Посібник користувача з таймера Jameco 555

Підручник з таймера Jameco 555

Інформація про продукт

Технічні характеристики

• Назва продукту: 555 Таймер IC
• Представлено: понад 40 років тому
• Функції: Таймер у моностабільному режимі та генератор прямокутних хвиль у нестабільному режимі
• Корпус: 8-контактний DIP

Інструкція з використання продукту

• Підключіть контакт 1 (заземлення) до заземлення кола.
• Нанесіть засіб низького об'ємуtagімпульс на контакт 2 (тригер), щоб на виході (контакт 3) встановився високий рівень.
• Використовуйте резистор R1 та конденсатор C1 для визначення тривалості вихідного сигналу.
• Розрахуйте значення R1, використовуючи формулу R1 = T * 1.1 * C1, де T – це потрібний часовий інтервал.
• Уникайте використання електролітичних конденсаторів для точного визначення часу.
• Використовуйте номінали резисторів від 1 кОм до 1 МОм для стандартних таймерів 555.
• Підключіть контакт 1 (заземлення) до заземлення кола.
• Конденсатор C1 заряджається через резистори R1 та R2 в нестабільному режимі.
• Вихідний сигнал високий під час заряджання конденсатора.
• Вихідний сигнал знижується, коли гучністьtage через C1 досягає 2/3 об'єму живленняtage.
• Вихідний сигнал знову стає високим, коли гучністьtage на C1 падає нижче 1/3 об'єму живленняtage.
• Заземлювальний контакт 4 (скидання) зупиняє генератор і встановлює низький рівень на виході.

Як налаштувати мікросхему таймера 555

555 Підручник з таймера
Філіп Кейн
Таймер 555 був представлений понад 40 років тому. Завдяки своїй відносній простоті, зручності використання та низькій вартості він використовувався буквально в тисячах застосувань і досі широко доступний. Тут ми опишемо, як налаштувати стандартну мікросхему 555 для виконання двох її найпоширеніших функцій – як таймера в моностабільному режимі та як генератора прямокутних хвиль в нестабільному режимі.

Комплект навчальних посібників з таймера 555 включає

• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=20601&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=546071&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=691585&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=690700&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=333973&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=545588&catalogId=10001

555 Сигнали та розпіновка (8-контактний DIP)

На рисунку 1 показано вхідні та вихідні сигнали таймера 555, розташовані навколо стандартного 8-вивідного дворядного корпусу (DIP).

• Контакт 1 – Заземлення (GND). Цей контакт підключений до заземлення схеми.
• Контакт 2 – Тригер (TRI) Низька гучністьtagе (менше 1/3 об'єму подачіtage) короткочасне застосування до входу Trigger призводить до підвищення рівня на виході (вивід 3). Вихідний рівень залишатиметься високим, доки не буде встановлено високий рівень гучності.tage подається на вхід порогу (вивід 6).
• Контакт 3 – Вихід (OUT). У низькому стані вихідного сигналу гучністьtage буде близьким до 0 В. У високому стані вихідного сигналу volumetagНапруга живлення буде на 1.7 В нижчою, ніж напруга живлення.tagд. наприкладampт.е., якщо об'єм постачанняtage — це вихід 5 В високої напругиtage становитиме 3.3 вольта. Вихід може подавати або споживати до 200 мА (максимум залежить від напруги живлення).tagд).

• Контакт 4 – Скидання (RES) Низький рівень гучностіtagНапруга e (менше 0.7 В), подана на контакт скидання, призведе до низького рівня на виході (контакт 3). Цей вхід повинен залишатися підключеним до Vcc, коли він не використовується.
• Контакт 5 – Контроль гучностіtage (CON) Ви можете керувати пороговим значенням гучностіtage (вивід 6) через керуючий вхід (який внутрішньо встановлений на 2/3 напруги живленняtage). Ви можете змінювати його від 45% до 90% від об'єму подачі.tage. Це дозволяє змінювати тривалість вихідного імпульсу в моностабільному режимі або вихідну частоту в нестабільному режимі. Коли цей вхід не використовується, рекомендується підключати його до землі через конденсатор ємністю 0.01 мкФ.
• Вивід 6 – Поріг (TRE) Як в нестабільному, так і в моностабільному режимі, поріг гучностіtagНапруга на конденсаторі синхронізації контролюється через пороговий вхід. Коли об'ємtagКоли е на цьому вхідному сигналі піднімається вище порогового значення, вихідний сигнал переходить з високого на низький.
• Контакт 7 – Розряд (DIS) при зниженому об'єміtagНапруга на конденсаторі таймера перевищує порогове значення. Таймер розряджається через цей вхід.
• Контакт 8 – Об'єм живленняtage (VCC) Це позитивний об'єм живленняtagтермінал. Об'єм живленняtagДіапазон зазвичай становить від +5 В до +15 В. Інтервал синхронізації RC не сильно змінюватиметься залежно від напруги живлення.tagдіапазон (приблизно 0.1%) як в нестабільному, так і в моностабільному режимі.

