Explorarea Timerului NE555 IC: Caracteristici cheie, principii de proiectare și aplicații din lumea reală

NE555 este un cronometru de circuit integrat monolitic care poate genera diferite tipuri de semnale de sincronizare.Este utilizat pe scară largă în diverse dispozitive electronice în domenii precum ceasuri electronice, gestionarea puterii, calculatoare și afișaje cu LED -uri.Scopul acestui articol este de a furniza informații detaliate despre NE555, inclusiv fondul natalității, proiectarea, structura internă, descrierea pinului, modurile de funcționare și principiul, precum și aplicațiile, pentru a vă ajuta să utilizați mai bine cipul.

Catalog

Fundalul de naștere al NE555

Datând la începutul anilor '70, cipul de cronometru NE555 IC a fost proiectat de Hans Camenzind, inginer la Signetics Corporation (acum parte a NXP Semiconductors, Inc.) din S.U.A.O soluție de cronometru accesibilă și puternică.Fundalul creației sale este legat în principal de următoarele aspecte:

Designul lui Hans Camenzind: Hans Camenzind a fost un inginer electric din Elveția, care s -a specializat în dezvoltarea proiectelor de circuite integrate inovatoare.Filosofia sa de proiectare este de a crea un cip care este versatil, ușor de utilizat și aplicabil pe scară largă.Pe baza acestei filozofii, el a proiectat cu succes NE555 și a adus -o pe piață.

Dezvoltarea tehnologiei integrate a circuitului: anii ’60 -’70 au fost o perioadă de dezvoltare rapidă a tehnologiei integrate a circuitului.Odată cu avansarea tehnologiei și îmbunătățirea procesului de fabricație, proiectanții de cip au avut capacitatea de a integra mai multe funcții într -un singur cip, oferind astfel mai multe aplicații și soluții.

Apariția cererii: în industria electronică la acea vreme, cronometrele au jucat un rol vital în toate tipurile de circuite și sisteme.Cu toate acestea, soluțiile timpurii de cronometrare au avut, în general, unele limitări, cum ar fi costuri mari, dimensiuni mari sau limitări funcționale.Prin urmare, există o nevoie urgentă de un cip de cronometru accesibil și puternic pe piață.

Introducere în NE555

NE555 este unul dintre modelele din seria 555 de IC -uri de sincronizare.Funcțiile și aplicațiile PIN ale acestei serii de IC-uri sunt compatibile între ele, dar stabilitatea, performanța de economisire a puterii și frecvența de oscilație a diferitelor modele ale cipului datorită diferențelor de preț pot varia.555 este un IC de sincronizare utilizat pe scară largă și extrem de obișnuit, doar un număr mic de rezistențe și condensatoare, poate produce o varietate de semnale de impulsuri de frecvență diferite necesare pentru circuitele digitale.555 este principalul rol al NE555 este de a -și folosi cronometrul intern pentru a forma un circuit de bază pentru a oferi impulsuri de sincronizare pentru alte circuite.Funcția principală a NE555 este de a utiliza cronometrul intern pentru a forma un circuit de bază de timp pentru a oferi impulsuri de sincronizare pentru alte circuite.Circuitul de bază de timp NE555 este disponibil în două pachete principale: unul este un pachet dublu dublu în linie cu 8 pini, iar celălalt este un pachet mic SOP-8.

Alternative și echivalente

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Proiectarea cronometrului NE555

Cronometrul 555 a fost proiectat de Hans R. Camenzind în 1971 pentru Sigognitik.Sigognitik a fost ulterior achiziționat de Philips.Cele 555 de jetoane produse de diferiți producători variază în construcții, cu cipul standard 555 care integrează 25 de tranzistoare, 2 diode și 15 rezistențe, care sunt conduse prin 8 pini (într-un pachet DIP-8) derivate ale celor 555 includ 556(un cip DIP-14 care integrează două 555s), precum și 558 și 559.

NE555 are un interval de temperatură de funcționare de la 0 ° C la 70 ° C, în timp ce SE555 de grad militar este capabil să funcționeze la temperaturi extreme de la -55 ° C la 125 ° C.Formele de ambalare de 555 includ ambalaje metalice de înaltă calitate (reprezentate de T) și ambalaje de rășină epoxidică cu costuri reduse (reprezentate de V).Prin urmare, etichetele complete de 555 sunt NE555V, NE555TT, SE555V și SE555T, etc. Deși există o credință comună că numele cipului 555 provine de la cele trei rezistențe de 5kq din interiorul său, Hans Camenzind însuși a refuzat acest lucru și a pretins că a ales că a ales că a ales că a alescele trei numere la întâmplare.

