på 2024-09-03 436

Udforskning af NE555-timeren IC: nøglefunktioner, designprincipper og applikationer i den virkelige verden

NE555 er en monolitisk integreret kredsløbstimer, der kan generere forskellige typer timingssignaler.Det er vidt brugt i forskellige elektroniske enheder i områder som elektroniske ure, strømstyring, regnemaskiner og LED -skærme.Formålet med denne artikel er at give detaljerede oplysninger fra NE555, herunder dens fødselsbaggrund, design, intern struktur, pin -beskrivelse, driftstilstande og princip såvel som applikationer for at hjælpe dig med bedre at bruge chippen.

Katalog

Fødselsbaggrunden på NE555

Ne555 IC Timer Chip, der går tilbage til de tidlige 1970'ere, blev designet af Hans Camenzind, en ingeniør hos Signetics Corporation (nu en del af NXP Semiconductors, Inc.) i USA og blev frigivet i 1971. NE555 var oprindeligt designet til at levereEn overkommelig og kraftfuld timerløsning.Baggrunden for dens oprettelse er hovedsageligt relateret til følgende aspekter:

Hans Camenzinds design: Hans Camenzind var en elektrisk ingeniør fra Schweiz, der specialiserede sig i at udvikle innovative integrerede kredsløbsdesign.Hans designfilosofi er at skabe en chip, der er alsidig, let at bruge og vidt anvendelig.Baseret på denne filosofi designede han med succes NE555 og bragte den på markedet.

Udvikling af integreret kredsløbsteknologi: 1960'erne og 1970'erne var en periode med hurtig udvikling af integreret kredsløbsteknologi.Med fremme af teknologi og forbedring af fremstillingsprocessen havde chipdesignere evnen til at integrere flere funktioner i en enkelt chip og således give flere applikationer og løsninger.

Fremkomsten af ​​efterspørgsel: I elektronikindustrien på det tidspunkt spillede timere en vigtig rolle i alle typer kredsløb og systemer.Imidlertid havde tidlige timerløsninger generelt nogle begrænsninger, såsom høje omkostninger, stor størrelse eller funktionelle begrænsninger.Derfor er der et presserende behov for en overkommelig og kraftfuld timerchip på markedet.

Introduktion til NE555

NE555 er en af ​​modellerne i 555 -serien med timing ICS.Pin-funktionerne og applikationer af denne serie af IC'er er kompatible med hinanden, men stabiliteten, strømbesparende ydelsen og svingningsfrekvensen for de forskellige modeller af ChIP på grund af prisforskelle kan også variere.555 er en meget brugt og ekstremt almindelig timing IC, kun et lille antal modstande og kondensatorer, kan producere en række forskellige frekvensimpulssignaler, der kræves til digitale kredsløb.555 er den vigtigste rolle for NE555 er at bruge sin interne timer til at danne et tidsbasiskredsløb til at tilvejebringe timingimpulser til andre kredsløb.NE555's hovedfunktion er at bruge sin interne timer til at danne et tidsbasiskredsløb til at tilvejebringe timingimpulser til andre kredsløb.NE555 Time Base Circuit fås i to hovedpakker: den ene er en dip dobbelt in-line 8-pol-pakke, og den anden er en SOP-8 lille pakke.

Alternativer og ækvivalenter

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Design af NE555 -timer

555 -timeren blev designet af Hans R. Camenzind i 1971 til Sigognitik.Sigognitik blev derefter erhvervet af Philips.De 555 chips produceret af forskellige producenter varierer i konstruktion, hvor standard 555-chip integrerer 25 transistorer, 2 dioder og 15 modstande, som føres gennem 8 stifter (i en DIP-8-pakke.) Derivater af 555 inkluderer 556(En DIP-14-chip, der integrerer to 555'er) såvel som 558 og 559.

NE555 har et driftstemperaturområde fra 0 ° C til 70 ° C, mens SE555 i militærklassen er i stand til at fungere i ekstreme temperaturer fra -55 ° C til 125 ° C.Emballageformerne på 555 inkluderer metalemballage med høj pålidelighed (repræsenteret af T) og lavprisende epoxyharpakning (repræsenteret af V).Derfor er de komplette etiketter på 555 NE555V, NE555T, SE555V og SE555T osv. Selvom der er en almindelig tro på, at navnet på 555 -chippen kommer fra de tre 5 kQq -modstande inde i det, nægtede Hans Kamenzind selv dette og hævdede, at han valgtede tre numre tilfældigt.

