Таймерният интеграл 555 е прост чип, използван за контрол на времето и импулсите. Той може да създава забавяния, еднократни импулси и повтарящи се квадратни вълнови сигнали. В рамките на 8-пиновата си кутия използва компаратори, тригер и разреждащ етап, за да превключва изхода ВИСОКО или НИСКО. Тази статия дава информация за разположението му, режимите, приложенията, времето на RC и отстраняването на проблеми.
Основи на интегрални схеми за таймер 555
Таймерният интеграл 555 е прост чип, използван за контрол на времето и импулсите. Той може да създава забавяния, повтарящи се сигнали и стабилни изходни вълни. В рамките на 8-пиновата си кутия използва компаратори, тригер и изходен етап, за да контролира как сигналът се включва и изключва.
555 Таймер IC Pinout
| Пин | Име | Характеристики |
|---|---|---|
| 1 | GND (земя) | Земя, като ниско ниво (0V) |
| 2 | TRIG(тригер) | Когато напрежението на пина спадне до 1 / 3VCC (или прагово напрежение, определено от контрола), изходът се дава високо. |
| 3 | ИЗЛЕЗ | Извеждане на високо ниво (+VCC) или ниско ниво. |
| 4 | RST (нулиране) | Когато този пин получи електрическия таймер, чипът се нулира при заземяване и изходът е нисък. |
| 5 | CTRL (контрол) | Праговото напрежение на чипа се контролира. (Когато пинът е празен, стандартното двопрагово напрежение е 1 / 3Vcc и 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (праг) | Когато това напрежение на пина се повиши до 2 / 3VCC (или прагово напрежение, определено от контрола), изходът се намалява. |
| 7 | DIS (разряд) | Вътрешният OC гейт се използва за разреждане на кондензатора. |
| 8 | V +, VCC (захранване) | Осигурете високи нива на мощност на чипа. |
Схема на таймер 555
Таймерът 555 работи чрез сравняване на напреженията на входовете Threshold (пин 6) и Trigger (пин 2) с две фиксирани референтни нива, създадени от вътрешните три резистора по 5 kΩ. Тези референции задават точките за превключване на около 2/3 VCC и 1/3 VCC. Когато напрежението на спуснението падне под по-ниско ниво, вътрешният заключващ механизъм се сгъва, а изходният етап задвижва пин 3 ВИСОКО. Когато праговото напрежение се повиши над горното ниво, закопчалката се нулира и изходът става НИСЪК. Разреждащият транзистор (пин 7) се включва по време на изходно състояние НИСЪК, за да разреди бързо външния тайминг кондензатор през резисторен път, контролирайки цикъла на закъснение.
Технически спецификации на 555 Timer IC
| Напрежение на захранването (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| Номинален работен ток (VCC = +5 V) | 3-6 mA |
| Номинален работен ток (VCC = +15 V) | 10-15 mA |
| Максимален изходен ток | 200 mA |
| Максимална консумация на енергия | 600MW |
| Минимална работна консумация | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Температурен диапазон | 0-70 °C |
555 Timer IC режими
Режим на единична стабилност
В режим с единичен стабилен график с таймер 555 произвежда един изходен импулс след получаване на сигнал за задействане. Когато входът на тригера падне под 1/3 от VCC, изходът превключва на ВИСОКО и започва процесът на тайминг. Кондензаторът започва да се зарежда през резистор и изходът остава ВИСОК, докато това се случва. Когато напрежението на кондензатора се повиши до 2/3 от VCC, изходът превключва LOW и импулсът приключва. Дължината на импулса зависи от стойностите на резистора и кондензатора, така че промяната на RC мрежата променя колко дълго изходът остава ВИСОК. Преди да се задейства отново, кондензаторът трябва да има достатъчно време да се разреди, за да може следващият импулс да работи правилно.
Двойно стабилен режим
В режим двойна стационарна схема 555 таймер работи като обикновена схема за включване/изключване на паметта. Може да остане в едно състояние, докато друг вход не го промени. В този режим пин 2 (спусък) и пин 4 (рестарт) обикновено се поддържат ВИСОКО чрез изтеглящи се връзки. Пин 6 (праг) е свързан със земя. Пин 5 (контрол) е свързан със земята чрез малък кондензатор, обикновено 0.01 до 0.1 μF, за да поддържа стабилността на веригата. Пин 7 (разреждане) не се използва за тайминг в тази конфигурация. Когато пин 2 се изтегли НИСКО, изходът преминава в зададеното състояние. Когато пин 4 е заземен, изходът се нулира обратно в противоположно състояние.
Без стабилен режим
В режим без стационарен режим 555 таймер генерира повтарящ се квадратновълнов сигнал без спиране. Кондензаторът се зарежда и разрежда многократно, което кара изхода да превключва между ВИСОК и НИСЪК непрекъснато. Резистор R1 се свързва от VCC към пин 7 (разреждане), а резистор R2 свързва от пин 7 към пин 2 (спусък). Пин 2 (спусък) и пин 6 (праг) са свързани заедно, за да следят напрежението на кондензатора. Кондензаторът се зарежда през R1 и R2, докато достигне 2/3 от VCC, което обръща изхода. След това кондензаторът се разрежда през R2, докато не падне до 1/3 от VCC, и изходът отново се обръща. Стойностите на R1, R2 и кондензатора контролират честотата и HIGH-to-LOW тайминга. Диод може да бъде поставен и върху R2, за да се промени пътят на заряда и да се намали работният цикъл, когато е необходимо по-кратко време за HIGH.