Моностабільна схема

На рисунку 2 показано базову схему моностабільного таймера 555.

• Звертаючись до часової діаграми на рисунку 3, низький рівень гучностіtagІмпульс, що подається на вхід тригера (вивід 2), призводить до зміни вихідного сигналу.tagна виводі 3 для переходу від низького до високого рівня. Значення R1 та C1 визначають, як довго вихідний сигнал залишатиметься високим.

Протягом часового інтервалу стан тригерного входу не впливає на вихідний сигнал. Однак, як показано на рисунку 3, якщо вхід тригера все ще низький наприкінці часового інтервалу, вихідний сигнал залишатиметься високим. Переконайтеся, що тригерний імпульс коротший за бажаний часовий інтервал. Схема на рисунку 4 показує один зі способів електронного виконання цього завдання. Вона генерує короткочасний низький імпульс, коли S1 замкнутий. R1 та C1 вибрані таким чином, щоб генерувати тригерний імпульс, який значно коротший за часовий інтервал.

• Як показано на рисунку 5, встановлення низького рівня на виводі 4 (скидання) до закінчення інтервалу часу зупинить таймер.

• Скидання має повернутися до високого рівня, перш ніж можна буде запустити інший часовий інтервал.

Розрахунок інтервалу часу

• Використайте наступну формулу для розрахунку інтервалу синхронізації для моностабільної схеми: T = 1.1 * R1 * C1
• Де R1 – опір в Омах, C1 – ємність у Фарадах, а T – часовий інтервал. НаприкладampНаприклад, якщо ви використовуєте резистор 1 МОм з конденсатором 1 мікрофарад (0.000001 Ф), часовий інтервал становитиме 1 секунду: T = 1.1 * 1000000 * 000001 = 1.1

Вибір RC-компонентів для моностабільної роботи

1. Спочатку виберіть значення для C1.
   Доступний діапазон номіналів конденсаторів невеликий порівняно зі номіналами резисторів. Легше знайти відповідне значення резистора для даного конденсатора.
2. Далі обчисліть значення R1, яке в поєднанні з C1 забезпечить потрібний часовий інтервал.

• Уникайте використання електролітичних конденсаторів. Їхнє фактичне значення ємності може значно відрізнятися від номінального.
• Крім того, вони витікають заряд, що може призвести до неточних значень часу.
• Замість цього використовуйте конденсатор меншого номіналу та резистор більшого номіналу. Для стандартних таймерів 555 використовуйте резистори синхронізації з номіналом від 1 кОм до 1 МОм.

Моностабільний контур Example

На рисунку 6 показано повну схему моностабільного мультивібратора 555 з простим синхронізацією по фронту. Замикання перемикача S1 ​​запускає 5-секундний інтервал часу та вмикає світлодіод LED1. Після закінчення інтервалу часу світлодіод LED1 вимкнеться. Під час нормальної роботи перемикач S2 підключає контакт 4 до джерела живлення.tage. Щоб зупинити таймер до закінчення інтервалу синхронізації, потрібно встановити S2 у положення «Скидання», яке з’єднує контакт 4 із землею. Перед початком наступного інтервалу синхронізації необхідно повернути S2 у положення «Таймер».

Нестабільний контур

• На рисунку 7 показано базову нестабільну схему 555.

• У нестабільному режимі конденсатор C1 заряджається через резистори R1 та R2. Під час заряджання конденсатора вихідний сигнал високий.
• Коли обtage через C1 досягає 2/3 об'єму живленняtagС1 розряджається через резистор R2, і вихідний рівень стає низьким.
• Коли обtage на C1 падає нижче 1/3 об'єму живленняtagC1 відновлює заряджання, вихідний сигнал знову стає високим, і цикл повторюється.
• Часова діаграма на рисунку 8 показує вихід таймера 555 в нестабільному режимі.

• Як показано на рисунку 8, заземлення контакту Reset (4) зупиняє генератор і встановлює низький рівень на виході. Повернення контакту Reset у високий рівень перезапускає генератор.
• Розрахунок періоду, частоти та шпаруватості. На рисунку 9 показано 1 повний цикл прямокутної хвилі, що генерується нестабільним контуром 555.

