555 триггер шмидта: Триггер шмитта на 555: ne555 напряжение питания

Содержание

Триггер шмитта на 555: ne555 напряжение питания

РадиоКот >Статьи >

Теги статьи:

NE555ТеорияПрактикаДобавить тег

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Часть первая. Теоретическая.

Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! — Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам.

Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы — гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов — пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась — сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем — 556 и 558. 556 — это сдвоенная версия таймера, 558 — счетверенная.

Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый — на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф — 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги — какой вывод для чего нужен и что все это значит.

Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги…):

1. Земля. Особо комментировать тут нечего — вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С — это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в).

Переключение между состояниями низкий — высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания — это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания.

А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.

Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе — низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ — мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня.

Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии — на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый — если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения — в таком случае выход остается активным — на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй — если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.

Так, лирическую часть закончили — перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t.

Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C, где R — сопротивление резистора в МегаОм-ах, С — емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам — работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода — значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот — горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания — 9 вольт. Например, от батареи «Крона».

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый — моностабильный мультивибратор. Моностабильный — потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно — выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот — для формирования паузы на заданное время.

Второй режим — это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас — зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 — Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 — Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 — Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема — один резистор и один конденсатор — куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень — около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера — это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да — заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать «выходит из себя», может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься — нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно ли меньше? В принципе — да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора — схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки — например, танталовыми.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.

Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер — напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C — в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса — t1 и промежутком между импульсами — t2. t = t1+t2.
Частота и период — понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;
Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы — их можно задать .

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

555 триггер schmitt — 555 таймеров — Учебник

555 Schmitt Trigger

Глава 8 — Схемы таймера 555

ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ

Одна батарея 9 В
Зажим аккумулятора (каталог Radio Shack № 270-325)
Mini Hook Clips (припаян к зажиму аккумулятора, каталог Radio Shack № 270-372)
Один потенциометр, 10 KΩ, 15-Turn (каталог Radio Shack # 271-343)
Один ИК-таймер 555 (каталог Radio Shack № 276-1723)
Один красный светодиод (каталог Radio Shack № 276-041 или аналогичный)
Один зеленый светодиод (каталог Radio Shack № 276-022 или его эквивалент)
Два резистора 1 KΩ
Один DVM (цифровой вольтметр) или VOM (измеритель вольтметра)

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки в электрических цепях, Том 3, глава 8: «Положительная обратная связь»

Уроки в электрических цепях, том 4, глава 3: «Уровни напряжения логического сигнала»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Узнайте, как работает Trigger Schmitt
Как использовать таймер 555 в качестве триггера Шмитта

СХЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Шмитт Триггеры имеют соглашение, чтобы показать ворота, которые также являются триггером Шмитта, как показано ниже.

Тот же схематичный перерисованный, чтобы отразить это соглашение, выглядит примерно так:

ИЛЛЮСТРАЦИИ

ИНСТРУКЦИИ

Таймер 555, вероятно, является одним из наиболее универсальных чипов «черного ящика». Его 3-х резисторный делитель напряжения, 2 компаратора и встроенный триггер сбрасывания подключены для создания триггера Schmitt в этой конструкции. Интересно отметить, что конфигурация даже не близка к конфигурации op-amp, показанной в другом месте, но конечный результат идентичен.

Попробуйте настроить потенциометр, пока не загорится индикатор, а затем измерьте напряжение. Сравните это напряжение с напряжением питания. Отрегулируйте потенциометр другим способом до тех пор, пока светодиод не перевернется и не измеряет напряжение. Как близко к отметкам 1/3 и 2/3 вы получили «// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/45005.png»>

мир электроники — микросхема-таймер серии 555

Электронные устройства

материалы в категории

Специализированные микросхемы

Таймер 555 – простое в использовании устройство, о множеством возможных применений. Он широко используется во всевозможных схемах, и это только усиливает его популярность и соответственно повышает спрос на продукцию, а это удешевляет сам таймер 555, что радует радиомастеров.
Следует отметить что таймер 555 также выпускается в «двойном» формате. И называется таймер 556. Он включает два независимых IC 555 в одном корпусе.

Изначально выпускалась микросхема-таймер под названием NE555, но позже она также производилась разными производителями под разными названиями. Вот только лишь некоторые из аналогов микросхемы: AN1555, GL555, LB8555, MC1455, NJM555. Был также и отечественный аналог КР1006ВИ1.

В общем-то в наше время приобрести микросхемы особого труда не составляет: все что угодно можно найти в интернете. Ну, например здесь…

Внешний вид микросхемы-таймера серии NE555

Назначение выводов микросхем серии NE555 и NE556

Эту микросхему можно рассматривать как цифровое (логическое) устройство с двумя устойчивыми состояниями: логический ноль и логическая единица. Причем уровень напряжения при логической единице напрямую зависит от питания и может быть как 5V так и более, что делает ее универсальной: она может работать совместно как с ТТЛ-микросхемами так и с КМОП (что такое ТТЛ и КМОП технологии можно почитать здесь).

Сама по себе микросхема-таймер NE555 может работать в нескольких режимах:

Моностабильный режим – этот режим таймера 555 функционирует как «одноразовый-односторонний». Такой режим может включать таймеры, переключатели, сенсорные переключатели, делители частоты и т.д.

Нестабильный – автономная функция работы таймера 555. Такая функция позволяет работать в режиме генератора. Используют ее во включении светодиодные лампы, логической части часов и т.п.

И последний – бистабильный режим. Или триггер Шмитта. Понятно, что в таком случае таймер 555 работает как триггер, если нет конденсатора.

Рассмотрим каждый из режимов работы таймера

Нестабильный режим работы таймера 555

Данная схема не имеет стабильного состояния – отсюда и «нестабильность». Выход постоянно «гуляет» высокое и низкое, используя при этом пользователем так называемом «квадрата» волны. Данная схема может использоваться при необходимости подавать механизму прерывистые толчки при кратковременном включении и выключении таймера.

Моностабильный режим таймера 555

Нетрудно заметить что здесь все работает по принципу ждущего мультивибратора: запуск устройства происходит при подаче управляющего сигнала. Но включено устройство не постоянно а лишь какое-то время.

Бистабильный режим ( триггер Шмитта )

Как видно из графика- здесь таймер 555 работает как триггер: при нажатии на «запуск» он переходит в устойчивое состояние логической единицы на выходе, при кнопке «сброс» все возвращается в исходное состояние.

Как подобрать параметры микросхемы ne555

Микросхемы 555 применяются довольно часто в радиолюбительской практике – они практичны, многофункциональны и очень просты в использовании. На таких микросхемах можно реализовать любую конструкцию – как простейшие триггеры Шмитта с парочкой дополнительных элементов, так и многоступенчатые кодовые замки.

NE555 была разработана уже довольно давно, даже в советских журналах «Радио», «Моделист-конструктор», на аналогах этой микросхемы можно было встретить немало самоделок. На сегодняшний день эта микросхема активно применяется в конструкциях со светодиодами.

Описание микросхемы

Это разработка компании из США Signetics. Именно ее специалисты смогли реализовать на практике работы Камензинда Ганса. Это, можно сказать, отец интегральной микросхемы – в тяжелых условиях высокой конкуренции инженерам удалось сделать продукт, который вышел на мировой рынок и завоевал широкую популярность.

В те годы у микросхемы 555 серии не было в мире аналогов – очень высокая плотность монтажа элементов в устройстве и крайне низкая себестоимость. Именно благодаря этим параметрам она заслужила высокую популярность среди конструкторов.

Отечественные аналоги

После началось массовое копирование этого радиоэлемента – советский аналог микросхемы носил название КР1006ВИ1. Между прочим, она во всех отношениях является уникальной разработкой, даже несмотря на то, что у нее много аналогов. Только у отечественных микросхем вход остановки приоритетнее, чем вход запуска. Ни в одной из зарубежных конструкций нет такой особенности. Но эту особенность обязательно нужно учитывать при проектировании схем, в которых оба входа активно используются.

Где применяется?

Но нужно заметить, что приоритеты входов не очень сильно влияют на работоспособность микросхемы. Это только мелкий нюанс, который нужно учитывать в редких случаях. Для снижения потребляемой мощности в середине 70-х был налажен выпуск КМОП-элементов. В СССР микросхемы на полевиках носили название КР1441ВИ1.

Генераторы на микросхеме 555 очень часто используются в конструкциях радиолюбителей. Несложно реализовать на этой микросхеме и реле времени, причем задержку можно установить от нескольких миллисекунд до часов. Существуют и более сложные элементы, в основе которых находится 555 схема – они содержат в себе устройства по предотвращению дребезжания контактов, ШИМ-контроллеры, восстановления сигнала цифрового типа.

Преимущества и недостатки микросхемы

Внутри таймера имеется встроенный делитель напряжения – именно он позволяет задать строго фиксированный нижний и верхний порог, при котором происходит срабатывание компараторов. Именно отсюда можно сделать вывод о главном недостатке – пороговыми значениями невозможно управлять, а из конструкции исключить делитель тоже нельзя, существенно сужается область практического применения микросхемы 555. Схемы мультивибраторов и одновибраторов построить можно, но более сложные конструкции не получится.

При изготовлении таймеров на биполярных транзисторах выскакивает один большой недостаток – выходной каскад переходит в противоположное состояние. И при каждом переключении появляется сквозной паразитный ток, пиковое значение его может быть около 400 мА. При этом существенно увеличиваются потери на тепло.

Как избавиться от недостатков?

Но избавиться от такой проблемы можно, достаточно установить полярный конденсатор не более 0,1 мкФ между управляющим выводом и минусом питания.

А чтобы существенно повысить помехоустойчивость, в цепи питания устанавливается неполярный конденсатор емкостью 1 мкФ. При практическом применении микросхем 555 важно учитывать, влияют ли на их работу пассивные элементы – резисторы и конденсаторы. Но нужно заметить одну особенность – при использовании таймеров на КМОП-элементах эти все недостатки просто уходят, нет необходимости применять дополнительные конденсаторы.

Основные параметры микросхем

Если вы решите изготовить таймер на микросхеме 555, то нужно знать ее основные особенности. Всего в приборе имеется пять узлов, их можно разглядеть на диаграмме. По входу находится делитель напряжение резистивного типа. С его помощью происходит формирование двух опорных напряжений, необходимых для работы компараторов. Выходы компараторов соединяются с RS-триггером и внешним контактом для сброса. И только после этого на усилительное устройство, где увеличивается значение сигнала.

Питание микросхем

В окончании находится транзистор, у которого коллектор открыт – он выполняет ряд функций, зависит все от того, какая конкретно задача перед ним стоит. Рекомендуется на интегральные микросхемы NE, SA, NA подавать напряжение питания в диапазоне 4,5-16 В. Только для в случае применения микросхем 555 с аббревиатурой SE допускается увеличение до 18 В.

Максимальный ток потребления при напряжении 4,5 В может достигать 10-15 мА, минимальное значение – 2-5 мА. Существуют микросхемы КМОП, у которых ток потребления не превышает 1 мА. У отечественных ИМС типа КР1006ВИ1 ток потребления не превышает 100 мА. Подробное описание микросхемы 555 и ее отечественных аналогов можно найти в даташитах.

Эксплуатация микросхемы

Условия эксплуатации зависят напрямую от того, какая фирма производит микросхему. В качестве примера можно привести два аналога – NE555 и SE555. У первой диапазон температур, в котором она нормально будет работать, находится в интервале 0-70 градусов. У второй же он намного шире – от -55 до +125 градусов. Поэтому такие параметры всегда нужно учитывать при проектировании устройств. Желательно ознакомиться со всеми типовыми значениями напряжений и токов на выводах Reset, TRIG, THRES, CONT. Для этого можно воспользоваться даташитом к конкретной модели – в ней вы найдете исчерпывающую информацию.

От этого зависит и практическое применение схемы. Радиолюбителями микросхема 555 используется довольно часто – в системах управления даже существуют задающие генераторы для радиопередатчиков на этом элементе. Преимущество его перед любым транзисторным или ламповым вариантом – невероятно высокая стабильность частоты. И нет надобности подбирать элементы с высокой стабильностью, устанавливать дополнительные устройства для выравнивания напряжения. Достаточно установить простую микросхему и усилить сигнал, который будет вырабатываться на выходе.

Назначение выводов ИМС

На микросхемах 555 серии присутствует всего восемь выводов, тип корпуса PDIP8, SOIC, TSSOP. Но во всех случаях назначение выводов одинаковое. УГО элемента – это прямоугольник, подписанный «G1» в случае генератора одиночных импульсов и «GN» для мультивибратора. Назначение выводов:

GND – общий, по порядку он первый (если считать от ключа-метки). На этот вывод подается минус от источника питания.
TRIG – вход запуска. Именно на этот вывод подается низкоуровневый импульс и он поступает на второй компаратор. В результате происходит запуск ИМС и появляется на выходе сигнал с высоким уровнем. Причем длительность сигнала зависит от значений С и R.
OUT – выход, на котором появляется сигнал высокого и низкого уровней. Переключение между ними занимает не более 0,1 мкс.
RESET – сброс. Этот вход обладает наивысшим приоритетом, он управляет таймером, причем не зависит это от того, есть ли напряжение на остальных ножках микросхемы. Чтобы разрешить запуск, нужно наличие напряжения свыше 0,7В. В том случае, если импульс меньше 0,7В, то работа микросхемы 555 запрещается.
CTRL – контрольный вход, который соединяется с делителем напряжения. И если нет никаких внешних факторов, которые могут повлиять на работу, выдается на этом выходе напряжение 2/3 от питающего. При подаче управляющего сигнала на этот вход на выходе образуется модулированный импульс. В случае с простыми схемами этот выход соединяется к конденсатору.
THR – остановка. Это вход 1-го компаратора, в случае появления на нем напряжения 2/3 от питающего происходит остановка работы триггера и таймер переводится в пониженный уровень. Но обязательное условие – на ножке TRIG не должно быть сигнала запуска (так как у него приоритет).
DIS – разряд. Он соединяется непосредственно с транзистором, расположенным внутри микросхемы 555. У него коллектор общий. В цепи эмиттер-коллектор устанавливается конденсатор, который необходим для того чтобы задать время.
VCC – подключение к плюсу источника питания.

Режим одновибратора

Всего существует три работы режима микросхемы NE555, один из них – одновибратор. Чтобы осуществить формирование импульсов, приходится применять конденсатор полярного типа и резистор.

Работа схемы происходит таким образом:

Ко входу таймера прикладывается напряжение – низкоуровневый импульс.
Происходит переключение режима работы микросхемы.
На выводе «3» появляется сигнал с высоким уровнем.