Există, de asemenea, versiuni cu putere redusă a 555, inclusiv 7555 și TLC555 folosind circuite CMOS.Comparativ cu standardul 555, 7555 are un consum de energie mai mic.În plus, producătorul susține că pinul de control 7555 nu necesită un condensator la sol ca și alte 555 de jetoane și nu este nevoie de condensatoare de decuplare care elimină glitch între alimentarea și solul.

Compoziția internă a NE555

NE555 este un circuit integrat clasic.Structura sa de circuit intern include trei module funcționale principale: comparator de tensiune și etapă de ieșire, comparator și flip-flop RS.Următoarele vor oferi o analiză detaliată a circuitului intern al NE555:

Comparator de tensiune

Există un comparator de tensiune în NE555 pentru detectarea tensiunii de alimentare.Ieșirea acestui comparator de tensiune este conectată la RS Flip-Flop.

Etapa de ieșire

Etapa de ieșire este conectată la RS Flip-Flop și este responsabilă de controlul stării pinului de ieșire (adică pinul 3).Arhitectura de ieșire a NE555 este un design de scurgere deschisă, ceea ce înseamnă că nu poate furniza direct un semnal la nivel înalt, dar poate trage doar pinul de ieșire scăzut.Prin urmare, atunci când un semnal la nivel înalt trebuie să fie ieșit, este de obicei necesar să se utilizeze un rezistor de tracțiune extern pentru a trage știftul de ieșire într-o stare de nivel înalt.

Comparator

Există doi comparatori în interiorul NE555, și anume comparatorul pragului și comparatorul declanșatorului.Comparatorul de prag este conectat la pinul 6 (Thr) și comparatorul declanșatorului este conectat la pinul 2 (TRIG).Aceste două comparatoare sunt utilizate pentru a detecta modificările tensiunii pragului și tensiunii de declanșare.

Comparator de prag: Când tensiunea crește la pinul de prag (pinul 6), acest comparator va produce un semnal de nivel înalt.Când tensiunea de prag depășește tensiunea de declanșare, ieșirea comparatorului se va schimba.

Comparator de declanșare: Când tensiunea scade la pinul de declanșare (pinul 2), acest comparator va produce un semnal de nivel scăzut.Când tensiunea de declanșare este mai mică decât tensiunea pragului, ieșirea comparatorului se va schimba.

RS declanșator

NE555 conține un flip-flop RS intern pentru a stoca starea pinului de ieșire (pinul 3).Intrarea flip-flop-ului RS este controlată de ieșirile comparatorului de prag și de comparatorul declanșatorului.

R INPUT: Este conectat la ieșirea comparatorului pragului și controlează resetarea RS Flip-Flop.

Intrare: este conectat la ieșirea comparatorului declanșatorului și controlează setarea RS Flip-Flop.

Moduri de funcționare ale NE555

Cronometrul NE555 poate funcționa în trei moduri de funcționare:

Mod instabil: se referă la nicio stare stabilă.Modul instabil al NE555 este adesea utilizat în lumini stroboscopice, generatoare de tonuri, generatoare de semnal de impulsuri, circuite logice, cum ar fi ceasuri și alte circuite.

Mod bi-stabil: Acest mod este ca un suport pentru biciclete, care poate fi stabilizat în starea ridicată, precum și în starea scăzută și se va schimba doar atunci când este supus forței externe.Se numește Bistable, deoarece are două state stabilizate.

Mod monostabil: Acest mod este ca o ușă echipată cu o ușă mai aproape, care poate fi stabilizată în starea închisă și poate ajunge la starea deschisă doar atunci când se aplică o forță externă.Odată ce forța externă este retrasă, ușa se va întoarce automat la starea închisă.Întrucât are o singură stare stabilă, se numește monostabil, iar modul monostabil NE555 poate fi utilizat pentru aplicații precum cronometre, comutatoare de flick și măsurători de capacitate.