Der er også versioner med lav effekt af 555, inklusive 7555 og TLC555 ved hjælp af CMOS-kredsløb.Sammenlignet med standard 555 har 7555 lavere strømforbrug.Derudover hævder producenten, at 7555-kontrolstiften ikke kræver en jordkondensator som andre 555 chips, og at der ikke er behov for at oversvømme afkoblingskondensatorer mellem strømforsyningen og jorden.

Intern sammensætning af NE555

NE555 er et klassisk integreret kredsløb.Dens interne kredsløbsstruktur inkluderer tre hovedfunktionelle moduler: spændingskomparator og outputstadium, komparator og RS-flip-flop.Følgende giver en detaljeret analyse af det interne kredsløb for NE555:

Spændingskomparator

Der er en spændingskomparator inde i NE555 til detektering af strømforsyningsspændingen.Outputet fra denne spændingskomparator er forbundet til RS-flip-flop.

Outputstadium

Outputstadiet er forbundet til RS-flip-flop og er ansvarlig for at kontrollere tilstanden af ​​outputstiften (dvs. pin 3).Outputarkitekturen på NE555 er et åbent dræning, hvilket betyder, at det ikke direkte kan give et signal på højt niveau, men kun kan trække outputstiften lavt.Når et signal på højt niveau skal udsendes, er det normalt nødvendigt at bruge en ekstern pull-up-modstand til at trække outputstiften til en tilstand på højt niveau.

Komparator

Der er to komparatorer inde i NE555, nemlig tærskel -komparator og trigger -komparator.Tærskelkomparatoren er forbundet til pin 6 (Thr), og trigger -komparatoren er forbundet til pin 2 (trig).Disse to komparatorer bruges til at detektere ændringer i tærskelspænding og udløserspænding.

Tærskelkomparator: Når spændingen stiger ved tærskelstiften (pin 6), udsender denne komparator et signal på højt niveau.Når tærskelspændingen overstiger triggerspændingen, ændres komparatorens output.

Trigger -komparator: Når spændingen falder ved udløserstiften (pin 2), udsender denne komparator et signal på lavt niveau.Når triggerspændingen er lavere end tærskelspændingen, ændres komparatorens output.

RS -trigger

NE555 indeholder en RS-flip-flop internt for at gemme tilstanden af ​​outputstiften (pin 3).Input af RS-flip-flop styres af output fra tærskelkomparatoren og trigger-komparatoren.

R-input: Det er forbundet til output fra tærskelkomparatoren og styrer nulstillingen af ​​RS-flip-flop.

Input: Det er forbundet til output fra trigger-komparatoren og styrer indstillingen af ​​RS-flip-flop.

Driftsformer for NE555

NE555 -timeren kan fungere i tre driftsformer:

Ustabil tilstand: Den henviser til ingen stabil tilstand.NE555s ustabile tilstand bruges ofte i strobelys, tonegeneratorer, pulssignalgeneratorer, logiske kredsløb såsom ure og andre kredsløb.

Bi-stabil tilstand: Denne tilstand er som en cykelbeslag, der kan stabiliseres i den løftede tilstand såvel som i den sænkede tilstand, og vil kun ændre sig, når den udsættes for ekstern kraft.Det kaldes Bistable, fordi det har to stabiliserede tilstande.

Monostabel tilstand: Denne tilstand er som en dør udstyret med en dør nærmere, som kan stabiliseres i den lukkede tilstand og kun kan nå den åbne tilstand, når en ekstern kraft påføres.Når den eksterne kraft er trukket tilbage, vender døren automatisk tilbage til den lukkede tilstand.Da den kun har en stabil tilstand, kaldes den monostabel, og NE555s monostable -tilstand kan bruges til applikationer såsom timere, flick switches og kapacitansmålinger.