Рассчитать время, в течение которого проходит сигнал, можно по простой формуле:

По прошествии этого времени на выходе произойдет формирование низкоуровневого сигнала. В режиме мультивибратора выводы «4» и «8» соединяются. При разработке схем на основе одновибратора нужно учитывать такие нюансы:

Напряжение питания не может влиять на время импульса. При увеличении напряжения скорость зарядки конденсатора, который задает время, больше. Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.
Если произвести подачу дополнительного импульса на вход (уже после основного), то он не повлияет на работоспособность таймера до окончания времени t.

Чтобы повлиять на функционирование генератора, можно воспользоваться одним из способов:

На вывод RESET подать низкоуровневый сигнал. При этом таймер вернется в состояние по умолчанию.
Если на вход «2» идет низкоуровневый сигнал, то на выходе всегда будет высокий импульс.

При помощи одиночных импульсов, подаваемых на вход, и изменения параметров времязадающих компонентов, можно на выходе получить прямоугольный сигнал нужной длительности.

Схема мультивибратора

Изготовить металлоискатель на микросхеме 555 сможет любой начинающий радиолюбитель, но для этого нужно изучить особенности работы этого прибора. Мультивибратор – это специальный генератор, который вырабатывает с определенной периодичностью прямоугольные импульсы. Причем строго задается амплитуда, длительность и частота – зависят значения от того, какая задача стоит перед устройством.

Для формирования повторяющихся сигналов применяются резисторы и конденсаторы. Длительность сигнала t1, паузы t2, частоту f, и период T можно найти по следующим формулам:

Исходя из этих выражений, можно увидеть, что пауза по длительности не должна быть больше времени сигнала. Другими словами, скважность не будет никогда больше 2. От этого напрямую зависит практическое применение микросхемы 555. Схемы различных устройств и конструкций строятся по даташитам – инструкциям. В них даны все возможные рекомендации для сборки приборов. Скважность можно найти по формуле S=T/t1. Чтобы увеличить этот показатель, необходимо добавить в схему полупроводниковый диод. Его катод соединяется с шестой ножкой, а анод с седьмой.

Если посмотреть в даташит, то в нем указывается обратная величина скважности – ее можно посчитать по формуле D=1/S. Измеряется она в процентах. Работу схемы мультивибратора можно описать следующим образом:

При подаче питания конденсатор полностью разряжен.
Таймер переводится в высокоуровневое состояние.
Конденсатор накапливает заряд и на нем напряжение достигает максимума – 2/3 от питающего.
Происходит переключение микросхемы и на выходе появляется низкоуровневый сигнал.
Конденсатор разряжается в течение t1 до уровня 1/3 от питающего напряжения.
Микросхема 555 переключается снова и на выходе образуется опять высокоуровневый сигнал.

Такой режим работы называется автоколебательным. На выходе постоянно изменяется величина сигнала, микросхема-таймер 555 равные промежутки времени находится в различных режимах.

Прецизионный триггер Шмитта

В таймерах типа NE555 и аналогичных имеется встроенный компаратор с двумя порогами – нижним и верхним. Кроме того, в нем присутствует специальный RS-триггер. Именно это позволяет реализовать конструкцию прецизионного триггера Шмитта. Напряжение, поступающее на вход, делится при помощи компаратора на три равные части. И как только достигает уровень значения порога, происходит переключение режима работы микросхемы. Гистерезис при этом увеличивается, его величина достигает значения 1/3 от напряжения питания. Используется прецизионный триггер в конструкциях систем с автоматическим регулированием.

Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.

В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.

Описание и область применения

NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.

Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе. Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует. Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.

Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства. С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.

Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.

Особенности и недостатки

Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.

Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери. Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства. Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.

Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.

Основные параметры ИМС серии 555

Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме. На входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов. Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности. Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.

Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.

Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера. Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде. Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.

Расположение и назначение выводов

NE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное. Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).

Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.

Режимы работы NE555

Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.

Одновибратор

Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:

По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.

Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:

Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.

На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:

подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.

Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.

Мультивибратор

Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.

В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R₁, R₂ и конденсатор С₁. Время импульса (t₁), время паузы(t₂), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам: Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t₁) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.

В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности — Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.

Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С₁ разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С₁ начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 U_ПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t₁), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 U_ПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.

Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером

Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 U_ПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.

3 наиболее популярные схемы на основе NE555

Одновибратор

Практический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке. Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R₁ – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С₁ – 4,7мкФ-16В. R₂ поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С₂ защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.

Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:

Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.

Мигание светодиодом на мультивибраторе

Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:

U_ВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.

Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.

Реле времени

Схема регулируемого таймера (электронное реле времени) показана на рисунке. С её помощью можно вручную задавать длительность выходного сигнала от 1 до 25 секунд. Для этого последовательно с постоянным резистором в 10 кОм устанавливают переменный номиналом в 250 кОм. Ёмкость времязадающего конденсатора увеличивают до 100 мкФ.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2. В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.

Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.

Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.

Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.

Таймер 555 даташит на русском

Микросхема интегрального таймера NE555 — это настоящий прорыв в области электроники. Она была создана в 1972 году сотрудником компании Signetics Гансом Р. Камензиндом. Изобретение не утратило своей актуальности и по сегодняшний день. Позднее устройство стало основой таймеров с удвоенной (IN556N) и счетверенной конфигурацией (IN558N).

Без сомнения, детище электронщика позволило занять ему свою видную нишу в истории технических изобретений. По уровню продаж данное устройство с момента своего появления превзошло любое другое. На второй год существования микросхема 555 стала самой покупаемой деталью.

Лидерство сохранялось и во все последующие годы. Микросхема 555, применение которой возрастало с каждым годом, продавалась очень хорошо. К примеру, в 2003 году было реализовано более чем 1 миллиард экземпляров. Конфигурация самого агрегата за это время не изменилась. Она существует свыше 40 лет.

Появление устройства стало неожиданностью для самого создателя. Камензинд преследовал цель сделать гибкую в использовании ИС, но, что она окажется столь многофункциональной, он не ожидал. Изначально она употреблялась как таймер или же генератор импульсов. Микросхема 555, применение которой увеличивалось быстрыми темпами, сегодня используется от игрушек для детей до космических кораблей.

Устройство отличает выносливость, поскольку оно построено на основе биполярной технологии, и для применения его в космосе специально предпринимать ничего не требуется. Только испытательные работы проводятся с особой строгостью. Так, при тесте схемы NE 555 для ряда приложений создаются индивидуальные пробные спецификации. При производстве схем не существует никаких различий, но подходы при выходном контроле заметно разнятся.

Появление схемы в отечественной электронике

Первое упоминание об инновации в советской литературе по радиотехнике появилось в 1975 году. Статью об изобретении опубликовали в журнале «Электроника». Микросхема 555, аналог которой был создан советскими электронщиками в конце 80-х годов прошлого столетия, в отечественной радиоэлектронике получила название КР1006ВИ1.

В производстве эту деталь употребляли при сборке видеомагнитофонов «Электроника ВМ12». Но это был не единственный аналог, так как многие производители во всем мире создавали подобное устройство. Все агрегаты имеют обячный корпус DIP8, а также корпус малых размеров SOIC8.

Технические характеристики схемы

Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает в себя 20 транзисторов. На блок-схеме устройства находятся 3 резистора с сопротивлением 5кОм. Отсюда и название прибора «555».

Основными техническими характеристиками изделия являются:

напряжение питания 4,5-18В;
максимальный показатель тока на выходе 200 мА;
потребляемая энергия составляет до 206 мА.

Если его рассмотреть на выход, то это цифровое устройство. Он может находиться в двух положениях — низком (0В) и высоком ( от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания может показатель достигать и 18 В.

Для чего нужно устройство?

NE 555 микросхема — унифицированное устройство с широким спектром применения. Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно, повышается уровень спроса потребителя. Такая известность вызвала падение цены на таймер, что радует многих мастеров.

Внутреннее строение таймера 555

Что же заставляет это устройство функционировать? Каждый из выводов агрегата подсоединен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

Удвоенный формат модели

Следует отметить, что NE 555 (микросхема) выпускается в удвоенном формате под названием 556. Она содержит два свободных IC.

Таймер 555 оснащен 8 контактами, тогда как модель 556 содержит 14 контактов.

Режимы работы устройства

Микросхема 555 обладает тремя режимами работы:

Моностабильный режим микросхемы 555. Он работает как одноразовый односторонний. Во время функционирования выбрасывается импульс заданной длины как ответ на вход триггера при нажимании кнопки. Выход пребывает в низком напряжении до включения триггера. Отсюда он и получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип функционирования сохраняет устройство в бездействии до включения. Режим обеспечивает включение таймеров, переключателей, сенсорных переключателей, делителей частоты и др.
Нестабильный режим является автономной функцией устройства. Он позволяет схеме пребывать в генераторном режиме. Напряжение в выходе изменчиво: то низкое, то высокое. Эта схема применима при надобности задавания устройству толчков прерывистого характера (при недолговременном включении и выключении агрегата). Режим используется при включении ламп на светодиодах, функционирует в логической схеме часов и др.
Бистабильный режим, или же триггер Шмидта. Понятно, что он работает по системе триггера при отсутствии конденсатора и обладает двумя устойчивыми состояниями, высоким и низким. Низкий показатель триггера переходит в высокий. При сбрасывании низкого напряжения система устремляется к низкому состоянию. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

Выводы таймера 555

Генератор микросхема 555 включает восемь выводов:

Вывод 1 (земля). Он подсоединен к минусовой стороне питания (общий провод схемы).
Вывод 2 (триггер). Он подает высокое напряжение на время (все зависит от мощности резистора и конденсатора). Эта конфигурация и является моностабильной. Вывод 2 контролирует вывод 6. Если напряжение в обоих низкое, то на выходе оно будет высоким. В противном случае, при высоком напряжении в выводе 6 и низком в выводе 2, выход на таймере будет низким.
Вывод 3 (выход). Выходы 3 и 7 располагаются в фазе. Подавая высокое напряжение с показателем примерно 2 В и низкое с 0,5 В будет получаться до 200 мА.
Вывод 4 (сброс). Подача напряжения на этот выход низка, несмотря на режим работы таймера 555. Во избежание случайных сбросов, следует производить подключение этого выхода к плюсовой стороне при использовании.
Вывод 5 (контроль). Он открывает доступ к напряжению компаратора. Это вывод в российской электронике не применяется, но при его подключении можно достичь широких возможностей управления устройством 555.
Вывод 6 (остановка). Входит в компаратор 1. Он противоположен выводу 2, применим для остановки устройства. При этом получается низкое напряжение. Это вывод может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
Вывод 7 (разряд). Он подсоединяется к транзисторному коллектору Т6, а эмиттер последнего заземлен. При открытом транзисторе конденсатор разряжается до его закрытия.
Вывод 8 (плюсовая сторона питания), которая составляет от 4,5 до 18 В.

Применение выхода Output

Выход 3 (Output) может пребывать в двух состояниях:

Осуществляется подключение цифрового выхода прямо к входу другого драйвера на цифровой основе. Цифровой выход может осуществлять управление другими устройствами при посредстве нескольких дополнительных составляющих (напряжение источника питания равно 0 В).
Показатель напряжения во втором состоянии высок (Vcc на источнике питания).

Возможности агрегата

При понижении напряжения в Output ток направляется через устройство и осуществляет его подключение. Это и есть понижение, так как ток производится из Vcc и проходит сквозь агрегат до 0 В.
При возрастании Output ток, проходя через прибор, обеспечивает его включение. Этот процесс можно назвать источником текущих. Электроэнергия в этом случае производится от таймера и идет через прибор до 0 В.

Возрастание и понижение могут функционировать вместе. Таким образом достигается поочередное включение и выключение прибора. Такой принцип применим при функционировании ламп на светодиодах, реле, двигателей, электромагнитов. К минусам такого свойства можно отнести то, что прибор надо подключать к Output разными способами, так как выход 3 может выступать как в роли потребителя, так и в роли источника тока до 200 мА. Используемый блок питания дожжен подать достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

Микросхема LM555

Микросхема 555 Даташит (LM555) обладает широкими функциональными возможностями.

Она используется от генераторов прямоугольных импульсов с изменяемым показателем скважности и реле и задержкой срабатывания до сложных конфигураций ШИМ генераторов. Микросхема 555 цоколевка и внутреннее строение отражены на рисунке.

Уровень точности приспособления равен 1% от расчетного показателя, что является оптимальным. На такой агрегат, как NE 555 микросхема даташит, не воздействуют температурные условия окружающей среды.

Аналоги микросхемы NE555

Микросхема 555, аналог которой в России был назван КР1006ВИ1, представляет интегральное устройство.

Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), усилительный каскад на выходе, основанный на двухтактной системе и дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего заключается в сбросе задающего время конденсатора при использовании агрегата в роли генератора. Сбрасывание триггера происходит при подаче логической единицы (Юпит/2…Юпит) на входы R.

В случае сброса триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкий показатель напряжения (транзистор VT2 открыт).

Уникальность схемы 555

При функциональной схеме устройства очень трудно понять, в чем же заключается ее необычность. Оригинальность устройства состоит в том, что оно обладает особым управлением триггера, а именно формирует управляющие сигналы. Их создание происходит на компараторах DA1 и DA2 (на один из входов, на который подано опорное напряжение). Для формирования управляющих сигналов на входах триггера (выходах компараторов) следует получить сигналы с высоким напряжением.

Как произвести запуск устройства?

Чтобы запустить таймер, на выход 2 надо подать напряжение с показателем от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и при выходе создается сигнал с высоким напряжением. Сигнал выше предельного показателя не вызовет каких-либо изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпит.

Остановить таймер можно при сбрасывании триггера. С этой целью напряжение на выходе 6 должно превышать показатель 2/3 Юпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Юпит). При сбросе установится сигнал с низким напряжением и разряд конденсатора, задающего время.

Регулировать опорное напряжение можно посредством подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу агрегата.

Подмотка спидометра на 555 микросхеме

В последнее время среди владельцев автомобилей стало модным сматывать на спидометре пройденный машиной километраж.

Многие интересуются, подмотка спидометра на 555 микросхеме выполнима ли самостоятельно?

Эта процедура не представляет особой трудности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может функционировать в качестве счетчика импульсов. Отдельные составляющие схемы можно брать с показателями, отклоняющимися на 10-15 % от расчетных значений.

Микросхема таймер NE555 включает около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Выходной ток 200 мА, ток потребления примерно на 3 мА больше. Напряжение питания от 4,5 до 18 вольт. Точность таймера не зависит от изменения напряжения питания и составляет не более 1% от расчетного значения.

