555. časovnik. Del 1. Kako in kako deluje časovnik NE555. Zasnova vezja na osnovi NE555

Ta članek govori o čipu, ki je priljubljen že več kot 30 let in ima veliko klonov. Spoznajte časovnik NE555 (tudi LM555, LC555, SE555, HA555 in tudi
mnogi drugi, obstaja celo sovjetski analog - KR1006VI1). Takšna priljubljenost tega mikrovezja je bila zagotovljena s preprostostjo, poceni, širokim razponom napajalnih napetosti (4,5-18 V), visoko natančnostjo in stabilnostjo (temperaturni nihanje 0,005% / o C, nihanje napajalne napetosti - manj kot 0,1% / Volt) in Seveda pa je najpomembnejša čim širša uporaba.

Ampak najprej. Začnimo s tem, kako je urejeno to mikrovezje.

Tako je funkcionalni diagram časovnika prikazan na sliki 1.

Noge:

1. GND- ozemljitvena / skupna žica.

2. sprožilec- invertni vhod primerjalnika, odgovornega za nastavitev sprožilca. Ko napetost na tej nogi postane manjša od 1/3 Vcc (to je manjša od napetosti na neinvertirajočem vhodu primerjalnika), se na vhod SET sprožilca uporabi logična 1. Če ni ponastavitve signale na vhodih za ponastavitev, potem bo sprožilec nastavljen (na izhodni logiki 0, ker je izhod invertiran).

3. Izhod- izhod časovnika. Na tem zatiču je obrnjen signal iz izhoda sprožilca, to je, ko je sprožilec napet (njegov izhod je nič), je izhodni zatič visok, ko je sprožilec ponastavljen, je ta zatič nizek.

4. ponastaviti- ponastaviti. Če je ta vhod nizek, se flip-flop ponastavi (njegov izhod je nastavljen na 1, izhod časovnika pa je nizek).

5. nadzor— nadzor/upravljanje. Ta izhod vam omogoča spreminjanje praga primerjalnika, ki nadzoruje ponastavitev sprožilca. Če nožica 5 ni omogočena, je ta prag določen z notranjim delilnikom napetosti na uporih in je enak 2/3 Vcc. Kontrolni zatič se lahko uporablja na primer za zagotavljanje tokovne ali napetostne povratne informacije (o tem bom govoril pozneje).

6. Prag- prag. Ko napetost na tem zatiču postane višja od praga (ki je, če se zatič 5 ne uporablja, kot se spomnite, 2/3 Vcc), se sprožilec ponastavi in ​​izhod časovnika je nastavljen na nizko raven.

7. praznjenje- rang. Na tem izhodu ima 555. časovnik tranzistor z odprtim kolektorjem. Ko je sprožilec ponastavljen, je ta tranzistor odprt in izhod 7 nizek; ko je sprožilec nastavljen, je tranzistor zaprt in izhod 7 je v Z-stanju. (Zakaj se ta noga imenuje "razelektritev", boste kmalu razumeli.)

8. Vcc- napajalna napetost.

Nato si poglejmo, kaj je glavna ideja uporabe tega časovnika. Če želite to narediti, našemu vezju dodajte nekaj zunanjih okrasnih elementov (glejte sliko 2). 4. in 5. kraka še ne bomo uporabljali, zato bomo predvidevali, da je 4. krak z žebljem prikovan na napajalno napetost, 5. krak pa samo visi v zraku (itak se mu ne bo nič zgodilo).

Naj bo torej na začetku visoka raven na drugi nogi. Po vklopu se naš sprožilec ponastavi, izhod sprožilca je visok, izhod časovnika je nizek, 7. noga je prav tako nizka (tranzistor znotraj mikruhi je odprt).

Da se sprožilec preklopi, je treba na drugo nogo uporabiti nivo pod 1/3 Vcc (takrat se bo primerjalnik preklopil in na vhodu Set našega sprožilca oblikoval visok nivo). Dokler nivo na 2. kraku ostaja nad 1/3 Vcc, je naš časovnik v stabilnem stanju in ne pride do preklopa.

No, na kratko uporabimo nizko raven na 2. nogi (kratko jo skrajšamo na tla in to je vse) in poglejmo, kaj se zgodi.

Takoj, ko nivo na 2. kraku pade pod 1/3 Vcc, bo deloval primerjalnik, povezan z vhodom za nastavitev sprožilca (S), kar bo ustrezno povzročilo nastavitev sprožilca.

Izhod sprožilca bo šel na nič (ker je izhod sprožilca obrnjen), izhod časovnika (3. krak) pa bo šel visoko. Poleg tega se bo tranzistor na 7. kraku zaprl in 7. krak bo prešel v Z-stanje.

Istočasno se bo kondenzator Ct začel polniti skozi upor Rt (ker ni več zaprt do tal skozi 7. nogo mikruhe).

Takoj, ko se nivo na 6. kraku dvigne nad 2/3 Vcc, bo deloval primerjalnik, povezan z vhodom R2 našega sprožilca, ki bo ponastavil sprožilec in vrnil vezje v prvotno stanje.

Tukaj smo obravnavali delovanje vezja, imenovanega enojni vibrator ali monostabilni multivibrator, skratka naprava, ki generira en impulz.

Kako lahko zdaj ugotovimo trajanje tega impulza? Zelo preprosto - za to je dovolj izračunati, koliko časa potrebuje kondenzator Ct, da se napolni od 0 do 2/3 Vcc skozi upor Rt iz konstantne napetosti Vcc.

Najprej rešimo ta problem na splošen način. Imejmo kondenzator, napolnjen preko upora R z napetostjo Vp od začetne ravni U 0.