Микросхема-таймер серии 555
Электронные устройства
Привет, друзья мои!! 😉
Сегодня мы поговорим об одной очень интересной и полезной микросхеме, и называется она таймер 555. Только, Бога ради, не надо путать ее с совдеповской серией К555
Это совершенно и абсолютно разные устройства!! 🙂 …
Итак…
Выглядит она вот так:
Изначально микросхема-таймер выпускалась 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.
Существует также и сдвоенный вариант (два независимых IC 555 в одном корпусе) и называется он таймер 556.
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
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 название. А чтобы Вас не ввел в заблуждение график, даю небольшие разъяснения: поначалу может показаться что это генератор прямоугольных импульсов, однако это не совсем так… Микросхема лишь выдает кратковременные импульсы в момент включения\выключения, Все что мы можем, так это всего-лишь возможность регулировать время этого импульса при помощи номиналов деталей в «обвесе».
Данная схема может использоваться, например, если есть необходимость подавать механизму прерывистые толчки при кратковременном включении и выключении таймера.
Моностабильный режим таймера 555
Здесь все работает по принципу ждущего мультивибратора: запуск устройства происходит при подаче управляющего сигнала. Но включено устройство не постоянно а лишь какое-то время. Опять-же это время мы можем изменять номиналами деталей, подключенных к 7-ой ножке.
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.
Практические примеры использования микросхемы серии 555
МУЛЬТИВИБРАТОР С РЕГУЛИРОВКОЙ СКВАЖНОСТИ ИМПУЛЬСОВ
На рис. 1 приведена схема мультивибратора. Применение в данном устройстве микросхемы 555 позволило добиться регулирования скважности импульсов в широких пределах. Это достигнуто тем, что разделены цепи зарядки и разрядки конденсатора С1. При высоком уровне на выходе микросхемы (вывод 3) транзисторы VT1 и VT2 открыты. В это время конденсатор С1 заряжается через транзистор VT1, резистор RA и часть R’A переменного резистора RP1. При достижении на нем напряжения уровня 0,66 Uп мультивибратор переходит в состояние с низким уровнем сигнала на выходе.
Теперь конденсатор С1 разряжается через часть Rg переменного резистора RP1, резистор Rg и внутреннюю цепь разряда (вывод 7) микросхемы. При уровне напряжения на нем 0,33 Uп мультивибратор переходит в первоначальное состояние с высоким уровнем на выходе. Таким образом, время зарядки (t1) и разрядки (t2) можно регулировать переменным резистором. Скважность импульсов определяется соотношением резисторов
Т/t1=(RA+RP1+RB)/(RA+R’A)
При указанных на схеме значениях сопротивлений скважность регулируется от 2 до 98 при неизменной частоте генерации. Транзисторы на схеме — 2N3906 и 2N3904
«Radio, Fernsehen, Flektronik», 1988, № 11
ЛИНЕЙНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ МУЛЬТИВИБРАТОРА
На рис. 2 приведен модернизированный вариант классической схемы генератора прямоугольных импульсов с интегральной микросхемой серии 555. В данном устройстве зарядка и разрядка времязадающего конденсатора С1 осуществляется через диодный мост VD1-VD4 и два источника тока на транзисторах VT3 и VT4, которые управляются работой транзистора VT2.
Частота генерации колебаний на выходе изменяется линейно переменным резистором R2. При указанных на схеме значениях элементов можно получить двадцатикратное изменение частоты, при среднем положении R2 частота генерации — 1 кГц.
Вместо переменного резистора частоту колебаний можно регулировать подачей внешнего постоянного напряжения на базу транзистора VT2. Эмиттерный переход транзистора VT1 обеспечивает необходимую термостабилизацию работы устройства.
Если требования к линейности регулирования не очень жестки, устройство может быть выполнено с стократным изменением частоты.