Datasheet микросхемы NE555, а также калькулятор для расчета обвязки можно скачать в конце статьи.

Вывод №1 — Земля.

Вывод подключается к минусу питания или к общему проводу схемы.

Вывод №2 — Запуск.

Этот вывод является одним из входов компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня, который должно быть не более 1/3 напряжения питания, происходит запуск таймера и на выводе №3 появляется напряжение высокого уровня на время, которое задается внешним сопротивлением Ra+Rb и конденсатором С. Данный режим работы называется — режим моностабильного мультивибратора. Импульс, подаваемый на вывод №2, может быть как прямоугольным, так и синусоидным и по длительности он должен быть меньше чем время заряда конденсатора С.

Вывод №3 — Выход.

Высокий уровень равен напряжению питания минус 1,7 Вольта. Низкий уровень равен примерно 0,25 вольта. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

Вывод №4 — Сброс.

При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) произойдет сброс таймера и на выходе его установится напряжение низкого уровня. Если в схеме нет необходимости в режиме сброса, то данный вывод необходимо подключить к плюсу питания.

Вывод №5 — Контроль.

Обычно, этот вывод не используется. Однако его применение может значительно расширить функциональность таймера. При подаче напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера, а значит отказаться от RC времязадающей цепочки. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в и до напряжения питания. Соответственно на выходе получится FM модулированный сигнал.

Если этот вывод не используется, то его лучше подключить через конденсатор 0,01мкФ к общему проводу.

Вывод №6 — Стоп.

Этот вывод является одним из входов компаратора №1. При подаче на этот вывод импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), работа таймера останавливается, и на выходе таймера устанавливается напряжение низкого уровня. Как и на вывод №2, на этот вывод можно подавать импульсы как прямоугольные, так и синусоидные.

Вывод №7 — Разряд.

Этот вывод соединен с коллектором транзистора Т1, эмиттер которого соединен с общим проводом. При открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор закрыт, когда на выходе таймера высокий уровень и открыт, когда на выходе низкий уровень.

Вывод №8 — Питание.

Напряжение питания таймера составляет от 4,5 до16 вольт.

Таймер может работать в двух режимах: моностабильный мультивибратор и генератор прямоугольных импульсов.

1. Моностабильный мультивибратор.

Моностабильный означает, что стабильное состояние у таймера только одно, когда он выключен. Во включенное состояние его можно перевести временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Время нахождения таймера в активном режиме определяется RC цепочкой.

В начальном состоянии, на выходе таймера (вывод №3) низкий уровень — примерно 0,25 вольт, транзистор Т1 открыт и соответственно конденсатор разряжен. Это состояние таймера стабильное. При поступлении на вход (вывод №2) импульса низкого уровня, включается компаратор №2, который переключает триггер таймера, и как результат на выходе таймера устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и через резистор R начинает заряжаться конденсатор С. И пока заряжается конденсатор С на выходе таймера сохраняется высокий уровень. За это время изменения сигнала на входе (вывод №2) не вызовут никакое воздействие на таймер. После того как напряжение на конденсаторе С достигнет 2/3 напряжения питания, включается компаратор №1 и тем самым переключает триггер. В результате на выходе (вывод №3) установится низкий уровень, и таймер восстановит исходное, стабильное состояние. Транзистор Т1 откроется и разрядит конденсатор С.

2. Генератор прямоугольных импульсов.

Таймер генерирует последовательность прямоугольных импульсов определяемых RC цепочкой.

В начальном состоянии конденсатор С разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и как следствие этого на выходе таймера (вывод №3) устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и конденсатор С начинает заряжаться через цепочку резисторов R1 и R2.

Когда, в результате зарядки, напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 переключает триггер, который в свою очередь устанавливает низкий уровень на выходе таймера (вывод №3). Транзистор Т1 открывается и через резистор R2 начинает разряжаться конденсатор С. Как только напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 напряжения питания, компаратор №2 снова переключит триггер и на выходе таймера (вывод №3) снова появится высокий уровень. Транзистор Т1 закроется и конденсатор С снова начнет заряжаться.

Частота импульсов, зависит от величин C, R1 и R2, и рассчитывается по вышеприведенной формуле.

Сопротивления R1 и R2 подставляются в Омах;

Емкость конденсатора C — в фарадах;

Результат в получается в Герцах.

Время между началом одного и началом следующего импульса называется периодом (t). Оно состоит из длительности самого импульса (t1) и промежутком между импульсами (t2).

Значения t1 и t2 можно рассчитать по следующим формулам:

Файлы к данной схеме (1,4 Mb, скачано: 16 820)

Скачать Datasheet NE555 (1,1 Mb, скачано: 7 010)

Смотреть видео: Таймер NE555

В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.

Описание и область применения

Особенности и недостатки

Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.

Основные параметры ИМС серии 555

Расположение и назначение выводов

Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.

Режимы работы NE555

Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.

Одновибратор

Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:

Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.

На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:

подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.

Мультивибратор

В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности — Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.

Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером

3 наиболее популярные схемы на основе NE555

Одновибратор

Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.

Мигание светодиодом на мультивибраторе

U_ВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.

Реле времени

Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.

Лабораторная работа 1 Интегральный таймер PDF Free Download

Одновибраторы на дискретных элементах.

11.3. ОДНОВИБРАТОРЫ Одновибраторы используются для получения прямоугольных импульсов напряжения большой длительности (от десятков микросекунд до сотен миллисекунд), в качестве устройств задержки, делителей

Подробнее
Генераторы прямоугольных колебаний

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Саратовский Государственный Технический Университет Генераторы прямоугольных колебаний Методические указания к
Подробнее
1211ЕУ1/1А ДВУХТАKТНЫЙ KОНТРОЛЛЕР ЭПРА

ЕУ/А ОСОБЕННОСТИ w Двухтактный выход с паузой между импульсами w Вход переключения частоты w Kомпактный корпус w Минимальное количество навесных элементов w Малая потребляемая мощность w Возможность применения
Подробнее
8. Генераторы импульсных сигналов

8. Генераторы импульсных сигналов Импульсными генераторами называются устройства, преобразующие энергию постоянного источника напряжения в энергию электрических импульсов. Наибольшее применение в импульсной
Подробнее
1211ЕУ1/1А ДВУХТАKТНЫЙ KОНТРОЛЛЕР ЭПРА

_DS_ru.qxd.0.0 :9 Page ЕУ/А ОСОБЕННОСТИ Двухтактный выход с паузой между импульсами Вход переключения частоты Kомпактный корпус Минимальное количество навесных элементов Малая потребляемая мощность Возможность
Подробнее
11.2. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

11.2. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ Мультивибраторы применяются для генерирования прямоугольных импульсов в тех случаях, когда нет жестких требований к их длительности и частоте повторения. Мультивибраторы на дискретных
Подробнее
Лабораторная работа 1

Лабораторная работа 1 «Исследование работы транзисторного мультивибратора» Цель работы : Произвести расчет транзисторного мультивибратора на биполярных транзисторах» Цели занятия: 1.Развивающая Развитие
Подробнее
ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ТОКУ

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ТОКУ К1033ЕУ15хх К1033ЕУ16хх РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Микросхема
Подробнее
1.ОДНОПОРОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ

Лабораторная работа 26 (Lr26) АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение принципа работы и исследование характеристик аналоговых компараторов напряжения, собранных на операционных усилителях.
Подробнее
6 ИССЛЕДОВАНИE ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Лабораторная работа 6 ИССЛЕДОВАНИE ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ 1. Цель работы Изучение схем включения операционного усилителя с обратными связями в качестве инвертирующего и неинвертирующего усилителя; исследование
Подробнее
-U n. и конденсаторов с ёмкостями С1 С2

Лабораторная работа 8. Мультивибраторы. 1.Цель работы. Изучение принципов работы и исследование характеристик мультивибраторов (генераторов напряжения несинусоидальной формы). 2.Приборы и принадлежности.
Подробнее
Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема: Интегральные усилители 1 Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические
Подробнее
Защита блока питания от перегрузки.

Защита блока питания от перегрузки. (с изменениями) Рассмотрим изначальную схему, показанную на Рис. 1. И возьмем для примера в качестве VT1 транзистор ГТ404Д. Согласно справочным данным статический коэффициент
Подробнее
1.1 Усилители мощности (выходные каскады)

Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены
Подробнее
Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические
Подробнее
Глава 5. Дифференциальные усилители

Глава 5. Дифференциальные усилители 5. Дифференциальные усилители Дифференциальный усилитель это симметричный усилитель с двумя входами и двумя выходами, использующийся для усиления разности напряжений
Подробнее
ШИМ контроллер. TL494. Особенности:

ШИМ контроллер. TL494 Особенности: Полный набор функций ШИМ-управления Выходной втекающий или вытекающий ток каждого выхода..200ма Возможна работа в двухтактном или однотактном режиме Встроенная схема
Подробнее
Лекция 10 Тема 10 Операционные усилители

Лекция 10 Тема 10 Операционные усилители Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель электрических сигналов, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми и импульсными величинами
Подробнее
К572ПВЗ, КН572ПВЗ, КР572ПВЗ

К572ПВЗ, КН572ПВЗ, КР572ПВЗ Микросхемы представляют собой 8-разрядный АЦП последовательного приближения, сопрягаемый с микропроцессором. Связь с микропроцессорами осуществляется в режиме записи и преобразования
Подробнее
Триггеры, одновибраторы, мультивибраторы

КЫРГЫЗСКО-РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЕСТЕСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра физических процессов горного производства П.И. ПАХОМОВ Триггеры, одновибраторы, мультивибраторы Методическое руководство
Подробнее
1. Пассивные RC цепи

. Пассивные цепи Введение В задачах рассматриваются вопросы расчета амплитудно-частотных, фазочастотных и переходных характеристик в пассивных — цепях. Для расчета названных характеристик необходимо знать
Подробнее
10. Измерения импульсных сигналов.

0. Измерения импульсных сигналов. Необходимость измерения параметров импульсных сигналов возникает, когда требуется получить визуальную оценку сигнала в виде осциллограмм или показаний измерительных приборов,
Подробнее
Задания для индивидуальной работы

Министерство науки и образования РФ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА Кафедра «Радиотехнические устройства» Задания для индивидуальной работы Методические
Подробнее
1.1 Усилители мощности (выходные каскады)

Лекция 9 Тема 9 Выходные каскады 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены
Подробнее
Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1. Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для работы электронных
Подробнее
ШИМ контроллер LPG899

ШИМ контроллер LPG899 Микросхемой LPG 899 обеспечивается выполнение следующих функций: — формирование сигналов для управления силовыми транзисторами двухтактного преобразователя; — контроль выходных напряжений
Подробнее
Лекция 29. БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

97 Лекция 9. БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ План. Элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).. Элементы КМОП-логики. 3. Основные параметры логических элементов. 4. Выводы.. Элементы транзисторно-транзисторной
Подробнее
ПОЛУМОСТОВОЙ АВТОГЕНЕРАТОР ВИП

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ПОЛУМОСТОВОЙ АВТОГЕНЕРАТОР ВИП ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема является интегральной схемой высоковольтного полумостового
Подробнее
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Изучение процесса детектирования Детектирование — процесс восстановления модулирующего сигнала, являющийся процессом, обратным модуляции. Уравнение модулированных по амплитуде колебаний
Подробнее
Лекция 12 Активные фильтры. План

Лекция 2 Активные фильтры План Введение 2 Общее математическое описание фильтров 3 Классификация фильтров 4 Схемы активных фильтров 5 Особенности проектирования активных фильтров 6 Активные фильтры на
Подробнее
Генераторы прямоугольных импульсов

Генераторы прямоугольных импульсов Болотских Алексей Александрович 10 «А» класс МОУ «СОШ 6 с углубленным изучением отдельных предметов» Научный руководитель: Лавров Алексей Васильевич Изучить теорию и
Подробнее
Понимание микросхемы IC 555 таймера.
Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.
Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с несколькими другими элементами породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используется многими радиолюбителями.
555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих только общие выводы по питанию. Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.
Интегральная микросхема NE555 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)
Таймер NE555, кроме стандартного исполнения производиться так же в маломощном CMOS исполнении. Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.
Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно устанавливать буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.
Основные характеристики интегрального таймера NE555
Максимальная частота более чем 500 кГц.
Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
Высокий выходной ток (до 200 мА)
Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
Совместимость с TTL уровнями.
Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.
Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.
В следующей таблице перечислены основные свойства NE555