Arbejdsprincip for NE555

Når strømforsyningsspændingen VCC er tændt, begynder kredsløbet at fungere, og kondensatoren C begynder straks at oplade.Når kondensatorens spænding når 2/3 af VCC, ændres output fra den interne komparator til højt niveau, og output ud vil også ændre sig fra lavt niveau til højt niveau.Efterfølgende, når spændingen af ​​kondensator C falder til 1/3 af VCC, vil output fra den interne komparator blive lavt niveau, og på dette tidspunkt vil udgangen også ændre sig fra højt niveau tilbage til lavt niveau.Derefter begynder kondensatoren C at oplade igen, og kredsløbet går ind i en ny arbejdscyklus.

Perioden T (sekunder) bestemmes af værdierne for den eksterne kondensator C og de to eksterne modstande R1 og R2.Formlen er: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Dutycyklus D beskriver andelen af ​​højt niveau i den firkantede bølgecyklus, og dens formel er: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Derfor kan vi ved at justere værdierne af kondensator C og modstande R1 og R2 ændre perioden og driftscyklussen for den firkantede bølgebølgeform.

Kort sagt er arbejdsprincippet for NE555 baseret på konstruktionen af ​​et sekventielt kredsløb.Ved at justere værdierne for eksterne kondensatorer og modstande kan vi kontrollere perioden og driftscyklussen for at generere forskellige krævede pulsbølgeformer.

Anvendelse af NE555

NE555 infrarød fjernbetjeningstidslay

Moderne hjem er ofte udstyret med infrarøde fjernbetjeninger, og vi kan bruge disse eksisterende fjernbetjeninger til at kontrollere en infrarød fjernbetjeningstidsforsinkelseslampe.I illustrationen repræsenterer H det integrerede infrarøde modtagerhoved, mens C1 er filterkondensatoren.Når fjernbetjeningen udsender en række digitale pulssignaler, vil den efter C1 -filter få en negativ puls, kan denne puls udløse det 555 monostable kredsløb for at begynde at arbejde.

Ne

Vandalarmen er hovedsageligt sammensat af tre dele: temperaturstyringskredsløb, lavfrekvent svingningskredsløb og højfrekvent oscillationskredsløb.Blandt dem danner RP, RT og VT1 sammen et temperaturstyringskredsløb.Det lavfrekvente oscillationskredsløb er sammensat af IC1, R2, R3, C1 og andre komponenter, og dens tvungen nulstillingsterminal ④ pin styres af VT1.Den højfrekvente oscillator er sammensat af IC2, R4, R5, C2 og andre komponenter, og dens tvungne nulstillingsterminal ④ Foot styres af IC1.Når vandtemperaturen når den forudindstillede temperatur, bliver RT -modstandsværdien mindre, hvilket får VT1 til at afskære.På dette tidspunkt bliver pin ④ af IC1 høj, og IC1 begynder at svinge og udsende lavfrekvensimpulser.Disse impulser modulerer højfrekvente oscillator sammensat af IC2, så den begynder at arbejde og udsender en tikkende lyd.

NE555 Touch Timer Switch

IC1 er et stykke på 555 timing kredsløb, der er konfigureret her som et monostabelt kredsløb.Normalt, da der ikke er nogen induceret spænding ved P -terminalen på berøringspladen, vil kondensator C1 blive udledt fuldstændigt gennem pin 7 i 555, hvilket får Pin 3 til at udsende et lavt niveau og relæ KS til at være i den frigivne tilstand, så denLys kommer ikke på.

Når vi er nødt til at tænde for lyset, skal du bare røre ved metalpladen P med din hånd, den omstrejfende signalspænding genereret af den menneskelige kropsinduktion tilføjes til triggerterminalen på 555 til C2, hvilket gør output på 555 ændringer fra lavt niveau tilhøjt niveau.På dette tidspunkt vil relæet KS blive absorberet, og lampen tændes derefter.På samme tid er pin 7 i 555 internt afskåret, og strømforsyningen oplades C1 gennem R1, der markerer begyndelsen på timingen.Når spændingen på kondensatoren C1 stiger til 2/3 af forsyningsspændingen, vil pin 7 i 555 ledes, og aflades C1, hvilket får output fra pin 3 til at ændre sig fra højt til lavt.På dette tidspunkt frigives relæet, lyset slukkes, og timingen ender.Tidspunktet bestemmes hovedsageligt af værdien af ​​R1 og C1, formlen er: T1 = 1,1R1 * C1.I henhold til de værdier, der er markeret i figuren, er timetiden ca. 4 minutter.For D1 kan vi vælge 1N4148 eller 1N4001 disse to modeller.