Различни приложения на интегрални схеми с таймер 555
LED мигач
Създава прост ефект на включване-изключване на мигане за един или повече светодиоди с помощта на резистор за време и кондензатор.
Таймер за забавяне (забавяне при включване)
Включва устройството след определено времево забавяне, което е полезно, когато искате изходът да изчака преди активиране.
Генератор на импулси с един изстрел
При задействане произвежда един импулс, често използван за създаване на къси тайминг сигнали.
Генератор на квадратни вълни (тактов сигнал)
Генерира постоянен квадратен изход, който може да се използва като часовников сигнал за цифрови вериги.
PWM генератор (контрол на яркост или скорост)
Контролира работния цикъл на изхода за регулиране на яркостта на LED или скоростта на DC мотора.
Генератор на тон (звук на звънец)
Създава базов аудиочестотен сигнал, който може да задейства малък говорител или звънец.
Аларма / Сирена
Създава повтарящи се звукови модели чрез промяна на честотата във времето.
Модулация на ширината на импулса за сервоконтрол
Помага за създаване на таймерирани импулси, които могат да се използват за прости приложения за сервоконтрол.
Честотен делител
Намалява честотата на входния импулсен сигнал чрез генериране на по-бавни изходни импулси.
Липсващ детектор на импулси
Открива кога повтарящ се импулсен сигнал спира и след това задейства изхода.
Семейство таймерни интегрални схеми 555 и производни чипове
| Производител (Mfr) | Номер на частта (Mfr No) | Бележки |
|---|---|---|
| Avago Technologies | Av-555M | - |
| Персонализирани силициеви решения | CSS555 / CSS555C | CMOS, минимално работно напрежение 1.2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| ECG Philips | ECG955M | - |
| Ексар | XR-555 | - |
| Fairchild Semiconductor | NE555 / KA555 | - |
| Харис | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, минимално работно напрежение 2 V |
| Корпорация Интерсил | SE555 / NE555 | - |
| Корпорация Интерсил | ICM7555 | CMOS |
| Каменни системи | LC555 | - |
| Meixin | ICM7555 | CMOS, минимално работно напрежение 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Силвания | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Texas Instruments) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Texas Instruments) | TLC555 | CMOS, минимално работно напрежение 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | Минимално работно напрежение 0.9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
Заместители на интегрални схеми с таймер 555 и съвместими алтернативи
Директни замени (съвместими с щифтове)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
Алтернативи на CMOS 555 (с по-ниска мощност)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Избор на стойности на таймер RC за 555
• Използвайте стабилни кондензатори, когато е възможно, за да поддържате тайминга на 555 по-точен и постоянен.
• Избягвайте използването на много малки стойности на кондензаторите, тъй като те могат да направят веригата по-чувствителна към шум и да причинят нежелано задействане.
• Не използвайте много високи стойности на резисторите, тъй като те могат да доведат до грешки във времето и да направят изхода по-малко стабилен.
• Винаги свързвайте RESET пина правилно, защото оставянето му да плава може да доведе до случайно нулиране на 555 Timer IC или спиране да работи правилно.
Диагностика и поправки на интегрални схеми с таймер 555
| Проблем | Възможна причина | Поправка |
|---|---|---|
| Изходът винаги ВИСОК | Щифтът на спусъка е заседнал НИСКО | Уверете се, че пин 2 не се дърпа надолу |
| Изход винаги НИСЪК | RESET пин задържан НИСКО | Дръпни пин RESET ВИСОКО, за да може таймерът да работи |
| Няма осцилация | Грешно окабеляване на резистор/кондензатор | Проверете отново връзките R1, R2 и C |
| Нестабилен изход | Шумът влияе на пин 2 или пин 5 | Добавете малък кондензатор за филтриране |
| Грешна честота | Неправилни стойности на R или C | Преизчислете времевите стойности с правилните формули |
Заключение
Таймер 555 IC работи чрез сравняване на напрежението на тригера и прага с фиксирани нива при 1/3 VCC и 2/3 VCC. Може да работи в моностабилен, бистабилен и стабилен режим, за да генерира импулси или постоянни осцилации. С правилни стойности на RC и правилно управление на пиновете RESET и CONTROL, изходът остава стабилен, а таймингът остава точен.
Често задавани въпроси [ЧЗВ]
Каква стойност на кондензатора се използва на CONTROL пин (пин 5)?
Използвайте кондензатор 0.01 μF (10 nF) от пин 5 до GND, за да намалите шума и да подобрите стабилността.
Достига ли 555-изходният пълен VCC при ВИСОКО?
Не винаги. Изходът HIGH е близък до VCC, но може да спадне по-ниско при задвижване на товар.
Защо 555 Timer IC се нагрява?
Нагрява се, когато работи с висок изходен ток, работи на високо напрежение или често превключва.
Може ли таймерът 555 да задвижва реле директно?
Само няколко малки релета. Много релета изискват повече ток, затова транзисторният драйвер и флайбек диод са по-безопасни.
Защо 555 се задейства случайно?
Случайното задействане се причинява от шум, лошо заземяване или слабо филтриране на захранването.
Каква е основната разлика между биполярен 555 и CMOS 555?
Bipolar 555 използва повече ток и задвижва по-добре натоварването. CMOS 555 използва по-малко мощност и работи по-добре при ниско натоварване.