Режим одновибратора

Всего существует три работы режима микросхемы NE555, один из них – одновибратор. Чтобы осуществить формирование импульсов, приходится применять конденсатор полярного типа и резистор.
Работа схемы происходит таким образом:
Ко входу таймера прикладывается напряжение – низкоуровневый импульс.
Происходит переключение режима работы микросхемы.
На выводе «3» появляется сигнал с высоким уровнем.
Рассчитать время, в течение которого проходит сигнал, можно по простой формуле:
t=1,1*R*C.
По прошествии этого времени на выходе произойдет формирование низкоуровневого сигнала. В режиме мультивибратора выводы «4» и «8» соединяются. При разработке схем на основе одновибратора нужно учитывать такие нюансы:
Напряжение питания не может влиять на время импульса. При увеличении напряжения скорость зарядки конденсатора, который задает время, больше. Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.
Если произвести подачу дополнительного импульса на вход (уже после основного), то он не повлияет на работоспособность таймера до окончания времени t.
Чтобы повлиять на функционирование генератора, можно воспользоваться одним из способов:
На вывод RESET подать низкоуровневый сигнал. При этом таймер вернется в состояние по умолчанию.
Если на вход «2» идет низкоуровневый сигнал, то на выходе всегда будет высокий импульс.
При помощи одиночных импульсов, подаваемых на вход, и изменения параметров времязадающих компонентов, можно на выходе получить прямоугольный сигнал нужной длительности.
Назначение выводов таймера NE555
№2 — Запуск (триггер)
Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания. Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.
№4 – Сброс
Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.
№5 — Контроль
Может использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.
№6 — Стоп (компаратор)
Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм. Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.
№7 — Разряд
Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.
№3 – Выход
Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем. Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.
Микросхема 555 практическое применение
Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту микросхему.
Микросхема существует с 1971 года, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер»,
Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс. За прошедшие 39 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников, считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы.
Но при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий нет. Все они полные аналоги оригинала Signetics Corporation. Новые виды схемных решений находятся и по сей день !?!?!
Меня эта микросхема по прежнему часто удивляет , как изменив в схеме подключение одного элемента, схема приобретает новую функциональность.
В статье простые схемы примеры практического применения данной микросхемы
Триггер Шмидта.
Это очень простая, но эффективная схема. Схема позволяет, подавая на вход аналоговый сигнал, получить чистый прямоугольный сигнал на выходе
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Простой таймер.
Схема простого таймера NE555, видео обзор от пользователя jakson .
Практическое применение таймера в статье Простой таймер включения устройства в ~220V.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Схема таймера NE555, для получения более точных интервалов.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Простой ШИМ
Практическое применение в статье ШИМ для вентилятора
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Сумеречный выключатель.
Практическое применение в статье Сумеречный выключатель освещения.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Управление устройством с помощью одной кнопки.
Вариант исполнения такой схемы находится в этом блоге.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Аналогичная схема управление одной кнопкой на микросхеме CD4013 (аналог 561TM2)
*
Прилагается схема в Proteus 7.7 SP2 и печатная плата
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Датчик (индикатор) влажности.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Контроль уровня воды.
Два датчика уровня жидкости могут служить для контроля за количеством воды в баке . Один датчик сообщает о малом количестве воды в баке, а второй о том , что бак полный. При небольшой доработке схемы выходные сигналы схемы можно подключить к более серьёзным нагрузкам :).
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
ON/OFF сенсор.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Схема для включения светодиодной подсветки от автономного питания, на 10- 30секунд.
Один вариант из применения, встраивается во входную дверь в районе замочной скважины.
Подсветка включается посредством нажатия кнопки на дверной ручке – в результате не возникнет проблем с открытием замка при отсутствии естественного либо искусственного освещения.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Кодовый замок на таймере NE555.
Подобной разработки кодового замка на таймере NE555, в интернете я пока не встречал, поэтому эта разработка посвящается всем любителям этой чудесной микросхемы. Схему на микросхеме NE555 в виде кодового замка на дверь или сейф, нетрудно реализовать на этом таймере. Еще я знаю, что 555 нормально работает при отрицательных температурах,(если предстоит эксплуатация на улице) и более широкий диапазон напряжения питания до 16V. Надежность микросхемы не подлежит сомнению.
И так привожу в пример схему, цифровой код в которой будет состоять из 4 цифр (технически схему можно реализовать и на одной кнопке, но это будет слишком банально, я думаю что 4 цифры для начала самый раз, наращивать количество цифр в коде этой схемы можно до бесконечности ,(одинаковыми частями по блочно, обвел на схеме U2). В приведенной схеме все 4 таймера работают по одной схеме, имеются небольшие отличия в таймерах U1, U4. Схема U2 и U3 повторяются один в один. Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на своё рабочее время, на это задействована время задающая цепочка R1, R2, C1. А также секретность кода можно увеличить подключив доп. коммутирующие диоды.( в качестве примера привел включение одного диода D1, большее не рисовал, так как думаю, что тогда схема будет восприниматься очень сложно). Главное отличие этой схемы на таймерах 555, от подобных схем, наличие настройки рабочего времени каждого таймера, при простоте этой схемы, вероятность подбора кода посторонним лицом будет очень невелик.
Работа схемы; — Нажимаем кнопку ноль, запускается таймер U1, его рабочее время настроено на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 30 сек, после этого можно нажать кнопку 1. — Нажимаем кнопку 1 таймер U2, его рабочее время настроено на 2 сек., в течении этого времени надо нажать кнопку 2 (иначе U2 удержание логической единицы (вывод 3) сбрасывается и нажатие кн. 2 не будет иметь смысла) — Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 25 сек, после этого можно нажать кнопку 3, но ……….. смотрим на коммутирующий диод D1, из за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30 секундное рабочее время таймера U1, — После нажатия кнопки 3, таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3)на исполнительное устройство. Еще остается добавить что, в действующем устройстве цифровой код будет расположен не по порядку номеров, а хаотично, и любое нажатие других кнопок будет сбрасывать таймеры в 0. Ну в общем пока всё, все варианты использования тут не описать, вижу что не все, я здесь в описании затронул …… в общем если есть идея, ее техническая реализация всегда найдётся. Все настройки, рабочего времени микросхем U1…….U4 являются тестовыми, и описаны здесь для примера.
(в охранных системах для непрошеных гостей самое трудное, это индивидуальные решения, доказано временем ) Прикладываю архив со схемой в протеус, в нем работу схемы можно оценить наглядно.
Скачать архив схемы в протеусе.
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Назначение восьми ног микросхемы.
1. Земля.
Вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы. 2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, ) и конденсатором С — это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА. 3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий — высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс. 4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и есть reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания — это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости. 5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей. 6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные. 7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.
8. Плюс питания.
Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт.
Программа параметров и расчета NE555.rar 1,3Mb.
Работа схемы таймера NE555 в протеусе.
Скачать архив проекта в протеус
Электронные компоненты на https://aliexpress.com
Digital LCD Power Timer Д/У три канала. Часы + будильник. DC 100V 10A V / A AC-Digital-V.A.-LED Таймер- таблетки
LCD 20X4 5V Blue Red Light 250V NE555N DIP-8 Сдвиговый регистр 74HC595D 1602 ЖК (синий экран) Шаг. двиг. 28BYJ-48 5V
RELAY-12V-DC 8-channel relay 5V SLA-12VDC Relay 30A T90 SRA-12VDC-CL 20A 5V Relay Module Nano Atmega328
PCB thermal paper Transmitter-Receive DSO138 2.4 SIM800L GPRS GSM Генератор до 10МГц Генератор NE555
BTA41-600V L7805-TO220 Клемник 2Pin 5.0 мм Ams1117-5.0 SOT-223 78L05 SOT-89 5V BTS443P TO252
Titanium Bits 3-20mm Multi-function electric PCB mini drill Bit carbide 99pcs-Titanium-Steel-Drill. PCB DIY 9mm Hole White Plastic
12V 5A 60W 110V-220V 12V 5A 60W LNK305PN DIP-7 Драйвер светодиодов рег. напр. DC-DC LCD DS1302
RTCpro DS3231 А3144 mini DC-DC 3A LM2596s DC-DC 5A RM-065 5kOm
Transistor Tester ESR Quadcopter Drone Probe Oscilloscope X1 X10 RS232 to TTL Parking Camera 170″ test hook clip
MQ-135 Air Sensor GL5528 HC-SR505 sensor switch
ОУ SOT23-5 BSS138 SOT-23 MOSFET Gerkon DB109
LED 220V LED DC 12 В 100PCS-5mm-LED LED-Display 4*4 Matrix Array MAX7219 Module
Metal Film Resistor high frequency — capacitor Metal-Resistor-Kit 1206-SMD-Resistors-2000pcs-Kit Button 250 pcs
Sensor Module ZMCT103C HC-SR501 PIR Датч.уличный USB Tester volt-ammeter Soldering-Kits-T12 DC Power Male- female
DS18B20 TO-92 DHT22 digital Датчик РТ100 TF card U disk MP3 Player Д/У для ворот
Как произвести запуск устройства?
Чтобы запустить таймер, на выход 2 надо подать напряжение с показателем от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и при выходе создается сигнал с высоким напряжением. Сигнал выше предельного показателя не вызовет каких-либо изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпит.
Остановить таймер можно при сбрасывании триггера. С этой целью напряжение на выходе 6 должно превышать показатель 2/3 Юпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Юпит). При сбросе установится сигнал с низким напряжением и разряд конденсатора, задающего время.
Регулировать опорное напряжение можно посредством подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу агрегата.
Аналоги микросхемы
Универсальный таймер вскоре обзавелся функциональными аналогами, которыми стали советские микросхемы из серии КР:
1006ВИ1;
1008ВИ1;
1087ВИ2;
1087ВИ3.
Также, микросхема ne555 аналог имеет, например, КР10006ВИ1, то стоит учесть тот факт, что вход сброса R по отношению к установке имеет приоритет. Этот момент почему-то упущен
в техническом описании МС, что является немаловажным фактом при построении электронных схем. В других микросхемах выводы имеют приоритет вплоть до наоборот S над R.
Все выше представленные аналоги таймеров построены на стандартной ТТЛ-логике. Если захотите спроектировать устройства на ne555 с более экономичными показателями, то лучше применить МС из серии КМОП. Таковыми являются устройства:
ICM 7555 IPA ;
GLC 555;
КР1441ВИ1.
Аналоги микросхемы NE555
Микросхема 555, аналог которой в России был назван КР1006ВИ1, представляет интегральное устройство.
Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), на выходе, основанный на двухтактной системе и дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего заключается в сбросе задающего время конденсатора при использовании агрегата в роли генератора. Сбрасывание триггера происходит при подаче логической единицы (Юпит/2…Юпит) на входы R.
В случае сброса триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкий показатель напряжения (транзистор VT2 открыт).
Генератор на базе таймера NE555
Микросхема интегрального таймера 555 была разработана 44 года назад, в 1971 году и до сих пор популярна. Пожалуй, ещё ни одна микросхема так долго не служила людям. Чего только на ней не собирали, даже поговаривают, что номер 555 — это число вариантов её применения
Одно из классических применений 555 таймера — регулируемый генератор прямоугольных импульсов. В этом обзоре будет описание генератора, конкретное применение будет в следующий раз. Плату прислали запечатанной в антистатический пакетик, но микросхема очень дубовая и статикой её так просто не убить.

Качество монтажа нормальное, флюс не о class=»aligncenter» width=»632″ height=»488″|fcw3qayjh5a| src=»https://img.mysku-st.ru/uploads/images/02/80/11/2015/10/10/d632cd.jpg» class=»aligncenter» width=»632″ height=»488″[/img] Схема генератора стандартная для получения скважности импульсов ≤2

Даташит NE555 Красный светодиод подключен на выход генератора и при малой выходной частоте — мигает. По китайской традиции, производитель забыл поставить ограничивающий резистор последовательно с верхним подстроечником. По спецификации, он должен быть не менее 1кОм, чтобы не перегружать внутренний ключ микросхемы, однако, реально схема работает и при меньшем сопротивлении — вплоть до 200 Ом, при котором происходит срыв генерации. Добавить ограничивающий резистор на плату затруднительно из-за особенности разводки печатной платы. Диапазон рабочих частот выбирается установленной перемычной в одной из четырёх позиций Частоты продавец указал неверно.

Реально измеренные частоты генератора при питающем напряжении 12В 1 — от 0,5Гц до 50Гц 2 — от 35Гц до 3,5kГц 3 — от 650Гц до 65кГц 4 — от 50кГц до 600кГц On-Line расчёт цепей генератора (примерный) Нижний резистор (по схеме) задаёт длительность паузы импульса, верхний резистор задаёт период следования импульсов. Напряжение питания 4,5-16В, максимальная нагрузка на выходе — 200мА
Стабильность выходных импульсов на 2 и 3 диапазонах невысока из-за применения конденсаторов из сегнетоэлектрической керамики типа Y5V — частота сильно уползает не только при изменении температуры, но даже при изменении питающего напряжения (причём в разы). Рисовать графики не стал, просто поверьте на слово. На остальных диапазонах стабильность импульсов приемлемая.
Вот что он выдаёт на 1 диапазоне На максимальном сопротивлении подстроечников

В режиме меандр (верхний 300 Ом, нижний на максимуме)

В режиме максимальной частоты (верхний 300 Ом, нижний на минимум)

В режиме минимальной скважности импульсов (верхний подстроечник на максимуме, нижний на минимуме)
Для китайских производителей: добавьте ограничивающий резистор 300-390 Ом, замените керамический конденсатор 6,8мкФ на электролитический 2,2мкФ/50В, и замените конденсатор 0,1мкФ Y5V на более качественный 47нФ X5R (X7R) Вот готовая доработанная схема

Себе генератор не переделывал, т.к. указанные недостатки для моего применения не критичны.
Вывод: полезность устройства выясняется, когда какая-либо Ваша самоделка потребует подать на неё импульсы
Продолжение следует…
Datasheets
Datasheets — Даташиты
Datasheets
Найдено: 317,947 Вывод: 1-20
Показывать: списком / картинками
TCO-6730 — Datasheet Toycom
Схемы ФАПЧ/Генераторы Toycom TCO-6730
Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO)
TCO-6730 — Datasheet Epson
Схемы ФАПЧ/Генераторы Epson TCO-6730
Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO)
TSL257 — Datasheet AustriaMicroSystems
Преобразователи свет-напряжение AustriaMicroSystems TSL257
Высокочувствительный преобразователь света в напряжение TSL257 — это высокочувствительный малошумящий оптический преобразователь света в напряжение, который объединяет фотодиод и усилитель трансимпеданса в одной монолитной интегральной схеме CMOS. …
TSL257SM-LF — Datasheet AustriaMicroSystems
Преобразователи свет-напряжение AustriaMicroSystems TSL257 TSL257SM-LF
Высокочувствительный преобразователь света в напряжение TSL257 — это высокочувствительный малошумящий оптический преобразователь света в напряжение, который объединяет фотодиод и усилитель трансимпеданса в одной монолитной интегральной схеме CMOS. …
TSL257-LF — Datasheet AustriaMicroSystems
Преобразователи свет-напряжение AustriaMicroSystems TSL257 TSL257-LF
Высокочувствительный преобразователь света в напряжение TSL257 — это высокочувствительный малошумящий оптический преобразователь света в напряжение, который объединяет фотодиод и усилитель трансимпеданса в одной монолитной интегральной схеме CMOS. …
BC516-D27Z — Datasheet ON Semiconductor
Биполярные транзисторы ON Semiconductor BC516 BC516-D27Z
PNP транзистор Дарлингтона Особенности Это устройство предназначено для приложений, требующих чрезвычайно высокого усиления по току при токах до 1 мА. Получено из процесса 61.
BC516 — Datasheet ON Semiconductor
Биполярные транзисторы ON Semiconductor BC516
PNP транзистор Дарлингтона Особенности Это устройство предназначено для приложений, требующих чрезвычайно высокого усиления по току при токах до 1 мА. Получено из процесса 61.
HSMS-2822-BLKG — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-2822-BLKG
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-2820-BLKG — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-2820-BLKG
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282R-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282R-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282P-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282P-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282N-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282N-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282M-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282M-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282L-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282L-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282K-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282K-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282F-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282F-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282E-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282E-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282C-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282C-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-282B-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-282B-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
HSMS-2829-TR1G — Datasheet Broadcom
Диоды и выпрямители Шоттки Broadcom HSMS-282 HSMS-2829-TR1G
Барьерные диоды Шоттки для поверхностного монтажа
1
…
Срезы
Измерения
Микроконтроллеры
Силовая Электроника
Электронные компоненты
Подписка на обновления
Журнал «РадиоЛоцман»
Размещение прайс листов
Контакты
Политика конфиденциальности (en)
Изменить настройки конфиденциальности
Расчеты по электронике
Последовательное включение диодов Как рассчитать сечение провода Расчет гасящего конденсатора Упрощенный расчет трансформатораРасчет резонансной частоты колебательного контура Упрощенный расчет колебательного контура Расчет триггера Шмитта Расчет дифференциального усилителяРасчет фильтров напряженияРасчет радиаторов охлажденияРасчет выпрямителей напряженияРасчет числа витков катушки индуктивностиРасчет волнового сопротивления линииКак определить параметры коаксиального кабеля Расчёт светодиодного драйвера NCP3066Как рассчитать индуктивность катушки без сердечникаРасчет частоты генератора на основе микросхемы К176ИЕ12Формулы расчета частоты мультивибратора на КМОП микросхемеРасчет усилительных ступеней на полевом транзистореРасчет частоты среза многозвенных RC фильтровФормулы расчета частоты мультивибратора на логическом элементеУпрощенные формулы для расчета фильтров акустических систем
555 Триггер Шмитта | Цепи таймера 555

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

Одна батарея 9 В

Зажим для аккумулятора (каталог Radio Shack No 270-325)

Зажимы для мини-крючков (припаяны к зажиму для аккумулятора, каталог Radio Shack № 270-372)

Один потенциометр, 10 кОм, 15 витков (каталог Radio Shack № 271-343)

Одна микросхема таймера 555 (каталожный номер Radio Shack 276-1723)

Один красный светодиод (каталог Radio Shack № 276-041 или аналог)

Один зеленый светодиод (каталог Radio Shack № 276-022 или аналог)

Два резистора 1 кОм

Один DVM (цифровой вольтметр) или VOM (вольт-омметр)

ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , том 3, глава 8: «Положительная обратная связь»

Уроки электрических цепей , том 4, глава 3: «Уровни напряжения логических сигналов»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Узнайте, как работает триггер Шмитта

Как использовать таймер 555 в качестве триггера Шмитта

СХЕМА

Триггеры Шмитта имеют условное обозначение, чтобы показать вентиль, который также является триггером Шмитта.

