125 ° C välillä SE: ssä ja IC NE 555: tä käytetään siihen, missä lämpötila vaihtelee välillä 0 ° C -70 ° C.Siinä on laaja valikoima käyttöä elektronisessa kentässä ajastimena, viiveen, pulssien muodostumisena, oskillaattorina jne.

2. Onko NE555 ja IC 555 sama?

Kyllä, NE555 -ajastin IC ja 555 ajastin IC ovat samat.NE555 on osanumero ajastimelle IC.Yleensä NE555 IC: tä kutsutaan nimellä 555 ajastin IC.

3. Mikä on NE555: n työperiaate?

555-ajastin voi toimia aktiivisena matalan SR-salvan (tosin ilman käännettyä Q-lähtöä) kytkemällä nollaussignaali nollaus PIN-koodiin ja kytkemällä asetettu tulosignaali TR-nastaan.Siten vetäminen asetettuna hetkeksi matalaan toimii "asetettuna" ja siirtyy lähtö korkeaan tilaan (VCC).