• Період (час завершення одного циклу) прямокутної хвилі дорівнює сумі часів високого (Th) та низького (Tl) вихідного сигналу. Тобто: T = Th + Tl
• де T – період, у секундах.
• Ви можете розрахувати час високого та низького рівня вихідного сигналу (у секундах), використовуючи такі формули: Th = 0.7 * (R1 + R2) * C1 Tl = 0.7 * R2 * C1
• або, використовуючи формулу нижче, можна розрахувати період безпосередньо. T = 0.7 * (R1 + 2*R2) * C1
• Щоб знайти частоту, просто візьміть обернену величину періоду або скористайтеся наступною формулою:

• Де f вимірюється в циклах за секунду або герцах (Гц).
• наприкладampНаприклад, у нестабільній схемі на рисунку 7, якщо R1 становить 68 кОм, R2 — 680 кОм, а C1 — 1 мікрофарад, частота становить приблизно 1 Гц:

• Робочий цикл - це відсоткиtagчас, протягом якого вихідний сигнал є високим протягом одного повного циклу. Наприкладampтобто, якщо вихідний сигнал високий протягом Th секунд і низький протягом Tl секунд, то робочий цикл (D) буде:

• Однак, вам дійсно потрібно лише знати значення R1 та R2, щоб розрахувати робочий цикл.

• C1 заряджається через R1 та R2, але розряджається лише через R2, тому шпаруватість буде більше 50 відсотків. Однак, ви можете отримати шпаруватість дуже близьку до 50%, вибравши комбінацію резисторів для потрібної частоти таким чином, щоб R1 був значно меншим за R2.
• наприкладampНаприклад, якщо R1 становить 68,0000 2 Ом, а R680,000 — 52 XNUMX Ом, то робочий цикл становитиме приблизно XNUMX відсотки:

• Чим менший R1 порівняно з R2, тим ближчим буде робочий цикл до 50%.
• Щоб отримати шпаруватість менше 50%, підключіть діод паралельно до R2.

Вибір RC-компонентів для роботи в астабільних умовах

1. Спочатку виберіть C1.
2. Обчисліть загальне значення комбінації резисторів (R1 + 2*R2), яка забезпечить потрібну частоту.
3. Виберіть значення для R1 або R2 та обчисліть інше значення. НаприкладampНаприклад, скажімо, (R1 + 2*R2) = 50 кОм, і ви обираєте резистор 10 кОм для R1. Тоді R2 має бути резистором 20 кОм.

Для робочого циклу, близького до 50%, виберіть значення R2, ​​яке значно вище за R1. Якщо R2 великий відносно R1, ви можете спочатку ігнорувати R1 у своїх розрахунках. НаприкладampНаприклад, припустимо, що значення R2 буде в 10 разів більше, ніж R1. Використайте цю модифіковану версію наведеної вище формули для обчислення значення R2:

• Потім поділіть результат на 10 або більше, щоб знайти значення R1.
• Для стандартних таймерів 555 використовуйте резистори синхронізації з номіналом від 1 кОм до 1 МОм.

Нестабільний контур Example

На рисунку 10 показано генератор прямокутних хвиль 555 з частотою приблизно 2 Гц та шпаруватістю приблизно 50 відсотків. Коли перемикач SPDT S1 знаходиться в положенні «Пуск», на виході по черзі світяться світлодіод 1 та світлодіод 2. Коли S1 знаходиться в положенні «Стоп», світлодіод 1 залишається увімкненим, а світлодіод 2 залишається вимкненим.

Версії з низьким енергоспоживанням

• Стандартний 555 має кілька характеристик, небажаних для схем з живленням від батареї.
• Потрібен мінімальний робочий об'ємtag5 В та відносно високий струм спокою.
• Під час переходів на виході він створює піки струму до 100 мА. Крім того, вимоги до вхідного зміщення та порогового струму накладають обмеження на максимальне значення резистора синхронізації, що обмежує максимальний часовий інтервал та нестабільну частоту.
• Малопотужні CMOS-версії таймера 555, такі як 7555, TLC555 та програмований CSS555, були розроблені для забезпечення покращеної продуктивності, особливо в пристроях з живленням від батарей.
• Вони сумісні за контактами зі стандартним пристроєм, мають ширший об'єм живленняtage діапазон (наприклад,ampтобто від 2 В до 16 В для TLC555) та вимагають значно меншого робочого струму.
• Вони також здатні виробляти вищі вихідні частоти в нестабільному режимі (1-2 МГц, залежно від пристрою) та значно довші часові інтервали в моностабільному режимі.
• Ці пристрої мають низьку вихідну струмову здатність порівняно зі стандартним 555. Для навантажень понад 10–50 мА (залежно від пристрою) вам потрібно буде додати схему підвищення струму між виходом 555 та навантаженням.

Для отримання додаткової інформації

• Вважайте це коротким вступом до таймера 555.
• Для отримання додаткової інформації обов'язково вивчіть технічний паспорт виробника для конкретної деталі, яку ви використовуєте.
• Також, як підтвердить швидкий пошук у Google, немає жодних короткихtagінформації та проектів, присвячених цій ІС на web.
• наприкладampле, наступне webсайт надає більше інформації про стандартні та CMOS версії таймера 555 www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html.

FAQ