Та же самая схема, перерисованная для отражения этого соглашения, выглядит примерно так:

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Таймер 555, вероятно, является одним из наиболее универсальных чипов «черного ящика». Его 3 резистивных делителя напряжения, 2 компаратора и встроенный триггер установки-сброса объединены в триггер Шмитта в этой конструкции.

Интересно отметить, что конфигурация даже не похожа на конфигурацию операционного усилителя, показанную в другом месте, но конечный результат идентичен.

Попробуйте отрегулировать потенциометр до тех пор, пока не начнут мигать индикаторы, затем измерьте напряжение.

Сравните это напряжение с напряжением источника питания. Отрегулируйте потенциометр в другую сторону, пока светодиод снова не перевернется, и измерьте напряжение.

Насколько близко вы подошли к оценкам 1/3 и 2/3?

Попробуйте заменить 9-вольтовую батарею на 6-вольтовую или две 6-вольтовые батареи и посмотрите, насколько близки пороговые значения к отметкам 1/3 и 2/3.

Триггеры Шмитта — это принципиальная схема, имеющая несколько применений. Один из них — обработка сигналов, они могут извлекать цифровые данные из очень шумных сред.

Другие важные применения будут показаны в следующих проектах, например, чрезвычайно простой RC-генератор.

ТЕОРИЯ РАБОТЫ

Определяющей характеристикой любого триггера Шмитта является его гистерезис. В данном случае это 1/3 и 2/3 напряжения источника питания, определяемого встроенным резисторным делителем напряжения на 555.

Встроенные компараторы C1 и C2 сравнивают входное напряжение с опорными значениями, выдаваемыми делителем напряжения, и используют это сравнение для отключения встроенного триггера, который управляет выходным драйвером, еще одна приятная особенность 555.

Модель 555 может выдавать до 200 мА с каждой стороны шины питания, выходной драйвер создает путь очень низкой проводимости по обе стороны от разъемов источника питания.

Схема замыкает каждую сторону цепи светодиода, оставляя другую сторону светиться.

Резисторы 5 кОм не очень точны. Интересно отметить, что изготовление ИС, как правило, не позволяет использовать прецизионные резисторы, но резисторы по сравнению друг с другом очень близки по стоимости, что очень важно для работы схемы.

Использование микросхемы таймера 555 в особых или необычных схемах

Таймер 555 — это популярная биполярная ИС, которая специально разработана для генерации точных и стабильных периодов времени, определенных C-R, для использования в различных генераторах моностабильных «одноразовых» импульсов и нестабильных генераторах прямоугольных импульсов.555 также очень универсален и может использоваться в различных специальных или необычных приложениях. Некоторые из них включают триггеры Шмитта, генераторы азбуки Морзе, электронные дверные зуммеры, тестеры непрерывности, инжекторы сигналов, метрономы, светодиодные мигалки и будильники, а также таймеры с длительным периодом действия.

ТРИГГЕРЫ SCHMITT

Модель 555 может использоваться в качестве триггера Шмитта путем замыкания контактов 2 (триггер) и 6 (порог) вместе и подачи входных сигналов непосредственно в эти точки, как показано на функциональной схеме и схеме на Рисунок 1 .

РИСУНОК 1. Функциональная блок-схема (внутри двойных линий) микросхемы таймера 555 с внешними соединениями для использования в качестве простого, но полезного триггера Шмитта.

Действие ИС таково, что (как показано на диаграмме , рис.1, входные и выходные сигналы ), когда входное напряжение поднимается выше 2/3 В _куб.см, выход ИС переключается на низкий уровень и остается там до тех пор, пока входное напряжение не упадет ниже 1 / 3 V _cc, в этот момент выход переключается на высокий уровень и остается там до тех пор, пока вход снова не превысит 2/3 V _cc.Разница между этими двумя уровнями запуска называется значением гистерезиса и в данном случае равна 1/3 В _cc; такое большое значение гистерезиса делает схему полезной в приложениях для преобразования сигналов с подавлением шума / пульсации.

РИСУНОК 2. 555 Синусоидальный преобразователь Шмитта с дополнительным подавлением радиопомех через C3.

На рис. 2 показана базовая схема Шмитта, модифицированная для использования в качестве высокопроизводительного преобразователя синус / квадрат, который можно использовать при входных частотах примерно до 150 кГц.Делитель потенциала R1-R2 смещает контакты 2 и 6 до значения покоя 1/2 В _cc (т.е. посередине между верхним и нижним значениями триггера), и синусоидальный вход накладывается на эту точку через C1; Прямоугольные выходы берутся с контакта 3. R3 изолирует входной сигнал от эффектов переключений 555. На схеме показано, как дополнительное подавление RFI может быть получено через C3.

РИСУНОК 3. Релейный переключатель с минимальным люфтом в темноте.

На рисунке 3 показан 555, используемый в качестве релейного переключателя с минимальным люфтом (нулевой гистерезис), активируемого темным светом, с зависимым от света делителем напряжения RV1-LDR, подключенным к его входной клемме. Значения RV1 и LDR примерно равны на среднем уровне переключаемой освещенности. Эта схема действует как быстрый компаратор, а не как настоящий триггер Шмитта, так как вывод 6 подключен к высокому уровню через R1, а светочувствительный делитель потенциала RV1-LDR применяется только к выводу 2. Обратите внимание, что эта схема требует хорошей развязки питания, которая обеспечивается через C2.

РИСУНОК 4. Альтернативные входные цепи для рисунка 3, чтобы активировать (a) светом , (b) пониженной температурой и перегревом (c) ).

Вышеупомянутая схема может действовать как световой (а не темный) переключатель, переставляя положения RV1 и LDR, как показано на рисунке 4 (a), или может действовать как терморегулируемый переключатель, используя термистор NTC вместо LDR, как показано на рис. 4 (b) и 4 (c) ; во всех случаях LDR или термистор должны иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при требуемом уровне включения.

НАСТОЛЬНЫЕ ГАДЖЕТЫ

Нестабильный мультивибратор 555 очень универсален и может использоваться во многих приложениях, представляющих интерес как для любителей, так и для профессиональных пользователей. На рисунках 5 от до 11 показаны примеры типичных 555 нестабильных устройств.

РИСУНОК 5. Осциллятор для практических занятий с регулируемым тоном и громкостью.

На рис. 5 показан тренировочный генератор кода Морзе с частотой, изменяемой от 300 Гц до 3 кГц с помощью регулятора TONE RV1.Громкость телефона можно регулировать с помощью RV2, и телефоны могут иметь любое сопротивление от нескольких Ом и выше. Схема потребляет нулевой ток покоя, когда ключ Морзе открыт.

РИСУНОК 6. Электронный «дверной зуммер».

На рисунке 6 показан простой электронный «дверной зуммер», который подает монотонный сигнал в небольшой динамик (от 25R до 80R), когда SW1 закрыт; C1 имеет низкий импеданс питающей линии и обеспечивает адекватную выходную мощность привода.

РИСУНОК 7. Тестер целостности цепи.

На рис. 7 показан прибор для проверки целостности цепи, который издает звуковой сигнал только в том случае, если сопротивление между измерительными щупами меньше нескольких Ом. Нестабильный срабатывает, только если контакт 4 смещен выше 700 мВ; обычно этот вывод заземлен через R2, поэтому нестабильный выключен; управлять нестабильным, два зонд должен быть закорочен, соединяя R2 к выходу напряжения опорного генератора R3-ZD1 через RV2. При использовании RV2 подстраивается, так что нестабильная работа едва достигается при этом условии, и прекращается, если сопротивление между датчиками превышает несколько Ом.Обратите внимание, что цепь потребляет несколько мА, когда SW1 замкнут, даже если датчики разомкнуты.

РИСУНОК 8. Форсунка сигнала.

На рис. 8 показан инжектор сигналов, который полезен для тестирования схем AF и RF. Нестабильный работает на базовой частоте в несколько сотен Гц, когда PB1 закрыт; квадратный выходной сигнал очень богат гармониками, и их можно обнаружить на частотах до 10 МГц на радиоприемнике.Уровень подачи сигнала регулируется через RV1.

РИСУНОК 9. Схема метронома.

На рисунке 9 показан метроном, в котором частота «тиков» изменяется от 30 до 120 ударов в минуту с помощью RV1, а громкость регулируется с помощью RV2. Эта схема представляет собой модифицированную версию стандартной нестабильной схемы, в которой ее основная синхронизирующая сеть управляется выводом 3 микросхемы. Когда выход переключается на высокий уровень, C1 быстро заряжается через D1-R1, генерируя короткий (несколько мс) «тиковый» импульс.Когда выход снова переключается на низкий уровень, C1 разряжается через RV1-R2, создавая период «выключения» до 2 с (= 30 ударов в минуту). Выходные импульсы подаются на небольшой динамик через регулятор громкости RV2 и буфер Q1.

СВЕТОДИОДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ и СИГНАЛИЗАЦИЯ

На рисунках 10 с по 12 показаны нестабильные устройства 555, используемые в светодиодных мигалках, в которых светодиоды имеют одинаковое время включения и выключения. С показанными значениями компонентов каждая схема работает примерно с одной вспышкой в секунду.

РИСУНОК 10. Светодиодный мигатель с «несимметричным» выходом.

Схема Figure 10 имеет «несимметричный» выход. Между выходом ИС и землей можно поместить либо один светодиод, либо цепочку последовательно соединенных светодиодов, и все светодиоды включаются или выключаются вместе; R3 устанавливает ток включения светодиодов. Большинство светодиодов при включении теряют около 2 В, поэтому несколько светодиодов могут быть подключены последовательно в цепь, которая питается от источника 15 В.

РИСУНОК 11. Светодиодный мигающий сигнал с «двусторонним» выходом.

Рис. 11 аналогичен показанному выше, но имеет «двустороннее» выходное соединение, в котором все «верхние» светодиоды горят, а «нижние» выключены, и наоборот. R3 устанавливает токи включения нижних светодиодов, а R4 устанавливает токи верхних.

РИСУНОК 12. Автоматический (темный) мигающий светодиод.

Рисунок 12 показывает базовую схему мигания Рисунок 10 , модифицированную для обеспечения автоматической работы в темноте.R4-R5-LDR-RV1 используются в качестве светочувствительного моста Уитстона, который используется для активации нестабильного усилителя 555 через балансный детектор Q1 и контакт 4 RESET на ИС. При ярком освещении LDR имеет низкое сопротивление, поэтому переход база-эмиттер Q1 имеет обратное смещение, и на выводе 4 появляется менее 700 мВ, поэтому нестабильность отключена. Но в темноте сопротивление LDR велико, и Q1 смещен, генерируя более 700 мВ на выводе 4 и включающий нестабильный. LDR должен давать сопротивление в диапазоне от 470R до 10K на уровне темнового включения, а RV1 настраивается так, чтобы нестабильный резистор просто срабатывал при этом условии.

Вышеупомянутый метод обеспечивает прецизионное стробирование и может использоваться для автоматической активации множества других нестабильных цепей 555, для создания различных звуковых сигналов тревоги, релейных генераторов и т. Д. Путем изменения положения LDR и RV1 или замены LDR термистором NTC, эти цепи можно активировать автоматически, когда уровень освещенности или температуры выходит за установленные пределы. На рисунках 13 – 15 показаны практические примеры таких схем.

РИСУНОК 13. Релейный импульсный генератор с активацией тепла / света.

Схема Рис. 13 Схема обеспечивает автоматическую активацию тепловым или световым реле импульсного генератора, который при активации включается и выключается с частотой один раз в секунду. Реле может быть любого типа на 12 В с сопротивлением катушки более 60 Ом, а его контакты могут использоваться для включения внешних устройств с электрическим питанием, таких как свет, сирены, сигнальные рожки и т. Д.

РИСУНОК 14. Монотонный (800 Гц) сигнал тревоги средней мощности, активируемый теплом / светом.

Рисунок 14 обеспечивает автоматическую активацию тепловым или световым сигналом генератора монотонного сигнала тревоги, который при активации генерирует сигнал тревоги 800 Гц при мощности в несколько ватт в динамике с сопротивлением восемь Ом. Обратите внимание, что высокий выходной ток схемы может вызвать модуляцию линии питания, поэтому D1 и C3 используются для защиты схемы от эффектов пульсации, а D2 и D3 ограничивают выбросы индуктивного переключения динамика и, таким образом, защищают выходной транзистор Q2 от повреждения.

РИСУНОК 15. Альтернативные схемы датчиков для использования с рисунками 13 или 14, для активации через (a) темный, (b) светлый, (c) при пониженной температуре или (d) при перегреве .