Principiul de lucru al NE555

Când tensiunea de alimentare VCC este pornită, circuitul începe să funcționeze, iar condensatorul C începe să se încarce imediat.Când tensiunea condensatorului C atinge 2/3 din VCC, ieșirea comparatorului intern se va schimba la un nivel înalt, iar ieșirea se va schimba, de asemenea, de la nivel scăzut la nivel înalt.Ulterior, când tensiunea condensatorului C scade la 1/3 din VCC, ieșirea comparatorului intern va deveni un nivel scăzut, iar în acest moment ieșirea se va schimba, de asemenea, de la nivel înalt la nivel scăzut.După aceea, condensatorul C începe să se încarce din nou, iar circuitul intră într -un nou ciclu de lucru.

Perioada t (secunde) este determinată de valorile condensatorului extern C și de cele două rezistențe externe R1 și R2.Formula este: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Ciclul de serviciu D descrie proporția timpului la nivel înalt în ciclul de undă pătrată, iar formula sa este: d = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Prin urmare, prin ajustarea valorilor condensatorului C și a rezistențelor R1 și R2, putem schimba perioada și ciclul de serviciu al formei de undă pătrate.

Pe scurt, principiul de lucru al NE555 se bazează pe construcția unui circuit secvențial.Prin reglarea valorilor condensatoarelor și rezistențelor externe, putem controla perioada și ciclul de datorie pentru a genera diverse forme de undă ale pulsului necesare.

Aplicarea NE555

NE555 Lumina de întârziere în timp de telecomandă infraroșu

Casele moderne sunt echipate în mod obișnuit cu telecomenzi în infraroșu și putem utiliza aceste telecomenzi existente pentru a controla o lampă de întârziere a timpului de control cu ​​telecomandă infraroșie.În ilustrație, H reprezintă capul de receptor cu infraroșu integrat, în timp ce C1 este condensatorul filtrului.Pe măsură ce telecomanda emite un șir de semnale de impulsuri digitale, după filtrul C1, va obține un impuls negativ, acest impuls poate declanșa circuitul monostabil 555 pentru a începe să funcționeze.

NE555 Alarma pentru fierbere a apei

Alarma de apă este compusă în principal din trei părți: circuitul de control al temperaturii, circuitul de oscilație cu frecvență joasă și circuitul de oscilație de înaltă frecvență.Printre ele, RP, RT și VT1 formează împreună un circuit de control al temperaturii.Circuitul de oscilație cu frecvență joasă este compus din componente IC1, R2, R3, C1 și alte componente, iar terminalul său de resetare forțat este controlat de VT1.Oscilatorul de înaltă frecvență este compus din componente IC2, R4, R5, C2 și alte componente, iar piciorul său de resetare forțat ④ este controlat de IC1.Când temperatura apei atinge temperatura prestabilită, valoarea de rezistență a RT va deveni mai mică, ceea ce face ca VT1 să fie tăiat.În acest moment, pinul ④ de IC1 devine ridicat, iar IC1 începe să oscileze și să iasă impulsuri de joasă frecvență.Aceste impulsuri modulează oscilatorul de înaltă frecvență compus din IC2, astfel încât să înceapă să funcționeze și emite un sunet de bifare.

Comutatorul de cronometru NE555

IC1 este o bucată de 555 de circuit de sincronizare, care este configurat aici ca circuit monostabil.În mod normal, întrucât nu există o tensiune indusă la terminalul P al tactului tactil, condensatorul C1 va fi complet externat prin pinul 7 al 555, ceea ce face ca pinul 3 să dea un nivel scăzut și să se releve KS în starea eliberată, astfel încâtLumina nu se va aprinde.

Când trebuie să porniți lumina, atingeți doar placa metalică P cu mâna, tensiunea de semnal rătăcit generată de inducerea corpului uman va fi adăugată la terminalul de declanșare de 555 până la C2, ceea ce face ca producția de 555 să se schimbe de la nivel scăzut lanivel înalt.În acest moment, releul KS va fi absorbit, iar lampa este apoi aprinsă.În același timp, pinul 7 din 555 este întrerupt intern, iar sursa de alimentare va percepe C1 până la R1, ceea ce marchează începutul calendarului.Când tensiunea de pe condensatorul C1 crește la 2/3 din tensiunea de alimentare, va conduce pinul 7 din 555, descărcarea C1, ceea ce face ca ieșirea pinului 3 să se schimbe de la mare la scăzut.În acest moment, releul va fi eliberat, lumina se stinge și calendarul se termină.Timpul de sincronizare este determinat în principal de valoarea R1 și C1, formula este: T1 = 1.1R1 * C1.Conform valorilor marcate în figură, timpul de sincronizare este de aproximativ 4 minute.Pentru D1, putem alege 1N4148 sau 1N4001 aceste două modele.