Fem klassiske kredsløb af NE555

NE555 Basic Timer Circuit

Dette er et af de mest almindelige kredsløb, der består af komponenter som NE555 -chip, modstande og kondensatorer.Ved at justere værdierne for modstande og kondensatorer kan brugeren indstille forskellige timingtider.Dette kredsløb bruges ofte til at generere timingsignaler på millisekund, såsom pulssignaler og firkantede bølgesignaler.Kredsløbet er kendetegnet ved dets enkle struktur, let at implementere og kan producere mere nøjagtige timingsignaler.

NE555 Monostable Trigger Circuit

Dette er et kredsløb, der kan generere et enkelt pulssignal.Kredsløbet består hovedsageligt af NE555 og flere modstande og kondensatorer og andre komponenter.Ved at justere værdierne for modstande og kondensatorer kan brugeren ændre bredden og forsinkelsestiden for pulsen.Dette kredsløb bruges ofte til at generere enkeltpulssignaler såsom triggersignaler og synkroniseringssignaler.Kredsløbet er kendetegnet ved dets evne til at generere et enkelt pulssignal, og bredden og forsinkelsestiden for pulsen kan justeres.

NE555 Bistable Flip-Flop Circuit

Dette er et kredsløb, der indser den logiske flip-flop-funktion.Ved at justere værdierne for modstande og kondensatorer kan brugeren ændre flip-flop-tid og tærskelspænding for kredsløbet.Dette kredsløb bruges ofte til at implementere applikationer såsom logiske flip-flops og spændingssammenligninger.Kredsløbet er kendetegnet ved dets evne til at implementere den logiske flip-flop-funktion, og flip-flop-tid og tærskelspænding kan justeres, så den er velegnet til en række forskellige logiske applikationsscenarier.

NE555 Square Wave Generator Circuit

Dette er et kredsløb, der genererer et firkantet bølgesignal.Ved at justere modstanden og kondensatorværdierne kan brugeren ændre hyppigheden og driftscyklussen for kvadratbølgen.Dette kredsløb bruges ofte til at generere firkantede bølgesignaler såsom digitale signaler og modulerede signaler.Kredsløbet er kendetegnet ved dets evne til at generere firkantede bølgesignaler, og hyppigheden og driftscyklussen for den firkantede bølge kan justeres, så det er velegnet til en række digitale og moduleringsapplikationsscenarier.

NE555 Multi-Harmonic Oscillator Circuit

Dette er et kredsløb, der genererer rektangulære bølgesignaler.Kredsløbet består hovedsageligt af to NE555 -chips og flere komponenter, såsom modstande og kondensatorer.Brugeren kan fleksibelt ændre frekvensen og driftscyklussen for svingningen ved at justere værdierne for disse modstande og kondensatorer.Som et resultat kan dette kredsløb bruges til at generere lydsignaler eller modulerede signaler, for eksempel.Kredsløbet er kendetegnet ved dets evne til at generere rektangulære bølgesignaler med justerbar frekvens og driftscyklus.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad er funktionen af ​​NE555?

SE 555 -timeren IC fungerer mellem temperaturområdet på -55 ° C til 125 ° C i SE, og IC NE 555 bruges til, hvor temperaturen varierer fra 0 ° C til 70 ° C.Det har en bred vifte af anvendelser i det elektroniske felt som timer, forsinkelse, pulsgenerering, oscillator osv.

2. Er NE555 og IC 555 det samme?

Ja, NE555 timer IC og 555 Timer IC er den samme.NE555 er delnummeret til timeren IC.Generelt kaldes NE555 IC ved navn 555 timer IC.

3. Hvad er arbejdsprincippet for NE555?

En 555-timer kan fungere som en aktiv-lav SR-lås (dog uden en omvendt Q-udgang) ved at tilslutte et nulstillingsindgangssignal til nulstillingsnålen og tilslutte et indstillet indgangssignal til TR-pin.Således trækker det øjeblik lave handlinger som et "sæt" og overgår output til High State (VCC).