Рисунок 15 показывает альтернативную схему датчика, которая может использоваться для автоматической активации цепей Рисунок 13 или 14 . Для светочувствительной работы датчик должен быть LDR; для термочувствительной активации это должен быть термистор NTC; в любом случае чувствительный элемент должен иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при желаемом уровне срабатывания.

ДОЛГОПЕРИОДНЫЕ ТАЙМЕРЫ

Микросхема 555 IC может быть использована для создания превосходного таймера с ручным запуском и релейным управлением при подключении в моностабильном режиме или в режиме генератора импульсов, но она не может дать точные временные интервалы, превышающие несколько минут, поскольку для этого потребуется использовать высокий конденсатор с электролитическим таймером, и они имеют очень широкие пределы допуска (обычно от -50% до + 100%) и большие и непредсказуемые токи утечки.

РИСУНОК 16. Метод получения 60-минутного временного интервала от 555 IC.

Превосходный способ получения очень длинных, но точных периодов времени показан (в виде блок-схемы) на рис. 16 , на котором показана конструкция 60-минутного таймера с релейным управлением. Здесь 555 подключен к нестабильному устройству с частотой 2,28 Гц, в котором используется стабильный полиэфирный конденсатор синхронизации, а его выход подается на драйвер реле через 14-ступенчатый двоичный делитель, что дает общий коэффициент деления 16 384. Действие делителя таково, что (если его выходной регистр установлен в ноль в начале входного счета) его выход переключается на высокий уровень по прибытии 8192-го нестабильного импульса и снова становится на низкий уровень по прибытии 16,382-го импульса, таким образом завершая цикл счета.Таким образом, схема на Рисунке 16 работает следующим образом:

Последовательность отсчета времени запускается нажатием кнопочного переключателя PB1, таким образом подключая питание схемы, активируя нестабильный режим и (через C2-R3) устанавливая счетчик на «нулевой счет» и устанавливая его выход на низкий уровень и включая реле; когда реле включается, его контакты RLA / 1 замыкаются и обходят PB1, таким образом поддерживая соединение с питанием после отпускания PB1. Это состояние сохраняется до прихода 8192-го нестабильного импульса, после чего на выходе счетчика устанавливается высокий уровень и реле выключается, размыкая контакты RLA / 1 и прерывая питание схемы.На этом рабочий цикл завершен. Обратите внимание, что нестабильный режим работает с периодом, который составляет всего 1/8192-й от последнего «временного» периода, то есть 0,44 секунды в данном случае, и что этот период можно легко получить без использования электролитического синхронизирующего конденсатора.

РИСУНОК 17. Двухдиапазонный (1-10 минут и 10-100 минут) таймер с релейным выходом.

Рисунок 17 показывает вышеупомянутый метод, используемый для создания практического таймера с релейным выходом, который охватывает от одной минуты до 100 минут в двух перекрывающихся декадных диапазонах.Здесь двухдиапазонный нестабильный модуль 555 с переменной частотой подает тактовые импульсы на 14-ступенчатый делитель 4020B, который, в свою очередь, активирует реле через транзистор Q1. В схеме используется источник питания 12 В, а реле может быть любого типа на 12 В с двумя или более наборами переключающих контактов и сопротивлением катушки 120 Ом или больше.

РИСУНОК 18. Таймер с релейным выходом со сверхдлительным периодом (от 100 минут до 20 часов).

Рисунок 18 показывает, как доступную временную задержку схемы можно дополнительно увеличить, подключив декадный делитель 4017B между выходом 555 и входом 4020B, чтобы получить общий коэффициент деления 81920, тем самым создавая задержки в диапазон от 100 минут до 20 часов, доступный для этого таймера с одним диапазоном.Оба делителя IC автоматически сбрасываются (через C3-R3) в момент включения (замыкание PB1).

РИСУНОК 19. Таймер с широким диапазоном, который охватывает от одной минуты до 20 часов в трех декадных диапазонах.

Наконец, На рис. 19 показана приведенная выше схема, модифицированная для создания таймера общего назначения с широким диапазоном, который охватывает от одной минуты до 20 часов в трех диапазонах, связанных с декадами; Каскад декадного делителя 4017B используется только в диапазоне «3». Переключение диапазонов осуществляется с помощью двухполюсного трехпозиционного переключателя SW1. NV

Работа с IC555, транзисторами и приложениями

По сути, триггер Шмитта представляет собой мультивибратор с двумя стабильными состояниями, и выход остается в одном из устойчивых состояний до дальнейшего уведомления. Переход от одного стабильного состояния к другому происходит примерно по мере активации входного сигнала. Для работы мультивибратора необходим усилитель с положительной обратной связью с коэффициентом усиления контура выше единицы. Эта схема часто используется для изменения прямоугольных сигналов путем постепенного изменения границ в сторону острых краев, используемых в цифровых схемах, а также для устранения дребезга переключателя.В этой статье обсуждается , что триггер Шмитта , триггер Шмитта работает с принципиальной схемой с рабочими и приложениями.

Что такое триггер Шмитта?

Триггер Шмитта можно определить как рекуперативный компаратор. Он использует положительную обратную связь и преобразует синусоидальный входной сигнал в выходной сигнал прямоугольной формы. Выходной сигнал триггера Шмитта колеблется при верхнем и нижнем пороговых напряжениях, которые являются опорными напряжениями входной формы волны. Это бистабильная схема, в которой выходной сигнал колеблется между двумя установившимися уровнями напряжения (высоким и низким), когда входной сигнал достигает определенных расчетных пороговых уровней напряжения.

Схема триггера Шмитта
Они подразделяются на два типа, а именно инвертирующий триггер Шмитта и неинвертирующий триггер Шмитта . Инвертирующий триггер Шмитта можно определить как элемент выхода, подключенный к положительной клемме операционного усилителя. Точно так же неинвертирующий усилитель может быть определен как входной сигнал, подаваемый на отрицательный вывод операционного усилителя.

Что такое UTP и LTP?

UTP и LTP в триггере Шмитта с использованием операционного усилителя 741 — не что иное, как UTP обозначает верхнюю точку запуска , тогда как LTP обозначает нижнюю точку запуска .Гистерезис можно определить как когда входной сигнал выше определенного выбранного порога (UTP), выход низкий. Когда входной сигнал ниже порога (LTP), выход высокий; когда вход находится между двумя, выход сохраняет свое текущее значение. Это двойное пороговое действие называется гистерезисом.
Верхняя и нижняя триггерные точки
В Гистерезис = UTP-LTP в нашем примере

Верхняя пороговая (триггерная) точка, нижняя пороговая (триггерная) точки — это точки, в которых сравнивается входной сигнал.Значения UTP и

LTP для вышеуказанной схемы включают следующие

UTP = + V * R2 / (R1 + R2)

LTP = -V * R2 / (R1 + R2)

Когда необходимо сравнить два уровня, на границе могут быть колебания (или скачки). Наличие гистерезиса предотвращает эту проблему колебаний. Компаратор всегда сравнивает с фиксированным опорным напряжением (одиночным опорным напряжением), тогда как триггер Шмитта сравнивает с двумя разными напряжениями, называемыми UTP и LTP.

Значения UTP и LTP для вышеупомянутого триггера Шмитта с использованием схемы операционного усилителя 741 можно рассчитать с помощью следующих уравнений.

Мы знаем, что,

UTP = + V * R2 / (R1 + R2)

LTP = -V * R2 / (R1 + R2)

UTP = + 10V * 5𝐾 / 5𝐾 + 10𝐾 = + 3,33 В

LTP = -10 В * 5𝐾 / 5𝐾 + 10𝐾 = — 3,33 В

Триггер Шмитта с использованием IC 555

Принципиальная схема триггера Шмитта с использованием IC555 показана ниже.Следующая схема может быть построена с использованием основных электронных компонентов, но IC555 является важным компонентом в этой схеме. Оба контакта микросхемы, такие как контакт 4 и контакт 8, подключены к источнику питания Vcc. Два контакта, такие как 2 и 6, закорочены, и вход взаимно подается на эти контакты с помощью конденсатора.
Триггер Шмитта с использованием 555 IC
На взаимную точку двух выводов может подаваться внешнее напряжение смещения (Vcc / 2) с использованием правила делителя напряжения , которое может быть сформировано двумя резисторами, а именно R1 и R2.Выход сохраняет свои значения, в то время как вход находится среди двух пороговых значений, которые называются гистерезисом. Эта схема может работать как элемент памяти.

Пороговые значения: 2 / 3Vcc и 1 / 3Vcc. Старший компаратор вращается при 2/3 В постоянного тока, в то время как младший компаратор вращается при подаче 1/3 В постоянного тока.
Напряжение ключа сравнивается с двумя пороговыми значениями с помощью отдельных компараторов. Триггер (FF) размещается или переставляется соответственно. В зависимости от этого выходной сигнал станет высоким или низким.

Триггер Шмитта с использованием транзисторов

Схема запуска Шмитта с использованием транзистора показана ниже. Следующая схема может быть построена с использованием основных электронных компонентов , но два транзистора являются важными компонентами для этой схемы.
триггер Шмитта с помощью Транзисторы
Когда входное напряжение (Vin) равно 0 В, то транзистор Т1 не будет проводить, в то время как Т2 транзистор будет проводить за счет опорного напряжения (Vref) с напряжение1.98. В узле B схему можно рассматривать как делитель напряжения для вычисления напряжения с помощью следующих выражений.

Vin = 0V, Vref = 5V

Va = (Ra + Rb / Ra + Rb + R1) * Vref

Vb = (Rb / Rb + R1 + Ra) * Vref

проводящее напряжение транзистора T2 низкое, и напряжение на выводе эмиттера транзистора будет на 0,7 В меньше, чем на выводе базы транзистора, которое будет 1,28 В.

Следовательно, когда мы увеличиваем входное напряжение, значение транзистора T1 может быть пересеклись, так что транзистор будет проводить.Это будет причиной падения напряжения на клеммах базы транзистора Т2. Когда транзистор T2 не проводит больше времени, выходное напряжение будет увеличиваться.
Впоследствии Vin (входное напряжение) на выводе базы транзистора T1 начнет отказываться, и он отключит транзистор, поскольку напряжение на выводе базы транзистора будет выше 0,7 В от его вывода эмиттера.

Это произойдет, когда ток эмиттера откажется закончиться там, где транзистор окажется в режиме прямого включения.Таким образом, возрастет напряжение на коллекторе, а также на клемме базы транзистора T2. Это приведет к пропусканию небольшого тока через транзистор T2, что приведет к падению напряжения на эмиттерах транзистора, а также к отключению транзистора T1. В этом случае для отключения транзистора T1 требуется падение входного напряжения на 1,3 В. Итак, наконец, два пороговых напряжения будут 1,9 В и 1,3 В.

Приложения триггера Шмитта

Триггер Шмитта использует , в том числе следующее.

Триггеры Шмитта в основном используются для преобразования синусоидальной волны на прямоугольную.

Они должны использоваться в схеме расщепителя переключателя для шумных или медленных требований к входу, таких как очистка или ускорение.

Они обычно используются в таких приложениях, как преобразование сигналов для удаления шума сигналов в цифровых схемах.

Они используются для реализации релаксационных генераторов для схем с обратной связью с обратной связью

Они используются в импульсных источниках питания, а также в генераторах функций

Таким образом, это все о теории триггеров Шмитта .Они используются в нескольких приложениях в аналоговых и цифровых числовых схемах. Гибкость TTL Schmitt ограничена его узким диапазоном питания, частичной пропускной способностью интерфейса, малым входным импедансом и нестабильными характеристиками выхода. Это может быть разработано с помощью дискретных устройств, чтобы убедиться в точном параметре, однако это осторожно и требует времени на разработку. Вот вам вопрос, каковы преимущества у триггера Шмитта ?

Схема с использованием IC555, Работа транзистора и приложения

Схема компаратора с большим коэффициентом усиления разомкнутого контура требует небольшого шума для запуска схемы.Если такие компараторы используются в качестве детекторов перехода через ноль и подвержены ложному срабатыванию, это приводит к ненужным проблемам. Это может привести к ложной индикации пересечения нуля шумового сигнала, а не фактического сигнала. Этого ненужного переключения уровней можно избежать, используя схему, известную как триггер Шмитта. Эта схема была изобретена американским ученым Отто Х. Шмиттом в 1934 году. В этих схемах предусмотрен гистерезис, так что каждый нарастающий и спадающий фронт имеет разный уровень порогового напряжения.Эта схема триггера Шмитта также называется «рекуперативным компаратором».

Что такое триггер Шмитта?

Электронная схема с положительной обратной связью, способная удерживать выходной уровень до тех пор, пока подаваемый сигнал не превысит пороговое значение. Этот тип схемы определяется как триггер Шмитта. Основное назначение таких схем — преобразование аналоговых сигналов в цифровые. Переходы на выходе могут быть от высокого к низкому или от низкого к высокому на различных пороговых уровнях из-за гистерезиса, проявляемого схемой.

Триггер Шмитта с использованием операционного усилителя

Триггер Шмитта работает как базовый мультивибратор, который имеет два стабильных состояния. Для изменения выхода из одного состояния в другое требуется запуск от применяемого входа. Кроме того, они делятся на два типа. Это:

Неинвертирующий триггер Шмитта

Если полученный выход подключен к отрицательной клемме операционного усилителя, это называется неинвертирующим триггером Шмитта.

Инвертирующий триггер Шмитта

Если элемент, полученный в качестве выходного сигнала, подключен к положительной клемме операционного усилителя, это называется инвертирующим триггером Шмитта.

Что такое UTP и LTP в триггере Шмитта?

Если на вход цепи подается синусоидальное напряжение. Предположим, что изначально выход находится в положительном состоянии насыщения. Когда напряжение на входе имеет тенденцию к падению, это влияет на напряжение на клеммах. Напряжение на инвертирующем выводе будет больше, чем на неинвертирующем. Этот тип перехода выхода из-за применения входа с положительного на отрицательный определяется как верхний порог. Точка, в которой входной сигнал превышает выбранное значение порога срабатывания, называется верхней точкой срабатывания (UTP).

Выход триггера Шмитта

Аналогично, если значение входа таково, что выход, совершающий переход из отрицательной ситуации в положительную, определяется как нижний порог. Точка, в которой выходной сигнал считается высоким, а применяемый входной сигнал ниже порогового значения, называется нижней точкой запуска (LTP). Этот процесс выбора UTP и LTP известен как гистерезис. Процесс запуска продолжается в цепи до тех пор, пока не появится входной синусоидальный сигнал, а также подача постоянного тока в схему операционного усилителя не будет в состоянии ВКЛ.