Cinci circuite clasice ale NE555

NE555 Circuit de temporizare de bază

Acesta este unul dintre cele mai frecvente circuite, care constă din componente precum cipul NE555, rezistențe și condensatoare.Prin reglarea valorilor rezistențelor și condensatoarelor, utilizatorul poate seta timpi de sincronizare diferiți.Acest circuit este adesea utilizat pentru a genera semnale de sincronizare la nivel de milisecunde, cum ar fi semnalele pulsului și semnalele de undă pătrată.Circuitul este caracterizat prin structura sa simplă, ușor de implementat și poate produce semnale de sincronizare mai precise.

NE555 Circuit de declanșare monostabilă

Acesta este un circuit care poate genera un singur semnal puls.Circuitul constă în principal din NE555 și mai multe rezistențe și condensatoare și alte componente.Prin ajustarea valorilor rezistențelor și condensatoarelor, utilizatorul poate schimba timpul de lățime și de întârziere a pulsului.Acest circuit este utilizat în mod obișnuit pentru a genera semnale cu un singur impuls, cum ar fi semnale de declanșare și semnale de sincronizare.Circuitul se caracterizează prin capacitatea sa de a genera un singur semnal puls, iar timpul de lățime și de întârziere a pulsului pot fi reglate.

NE555 Circuit bistabil flip-flop

Acesta este un circuit care realizează funcția logică flip-flop.Prin reglarea valorilor rezistențelor și condensatoarelor, utilizatorul poate schimba timpul flip-flop și tensiunea de prag a circuitului.Acest circuit este utilizat în mod obișnuit pentru a implementa aplicații precum logica flip-flops și comparații de tensiune.Circuitul se caracterizează prin capacitatea sa de a implementa funcția logică flip-flop, iar tensiunea de timp și pragul de flip-flop poate fi ajustată, astfel încât este potrivit pentru o varietate de scenarii diferite de aplicare logică.

NE555 Circuitul generator de undă pătrată

Acesta este un circuit care generează un semnal de undă pătrată.Prin reglarea valorilor rezistenței și condensatorului, utilizatorul poate schimba frecvența și ciclul de serviciu al undei pătrate.Acest circuit este utilizat în mod obișnuit pentru a genera semnale de undă pătrată, cum ar fi semnale digitale și semnale modulate.Circuitul se caracterizează prin capacitatea sa de a genera semnale de undă pătrată, iar frecvența și ciclul de serviciu al undei pătrate pot fi ajustate, astfel încât este potrivit pentru o varietate de scenarii de aplicație digitală și de modulare.

NE555 Circuit oscilator multi-armonic

Acesta este un circuit care generează semnale dreptunghiulare de undă.Circuitul este format în principal din două jetoane NE555 și mai multe componente, cum ar fi rezistențe și condensatoare.Utilizatorul poate modifica flexibil frecvența și ciclul de serviciu al oscilației prin ajustarea valorilor acestor rezistențe și condensatoare.Drept urmare, acest circuit poate fi utilizat pentru a genera semnale audio sau semnale modulate, de exemplu.Circuitul se caracterizează prin capacitatea sa de a genera semnale de undă dreptunghiulare cu frecvență reglabilă și ciclu de serviciu.

Întrebări frecvente [FAQ]

1. Care este funcția NE555?

Cronometrul SE 555 funcționează între intervalul de temperatură de -55 ° C până la 125 ° C în SE și IC NE 555 este utilizat pentru locul în care temperatura variază de la 0 ° C la 70 ° C.Are o gamă largă de utilizări în câmpul electronic ca cronometru, întârziere, generare de impulsuri, oscilator etc.

2. Este NE555 și IC 555 la fel?

Da, NE555 Timer IC și 555 Timer IC sunt aceleași.NE555 este numărul piesei la Timer IC.În general, NE555 IC este numit cu numele 555 Timer IC.

3. Care este principiul de lucru al NE555?

Un cronometru 555 poate acționa ca un blocaj SR activ activ (deși fără o ieșire Q inversat) prin conectarea unui semnal de intrare de resetare la pinul de resetare și conectarea unui semnal de intrare setat la pinul TR.Astfel, tragerea setului momentan scăzut acționează ca un „set” și tranziționează ieșirea la starea înaltă (VCC).