Al 555-lea cronometru. Partea 1. Cum funcționează temporizatorul NE555 și cum funcționează. Design de circuit bazat pe NE555

Acest articol este despre un cip care a fost popular de peste 30 de ani și are multe clone. Faceți cunoștință cu temporizatorul NE555 (alias LM555, LC555, SE555, HA555 și, de asemenea,
multe altele, există chiar și un analog sovietic - KR1006VI1). O astfel de popularitate a acestui microcircuit a fost asigurată de simplitate, ieftinitate, o gamă largă de tensiuni de alimentare (4,5-18V), precizie și stabilitate ridicate (deviație de temperatură 0,005% / o C, variație de tensiune de alimentare - mai puțin de 0,1% / Volt) și Desigur, cel mai important lucru este cea mai largă aplicație posibilă.

Dar mai întâi lucrurile. Să începem cu modul în care este aranjat acest microcircuit.

Deci, diagrama funcțională a temporizatorului este prezentată în Figura 1.

Picioarele:

1. GND- masă / fir comun.

2. declanșatorul- intrare inversoare a comparatorului responsabil cu setarea declanșatorului. Când tensiunea de pe acest picior devine mai mică de 1/3 Vcc (adică mai mică decât tensiunea de la intrarea neinversoare a comparatorului), se aplică un 1 logic la intrarea SET a declanșatorului. Dacă nu există resetare semnale la intrările Reset, atunci declanșatorul va fi setat (la logica sa de ieșire 0 deoarece ieșirea este inversată).

3. Ieșire- ieșire timer. La acest pin, există un semnal inversat de la ieșirea declanșatorului, adică atunci când declanșatorul este armat (ieșirea sa este zero), pinul de ieșire este ridicat, când declanșatorul este resetat, acest pin este scăzut.

4. resetare- resetare. Dacă această intrare este redusă, flip-flop-ul este resetat (ieșirea sa este setată la 1, iar ieșirea temporizatorului este scăzută).

5. Control— control/management. Această ieșire vă permite să modificați pragul comparatorului care controlează resetarea declanșatorului. Dacă pinul 5 nu este utilizat, atunci acest prag este determinat de divizorul intern de tensiune între rezistențe și este egal cu 2/3 Vcc. Pinul de control poate fi folosit, de exemplu, pentru a furniza feedback de curent sau tensiune (voi vorbi despre asta mai târziu).

6. Prag- prag. Când tensiunea la acest pin devine mai mare decât pragul (care, dacă pinul 5 nu este utilizat, după cum vă amintiți, este de 2/3 Vcc), declanșatorul este resetat și ieșirea temporizatorului este setată la un nivel scăzut.

7. Descarcare- rang. La această ieșire, al 555-lea temporizator are un tranzistor cu colector deschis. Când declanșatorul este resetat, acest tranzistor este deschis și ieșirea 7 este scăzută; când declanșatorul este setat, tranzistorul este închis și ieșirea 7 este în starea Z. (De ce acest picior se numește „descărcare”, veți înțelege în curând.)

8. Vcc- Tensiunea de alimentare.

În continuare, să ne uităm la care este ideea principală a utilizării acestui cronometru. Pentru a face acest lucru, adăugați câteva elemente de tăiere externe la circuitul nostru (vezi Figura 2). Nu vom folosi încă al 4-lea și al 5-lea picior, așa că vom presupune că al 4-lea picior este bătut în cuie la tensiunea de alimentare cu un cui, iar al 5-lea picior doar atârnă în aer (oricum nu i se va întâmpla nimic).

Așadar, să avem inițial un nivel ridicat la etapa a doua. După pornire, declanșatorul nostru este resetat, ieșirea de declanșare este ridicată, ieșirea temporizatorului este scăzută, al 7-lea picior este, de asemenea, scăzut (tranzistorul din interiorul mikruhi este deschis).

Pentru ca declanșatorul să comute, este necesar să se aplice un nivel sub 1/3 Vcc la al doilea picior (atunci comparatorul va comuta și va forma un nivel înalt la intrarea Set a declanșatorului nostru). Atâta timp cât nivelul de pe al 2-lea etapă rămâne peste 1/3 Vcc, cronometrul nostru este într-o stare stabilă și nu are loc nicio comutare.

Ei bine, să aplicăm pe scurt un nivel scăzut celui de-al 2-lea picior (l-am scurtcircuita la pământ și atât) și să vedem ce se întâmplă.

De îndată ce nivelul de pe al 2-lea picior scade sub 1/3 Vcc, comparatorul conectat la intrarea de setare a declanșatorului (S) va funcționa, ceea ce, în consecință, va determina setarea declanșatorului.

Ieșirea declanșatorului va ajunge la zero (deoarece ieșirea declanșatorului este inversată), iar ieșirea temporizatorului (partea a treia) va deveni ridicată. În plus, tranzistorul de pe al 7-lea picior se va închide și al 7-lea picior va intra în starea Z.

În același timp, condensatorul Ct va începe să se încarce prin rezistorul Rt (din moment ce nu mai este închis la sol prin al 7-lea picior al mikruha).

De îndată ce nivelul de pe al 6-lea picior crește peste 2/3 Vcc, comparatorul conectat la intrarea R2 a declanșatorului nostru va funcționa, ceea ce va reseta declanșatorul și va readuce circuitul la starea inițială.

Aici am luat în considerare funcționarea circuitului numit un singur vibrator sau un multivibrator monostabil, pe scurt, un dispozitiv care generează un singur impuls.

Cum putem afla acum durata acestui puls? Foarte simplu - pentru aceasta este suficient să se calculeze cât timp durează condensatorul Ct să se încarce de la 0 la 2/3 Vcc prin rezistorul Rt de la o tensiune constantă Vcc.

În primul rând, să rezolvăm această problemă într-un mod general. Să avem un condensator încărcat printr-un rezistor R cu tensiunea Vp de la nivelul inițial U 0.