Триггер Шмитта с использованием IC 555

Схема для таймера IC555, используемого в качестве триггера Шмитта, — это

Триггер Шмитта с использованием IC555

4 и 8 контакты являются контактами питания (Vcc) этого таймера.

2 и 6 контактов соединены вместе конденсатором, и ввод осуществляется через этот конденсатор.

Эта общая точка упрощена схемой делителя напряжения за счет использования резисторов R1 и R2.

Если применяемый вход больше, чем значение верхнего порога, выход будет высоким.

Если применяемый вход ниже нижнего порогового значения od, то выход схемы низкий.

Выходное значение сохраняется, если применяемое значение находится между этими верхним и нижним порогами.

Пороговые значения в этой цепи составляют 2/3 и 1/3 Vcc.

На основе сравнения с этими пороговыми значениями триггер будет установлен или сброшен, и будет замечено изменение состояний выхода.

При подаче входного сигнала с амплитудой больше Vcc / 6 триггеры соответственно устанавливаются или сбрасываются в зависимости от типа цикла, положительного или отрицательного.

Триггер Шмитта на транзисторах

Триггер Шмитта на транзисторе состоит из пяти резисторов и двух транзисторов. Когда в цепь подается питание, резисторы R1, R2 и RE (сопротивление эмиттера) образуют цепь делителя потенциала между питанием и землей.

Триггер Шмитта с использованием транзисторов

Рабочий

Благодаря схеме делителя, транзистор Q2 перемещается в режиме прямого смещения и начинает проводить ток через схему делителя.Падение напряжения наблюдается на Re из-за протекания через него тока.

Это падение напряжения заставляет транзистор Q1 находиться в обратном смещении и заставляет его работать в области отсечки. Напряжение на коллекторе Q1 имеет тенденцию повышаться до уровня Vcc. Это напряжение поступает на вход транзистора Q2 и остается в проводящей области благодаря резистору R1.

Входной сигнал переменного тока при подаче на Q1, если он выше порога, он начинает проводить. Эта точка порога называется верхним уровнем запуска (UTL).

Как только Q1 начинает проводить падение напряжения на коллекторе Q1, становится минимальным, а отрицательный сигнал, протекающий через базу Q2, уменьшает ток через эмиттер и приводит к уменьшению падения напряжения на Re .

Это делает транзистор Q1 проводящим, а Q2 — отсеченным. Процесс продолжается до тех пор, пока Q1 не достигнет режима насыщения.

Когда отрицательная половина цикла приближается к прохождению, Q2 находится в режиме отсечки до тех пор, пока уровень входа не упадет ниже нижнего значения триггера.После прохождения (LTL) Q1 смещается в обратном направлении и имеет тенденцию увеличивать поток напряжения на коллекторе Q1. Это управляет базой Q2 резистором R1.

Следовательно, Q2 начинает проводить, что приводит к падению напряжения на резисторе Re увеличивает и заставляет транзистор Q1 направлять его в область отсечки. этот уровень сохраняется до тех пор, пока не будет замечен положительный цикл сигнала.

Приложения триггера Шмитта

Триггер Шмитта применяет

Эти схемы используются для преобразования синуса в прямоугольные волны.

Может использоваться как простые переключатели и как контроллеры ВКЛ или ВЫКЛ.

Эти схемы запуска используются при преобразовании сигналов для устранения шума из сигналов и использования его в цифровых схемах.

Отрицательная обратная связь в конфигурациях с обратной связью этих схем может использоваться как генераторы релаксации, функциональные генераторы, а также использоваться при переключении источников питания.

Эти триггеры Шмитта используются в качестве датчиков уровня.

Часто задаваемые вопросы

1).Что делает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта — это схема, которая обеспечивает два уровня порога для нарастающего и спадающего фронтов приложенного сигнала переменного тока. На основании чего формируются выходные сигналы.

2). Какие триггеры электроники?

Триггеры в электронике — это цепи или импульсы, которые инициируют действие других компонентов.

3). Почему используется триггер Шмитта?

Триггеры Шмитта позволяют избежать ошибок в подаваемом входном сигнале.Он устраняет из него шум и генерирует прямоугольную волну на выходе.

4). Что такое триггер с примером?

Схема, в которой изменение выходного сигнала происходит из-за изменения применяемого входа в некоторой заранее определенной точке срабатывания, называется триггером.

Пример: устройства контроля температуры, триггеры Шмитта и т. Д.…

5). Что такое триггерный переключатель?

Переключатель, который приводится в действие при нажатии на спусковой крючок, известен как спусковой переключатель.

Триггеры Шмитта используются как инверторы и буферы в цифровом мире логики. Эти триггеры можно преобразовать в защелки и наоборот. Даже переключатели, которые работают в зависимости от температуры, также использовали эти цепи. После обсуждения основ триггера Шмитта, можете ли вы описать какие-либо ограничения этой схемы?

Цепи таймера 555 и 556
Цепи таймера 555 и 556 Главная | Карта | Проекты | Строительство | Пайка | Исследование | Компоненты | 555 | Символы | FAQ | Ссылки
Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер
Следующая страница: Счетные схемы
См. Также: ИС (микросхемы) | Емкость | AC, DC и электрические сигналы

Введение

Пример обозначения цепи (вверху)
Фактическое расположение контактов (внизу)

8-контактный таймер 555 должен быть одним из самых полезных микросхем, когда-либо созданных, и он используется во многих проекты.С помощью всего нескольких внешних компонентов его можно использовать для создания множества схем, а не все они связаны со временем!
Популярной версией является NE555, и она подходит в большинстве случаев, когда таймер 555 указан. 556 — это двойная версия модели 555, размещенная в 14-выводном корпусе. два таймера (A и B) используют одни и те же контакты источника питания. Принципиальные схемы на этой странице показывают 555, но все они могут быть адаптированы для использования половины 556.

Выпускаются маломощные версии 555, такие как ICM7555, но они должны быть только используются, когда указано (для увеличения срока службы батареи), поскольку их максимальный выходной ток составляет около 20 мА (при напряжении питания 9 В) слишком мало для многих стандартных схем 555.ICM7555 имеет такое же расположение штифтов, что и у стандартного 555.

Обозначение схемы для 555 (и 556) представляет собой коробку с контактами, расположенными в соответствии со схемой. Схема: например, 555 контакт 8 вверху для питания + Vs, выход 555 контакт 3 справа. Обычно используются только номера контактов, и на них не указывается их функция.

Модели 555 и 556 могут использоваться с напряжением питания (Vs) в диапазоне от 4,5 до 15 В (18 В абсолютное максимум).

Стандартные микросхемы 555 и 556 создают значительный сбой в питании при изменении их выхода. государственный. Это редко является проблемой в простых схемах без других микросхем, но в более сложных схемах. сглаживающий конденсатор (например, 100 мкФ) должен быть подключен к источникам питания + Vs и 0V. около 555 или 556.

Функции входных и выходных контактов кратко описаны ниже, и есть более полные объяснения. охватывающие различные схемы:

Astable — создание прямоугольной волны

Моностабильный — выдача одиночного импульса при срабатывании

Bistable — простая память, которая может быть установлена и сброшена

Buffer — инвертирующий буфер (триггер Шмитта)

Таблицы данных доступны по адресу:

Входы 555/556
Триггерный вход: при <¹/₃ Вс (активный низкий уровень) это делает выход высоким (+ Vs).Он контролирует разряд синхронизирующего конденсатора в нестабильной цепи. Он имеет высокое входное сопротивление> 2 МОм.
Пороговый вход: , когда> ²/₃ Вс (‘активный высокий’) это делает выход низким (0 В) *. Он контролирует заряд синхронизирующего конденсатора в нестабильных и моностабильных цепях. Он имеет высокое входное сопротивление> 10 МОм.
* при условии, что вход триггера> ¹/₃ Вс, в противном случае вход триггера переопределит вход порога и будет удерживать выход на высоком уровне (+ Vs).

Вход сброса: , когда менее 0,7 В («активный низкий уровень»), это делает выход низким (0 В), переопределение других входов. Если он не требуется, его следует подключить к + Vs. Он имеет входное сопротивление около 10 кОм.

Управляющий вход: может использоваться для регулировки порогового напряжения, которое устанавливается внутри быть ²/₃ Vs. Обычно эта функция не требуется, и вход подключен к 0V с 0.Конденсатор 01 мкФ для устранения электрических помех. Его можно оставить неподключенным, если шум не является проблемой.

Разрядный штифт не является входом, но он указан здесь для удобства. Он подключен к 0 В, когда выход таймера низкий, и используется для разрядки таймера. конденсатор в нестабильных и моностабильных цепях.

Выход 555/556
Выход стандартных 555 или 556 может сток и источник до 200 мА.Это больше, чем у большинства микросхем, и этого достаточно для непосредственной поставки многих выходных преобразователей, в том числе светодиоды (с последовательно включенным резистором), слаботочные лампы, пьезоэлектрические преобразователи, динамики (с конденсатором последовательно), катушки реле (с диодной защитой) и некоторые двигатели (с диодом защита). Выходное напряжение не совсем достигает 0 В и + В, особенно при большом ток течет.
Для переключения больших токов можно подключить транзистор.

Способность как потребителя, так и источника тока означает, что два устройства могут быть подключены к выход так, что один включен, когда выход низкий, а другой включен, когда выход высокий.На верхней диаграмме показаны два подключенных таким образом светодиода. Это расположение используется в Проект «Железнодорожный переезд», чтобы красные светодиоды мигали попеременно.

Громкоговорители
Громкоговоритель (минимальное сопротивление 64) может быть подключен к выходу нестабильной цепи 555 или 556, но конденсатор (около 100 мкФ) должны быть подключены последовательно. Выходной сигнал эквивалентен постоянному постоянному току около ½Vs в сочетании с прямоугольным сигналом переменного тока (аудио). Конденсатор блокирует постоянный ток, но позволяет переменному току проходить, как описано в разделе «Конденсаторная связь».
Пьезоэлектрические преобразователи могут быть подключены непосредственно к выходу и не требуют конденсатор последовательно.

Катушки реле и другие индуктивные нагрузки
Как и все ИС, модели 555 и 556 должны быть защищены от кратковременных скачков напряжения. возникает, когда индуктивная нагрузка, такая как катушка реле, отключена. Стандарт должен быть подключен защитный диод «назад» через катушку реле, как показано на схеме.
Однако , 555 и 556 требуют подключения дополнительного диода . последовательно с катушкой, чтобы гарантировать, что небольшой «сбой» не может быть передан обратно в ИС.Без этого дополнительного диода моностабильные схемы могут повторно сработать, когда катушка выключен! Ток катушки проходит через дополнительный диод, поэтому он должен быть 1N4001 или аналогичный выпрямительный диод, способный пропускать ток, сигнальный диод типа 1N4148 обычно не подходит .

Начало страницы | Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер

555/556 Астабильный
5 906 Нестабильная схема генерирует прямоугольную волну, это цифровая форма волны с резкими переходами. между низким (0 В) и высоким (+ Vs).Обратите внимание, что длительность низкого и высокого состояний может быть разные. Схема называется и стабильной, потому что она нестабильна ни в каком состоянии: выходной сигнал постоянно меняется между «низким» и «высоким».
Период времени (T) прямоугольной волны — это время одного полного цикла, но он Обычно лучше рассматривать частоту (f), которая представляет собой количество циклов в секунду.

555 нестабильный выход, прямоугольная волна
(Tm и Ts могут быть разными)

555 нестабильная схема

T = 0,7 × (R1 + 2R2) × C1 и f = 1.4

(R1 + 2R2) × C1

T = период времени в секундах (с)
f = частота в герцах (Гц)
R1 = сопротивление в Ом ()
R2 = сопротивление в Ом ()
C1 = емкость в фарадах (Ф)
Временной период можно разделить на две части: T = Tm + Ts
Время метки (выходной сигнал высокий): Tm = 0,7 × (R1 + R2) × C1
Пространство-время (выходной низкий): Ts = 0.7 × R2 × C1

Многие схемы требуют, чтобы Tm и Ts были почти равны; это достигается, если R2 намного больше, чем R1.

Для стандартной нестабильной схемы Tm не может быть меньше Ts, но это не слишком ограничивает, потому что выход может как потреблять, так и исходить ток. Например, светодиод может кратковременно мигать с длинные промежутки, подключив его (с его резистором) между + Vs и выходом. Таким образом горит светодиод во время Ts, поэтому короткие вспышки достигаются с R1 больше, чем R2, что делает Ts коротким и Tm длинным.Если Tm должно быть меньше Ts, в схему можно добавить диод, как описано ниже. рабочий цикл ниже.

Выбор R1, R2 и C1
R1 и R2 должны быть в диапазоне 1k до 1М. Лучше всего сначала выбрать C1, потому что конденсаторы доступны всего в нескольких номиналах.

Выберите C1 в соответствии с требуемым диапазоном частот (используйте таблицу в качестве руководства).

Выберите R2 , чтобы указать требуемую частоту (f).Предположим, что R1 намного меньше R2. (так что Tm и Ts почти равны), тогда вы можете использовать:

R2 = 0,7

f × C1

Выберите R1 , чтобы он составлял примерно одну десятую R2 (1k мин.) если только вы не хотите, чтобы время метки Tm было значительно больше пространственного времени Ts.

Если вы хотите использовать переменный резистор , лучше всего сделать его R2.

Если R1 переменный, он должен иметь постоянный резистор не менее 1к в серии
(это не требуется для R2, если он переменный).

Нестабильная работа
При высоком уровне на выходе (+ Vs) конденсатор C1 заряжается током, протекающим через R1 и R2. Пороговые и триггерные входы контролируют напряжение конденсатора, и когда оно достигает ²/₃ Вс (пороговое напряжение) выход становится низким, и разрядный вывод подключается к 0 В.
Конденсатор теперь разряжается с током, протекающим через R2 в разрядный вывод. Когда напряжение падает до ¹/₃ Вс (напряжение запуска), выходной сигнал становится высоким. снова, и разрядный штырь отключается, позволяя конденсатору снова начать заряжаться.

Этот цикл повторяется непрерывно, если вход сброса не подключен к 0 В, что вызывает низкий уровень на выходе. при сбросе 0 В.

Нестабильный может использоваться для обеспечения тактового сигнала для таких схем, как счетчики.

Низкочастотный нестабильный (<10 Гц) может использоваться для включения и выключения светодиода, более частые вспышки слишком часты, чтобы их можно было четко увидеть. Вождение динамика или пьезо преобразователь с низкой частотой менее 20 Гц будет производить серию «щелчков». (по одному для каждого перехода от низкого к высокому уровню), и его можно использовать для создания простого метронома.