«Радио, телевизия, електроника», 1989, № 8
РЕГУЛИРОВАНИЕ ЯРКОСТИ ЦИФРОВОГО ИНДИКАТОРА
Устройства с люминесцентными индикаторами (стационарные электронные часы, информационные табло и др.) удобны в пользовании только при большом контрасте светящихся сегментов. Например, в затемненном помещении достаточно и небольшого тока анода-сегмента для нормального его визуального наблюдения. Но при большой освещенности помещения и яркость свечения элементов индикатора должна быть значительно выше.
«Radio, Fernsehen, Flektronik», 1986, № 12
УСТРОЙСТВО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Устройство, схема которого показана на рис. 4, можно использовать для периодического подключения и отключения нагрузки в цепи переменного тока, например, световую рекламу, новогоднюю гирлянду, звуковой сигнализатор и др.
Включение нагрузки осуществлено через симметричный тиристор (симистор) VS1, который управляется через транзистор VT1 от генератора на микросхеме DD1. Частота генератора устанавливается выбором конденсатора С2 и резисторов Rl, R2 и определяет интервалы включения нагрузки. О состоянии включения нагрузки можно судить по работе светодиодного индикатора HL1, он же помогает осуществить контроль частоты генератора даже при отключенной нагрузке.
В конструкции возможно использовать трансформатор питания с мощностью до 5 Вт. Стабилизатор — 7805, диод VD5 — 1N4143, транзистор VT1 — 2N1711.
Использование устройства требует особого внимания, так как элементы нагрузки и их соединительных цепей находятся под фазовым напряжением питающей сети переменного тока. Поэтому требуется тщательное соблюдение мер безопасной работы, а само устройство следует разместить в пластмассовом корпусе.
«Haul Parleur», I988, № 12
ЗАМЕДЛЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ В САЛОНЕ АВТОМОБИЛЯ
Устройство реле времени (рис. 5) осуществляет замедление на 10… 15с отключение освещения в салоне автомобиля после закрывания дверей. В течение этого времени водитель может спокойно оглядеть приборную доску и вставить ключ зажигания.
При закрытых дверях автомобиля контакты SA1 разомкнуты и лампа освещения EL1 не светится. Конденсаторы С1 и С2 заряжаются соответственно через цепи VD1R3 и VD1R4. Поддержание напряжения на конденсаторе С2 защищает таймер от ложных срабатываний из-за импульсных помех при запуске двигателя и при его работе. После зарядки конденсатора С1 на выводе 3 микросхемы напряжение близко к нулю и транзисторы VT1-VT3 закрыты. При открывании дверей контакты SA1 замыкаются, лампа в салоне светится, конденсатор С1 разряжается через цепь VD2 R1. Диод VD1 — 1N4001.
Запуск таймера 555 положительным импульсом
Несмотря на то что этот таймер является универсальным прибором, его применение ограничивается тем, что он может запускаться только отрицательным входным импульсом. Однако, при внимательном рассмотрении функциональной блок-схемы таймера можно заметить, что вывод 5, соединенный с неинвертирующим входом компаратора 2 через резистор, можно принять за вход для положительного пускового импульса. Таким образом, вывод 5 может служить и в качестве входа управляющего напряжения, для чего он первоначально и предназначался разработчиками таймера 555, и в качестве входа положительного пускового импульса.
Поскольку пусковой импульс кончается к моменту, когда времязадающий конденсатор зарядится до уровня управляющего напряжения, входной пусковой импульс при подаче его на вывод 5 не оказывает влияния на управляющее напряжение. Чувствительность схемы при подаче пускового импульса на вывод 5 определяется разностью напряжений между выводами 5 и 2. Регулировка чувствительности осуществляется путем присоединения вывода 2 к отводу делителя напряжения.
Как показано на схеме, ждущий мультивибратор, содержащий ИС таймера 555, запускается передним фронтом положительного входного импульса. Вывод 2 присоединен к середине делителя напряжения, включенного между шиной питания и землей. Кроме того, к выводу 2 присоединен шунтирующий конденсатор, чтобы обеспечить нечувствительность схемы к паразитным импульсам от близлежащих схем.