Звуковая частота нестабильная (от 20 Гц до 20 кГц) может использоваться для воспроизведения звука от громкоговоритель или пьезоэлектрический преобразователь.Звук подходит для гудков и гудков. Собственная (резонансная) частота большинства пьезопреобразователей составляет около 3 кГц, и это будет заставить их издавать особенно громкий звук.

Рабочий цикл
Рабочий цикл нестабильной схемы — это доля полного цикла, для которой выходной сигнал высокий (время отметки). Обычно указывается в процентах.
Для стандартной нестабильной схемы 555/556 время отметки (Tm) должно быть больше, чем пространство-время (Ts), поэтому скважность должна быть не менее 50%:

Рабочий цикл = TM = R1 + R2

Tm + Ts R1 + 2R2

555 нестабильная цепь с диодом на R2

Для достижения рабочего цикла менее 50% параллельно с R2 можно добавить диод, как показано на схеме.Это обходит R2 во время зарядная (отметка) часть цикла так, чтобы Tm зависела только от R1 и C1:
Tm = 0,7 × R1 × C1 (без учета 0,7 В на диоде)
Ts = 0,7 × R2 × C1 (без изменений)

Рабочий цикл с диодом = TM = R1

Tm + Ts R1 + R2

Используйте сигнальный диод, например 1N4148.

Примеры проектов с использованием нестабильного 555: Мигающий светодиод | Пустая сигнализация | Значок в форме сердца | «Случайный» мигалка
Начало страницы | Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер

555/556 Моностабильный

555 моностабильный выход, одиночный импульс

555 моностабильный контур с ручным триггером

При срабатывании моностабильной схемы вырабатывается один выходной импульс.Это называется mono стабильный, потому что он стабилен только в одном состоянии : «output low». Состояние «высокий выход» является временным.
Длительность импульса называется периодом времени (T) и определяется резистор R1 и конденсатор C1:

период времени, T = 1,1 × R1 × C1

T = период времени в секундах (с)
R1 = сопротивление в Ом ()
C1 = емкость в фарадах (Ф)
Максимальный надежный период времени составляет около 10 минут.

Почему 1.1? Конденсатор заряжается до ²/₃ = 67%, поэтому он немного длиннее постоянной времени (R1 × C1) — время, необходимое для зарядки до 63%.

Сначала выберите C1 (доступно относительно немного значений).

Выберите R1 , чтобы указать необходимый вам период времени. R1 должен быть в пределах 1k до 1 МОм, поэтому используйте постоянный резистор на не менее 1k последовательно, если R1 переменный.

Остерегайтесь , что значения электролитического конденсатора неточны, часто встречаются ошибки не менее 20%.

Остерегайтесь , что электролитические конденсаторы пропускают заряд, что существенно увеличивает период времени. если вы используете резистор высокого номинала — используйте формулу как очень приблизительный ориентир!
Например, проект таймера должен иметь максимальный период времени 266 с (около 4½ минут), но многие электролитические конденсаторы увеличивают это время примерно до 10 минут!

Моностабильный режим
Период синхронизации запускается (начинается), когда входной сигнал триггера (555 контакт 2) меньше ¹/₃ Vs, это делает выход высоким (+ Vs) и конденсатор C1 запускается заряжать через резистор R1.После начала периода времени дальнейшие пусковые импульсы игнорируются.
Порог Вход (555 контакт 6) контролирует напряжение на C1, и когда оно достигает ²/₃ Вс, период времени равен больше, и выход становится низким. При этом разряд (555 пин 7) есть подключен к 0В, разряжая конденсатор, готовый к следующему триггеру.

Сброс Вход (555 контакт 4) отменяет все другие входы, и отсчет времени может быть отменен в любой момент, подключив сброс к 0 В, это мгновенно понижает выход и разряжает конденсатор.Если функция сброса не требуется, контакт сброса должен быть подключен к + Vs.

Сброс при включении или цепь триггера

Сброс при включении или триггер
Может быть полезно убедиться, что моностабильная схема сбрасывается или запускается автоматически при источник питания подключен или включен. Это достигается за счет использования конденсатора вместо (или в дополнение к) нажимному переключателю, как показано на схеме.
Конденсатору требуется короткое время для зарядки, кратковременно удерживая вход близким к 0 В, когда цепь включена. Переключатель может быть подключен параллельно конденсатору, если вручную операция тоже требуется.

Это расположение используется для триггера в проекте таймера.

Срабатывание по фронту

цепь запуска по фронту

Если триггерный вход по-прежнему меньше ¹/₃ Вс в конце периода времени выходной сигнал будет оставаться высоким до тех пор, пока триггер не станет больше ¹/₃ Vs.Этот Ситуация может возникнуть, если входной сигнал поступает от двухпозиционного переключателя или датчика.
Моностабильный можно сделать с запуском по фронту , реагируя только на изменений входного сигнала, путем подключения триггерного сигнала через конденсатор ко входу триггера. Конденсатор внезапно проходит изменяется (AC), но блокирует постоянный (DC) сигнал. Для получения дополнительной информации см. Страницу емкость. Схема срабатывает по отрицательному фронту, потому что она реагирует на внезапное падение входного сигнала.

Резистор между триггером (555 контакт 2) и + Vs обеспечивает нормальный высокий уровень триггера (+ Vs).

Примеры проектов с использованием 555 monostable: Регулируемый таймер | Электронный «Замок» | Светочувствительная сигнализация
Начало страницы | Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер

555/556 Bistable (flip-flop) — схема памяти

555 бистабильная схема

Схема называется bi стабильной, потому что она стабильна в двух состояниях : высоком уровне вывода и низком уровне вывода.Он также известен как «триггер».
Имеет два входа:

Триггер (555 контакт 2) устанавливает высокий выходной сигнал .
Триггер — «активный низкий уровень», он работает, когда <¹/₃ Vs.

Reset (555 pin 4) устанавливает на выходе низкий уровень .
Сброс — это «активный низкий уровень», он сбрасывается при <0,7 В.

Цепи сброса по включению питания, триггера по включению и триггера по фронту могут использоваться, как описано выше для моностабильного.
Примеры проектов, использующих 555 бистаблей: Викторина | Модель железнодорожного сигнала

Начало страницы | Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер

555/556 Инвертирующий буфер (триггер Шмитта) или НЕ вентиль

555 инвертирующий буферный контур
(вентиль НЕ)

символ НЕ вентиль

Вход буферной схемы имеет очень высокий импеданс (около 1 МОм). поэтому для него требуется всего несколько мкА, но выход может потреблять или отдавать до 200 мА.Это позволяет источнику сигнала с высоким импедансом (например, LDR) переключать выходной преобразователь с низким импедансом (например, лампу).
Это инвертирующий буфер или НЕ вентиль, потому что Логическое состояние выхода (низкий / высокий) является обратным состоянию входа:

Входной низкий (<¹/₃ Vs) делает выход высоким , + Vs

Входной высокий (> ²/₃ Вс) делает выход низким , 0 В

Когда входное напряжение находится в диапазоне от ¹/₃ до ²/₃ Вс, выходное напряжение остается в нынешнем состоянии.Эта промежуточная область ввода является мертвым пространством, в котором нет ответа, свойство, называемое гистерезисом , похоже на люфт в механическом рычаге. Такой тип схемы называется триггером Шмитта .
Если требуется высокая чувствительность, гистерезис является проблемой, но во многих схемах он помогает. свойство. Это дает входу высокую помехоустойчивость, потому что как только на выходе схемы переключается на высокий или низкий уровень входного сигнала должен измениться как минимум на ¹/₃ Вс чтобы переключить выход обратно.

Начало страницы | Входы | Выход | Astable | Рабочий цикл | Моностабильный | Edge-trigger | Бистабильный | Буфер
Следующая страница: Счетные схемы | Изучение электроники

© Джон Хьюс 2007, Клуб электроники, www.kpsec.freeuk.com
Этот сайт был взломан с использованием ПРОБНОЙ версии WebWhacker. Это сообщение не появляется на лицензированной копии WebWhacker.
555 Буфер | Клуб электроники
555 Буфер | Клуб электроники

Символ ворот НЕ

Вход буферной схемы имеет очень высокий импеданс (около 1 МОм). поэтому для него требуется всего несколько мкА, но выход может потреблять или отдавать до 200 мА.Это позволяет Источник сигнала импеданса (например, LDR) для переключения выходного преобразователя с низким импедансом (например, небольшой лампы).

Это инвертирующий буфер или НЕ вентиль, потому что логическое состояние выхода (низкий / высокий) является обратным состоянию входа:

Входной низкий (<¹/₃ Vs) делает выходным высоким , + VS

Входной высокий (> ²/₃ Вс) делает выходным низким , 0 В

Когда входное напряжение находится между ¹/₃ и ²/₃ Вс, выходное остается в нынешнем состоянии.Эта промежуточная область ввода является мертвым пространством, в котором нет ответа, свойство, называемое гистерезис , похоже на люфт в механической связи. Этот тип схемы называется триггером Шмитта .

Если требуется высокая чувствительность, гистерезис является проблемой, но во многих схемах он полезен. свойство. Это дает входу высокую помехоустойчивость, потому что как только на выходе схемы переключается на высокий или низкий уровень входного сигнала должен измениться как минимум на ¹/₃ Вс чтобы переключить выход обратно.

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Веб-сайт размещен на Tsohost

триггер Шмитта | Игра с системами

В этой 24-й статье из серии «Сделай сам: Электроника» выполняется инверсия уровня заданного входа с помощью IC 555.

<< Предыдущая статья

К настоящему времени Пагс опробовал два из трех рабочих режимов 555 — нестабильный и моностабильный. Как вы думаете, можно ли помешать Pugs попробовать третий? Итак, вот его эксперимент по испытанию бистабильного режима, то есть в котором как высокий, так и низкий выходы стабильны, что означает, что схема остается в том состоянии, в котором она находится, если только не запускается извне, чтобы пойти иначе. Типичным использованием этого может быть инверсия уровня с НЕ-вентилем, просто привязав вход к контакту 2 триггера и контакту 6 порога.

Ниже приведена схема и макетные соединения, выполненные Pugs с входом от подтянутого переключателя:

Бистабильный (инверсия уровня) с использованием 555 (схема)

Бистабильный (инверсия уровня) с использованием 555 (макетная плата)

Эта конфигурация также называется инвертирующим триггером Шмитта и очень полезна для усиления ослабляющих цифровых сигналов (хотя и инвертированных) и удаления шума. Установка двух таких элементов сделает его неинвертирующим. Но как он усиливает или убирает шум? Предположим, Vcc = 5V.Скажем, сигнал логической 1 (5 В) падает до 4 В. Поскольку оно все еще выше 2/3 Vcc (3,33 В), вышеуказанная схема достигнет порогового значения, и на выходе будет 0 В (логический 0 с повышенным уровнем). Точно так же, если логический 0 (0 В) упадет до 1 В, но все еще меньше 1/3 Vcc (1,67 В), он попадет в триггер, и на выходе будет 5 В (повышенная логическая 1). И в обоих случаях выходной сигнал можно направить в другую такую схему, чтобы усилить входной сигнал без инверсии.

Следующий видеоклип показывает немедленную инверсию выходного уровня.В частности, обратите внимание, что светодиод не горит (низкий выход) при отпускании переключателя (т. Е. Высокий входной сигнал) и светодиод горит (высокий выход) при нажатии переключателя (т.

Интересно, что бистабильный выход также может быть получен с помощью двух отдельных переключателей, что дает возможность использовать установку в системе, управляемой переключателями. Вот две возможные схемы для одного и того же:

Бистабильный (схема запуска Шмитта 1) с использованием 555 (схема)

Бистабильный (схема запуска Шмитта 2) с использованием 555 (схема)

В обеих вышеупомянутых схемах нажатие переключателя SH приведет к высокому уровню выходного сигнала Vo, а нажатие переключателя SL — низкому уровню выходного сигнала Vo.Единственная разница заключается в том, как вывод Vo выводится низким — в первом с помощью триггерного контакта 6, а во втором — с помощью контакта сброса 4.

No related posts.

Электронные компоненты на https://aliexpress.com
Digital LCD Power Timer	Д/У три канала.	Часы + будильник.	DC 100V 10A V / A	AC-Digital-V.A.-LED	Таймер- таблетки
LCD 20X4 5V Blue	Red Light 250V	NE555N DIP-8	Сдвиговый регистр 74HC595D	1602 ЖК (синий экран)	Шаг. двиг. 28BYJ-48 5V
RELAY-12V-DC	8-channel relay 5V	SLA-12VDC Relay 30A T90	SRA-12VDC-CL 20A	5V Relay Module	Nano Atmega328
PCB thermal paper	Transmitter-Receive	DSO138 2.4	SIM800L GPRS GSM	Генератор до 10МГц	Генератор NE555
BTA41-600V	L7805-TO220	Клемник 2Pin 5.0 мм	Ams1117-5.0 SOT-223	78L05 SOT-89 5V	BTS443P TO252
Titanium Bits 3-20mm	Multi-function electric	PCB mini drill Bit carbide	99pcs-Titanium-Steel-Drill.	PCB DIY	9mm Hole White Plastic
12V 5A 60W 110V-220V	12V 5A 60W	LNK305PN DIP-7	Драйвер светодиодов	рег. напр. DC-DC LCD	DS1302
RTCpro DS3231	А3144	mini DC-DC 3A	LM2596s DC-DC 5A	RM-065 5kOm
Transistor Tester ESR	Quadcopter Drone	Probe Oscilloscope X1 X10	RS232 to TTL	Parking Camera 170″	test hook clip
MQ-135 Air Sensor	GL5528	HC-SR505 sensor switch
ОУ SOT23-5	BSS138 SOT-23 MOSFET	Gerkon	DB109
LED 220V	LED DC 12 В	100PCS-5mm-LED	LED-Display	4*4 Matrix Array	MAX7219 Module
Metal Film Resistor	high frequency — capacitor	Metal-Resistor-Kit	1206-SMD-Resistors-2000pcs-Kit	Button 250 pcs
Sensor Module ZMCT103C	HC-SR501 PIR	Датч.уличный	USB Tester volt-ammeter	Soldering-Kits-T12	DC Power Male- female
DS18B20 TO-92	DHT22 digital	Датчик РТ100	TF card U disk MP3 Player	Д/У для ворот

T = 0,7 × (R1 + 2R2) × C1 и f =	1.4
	(R1 + 2R2) × C1

Рабочий цикл =	TM	=	R1 + R2
	Tm + Ts		R1 + 2R2

Рабочий цикл с диодом =	TM	=	R1
	Tm + Ts		R1 + R2