Az 555 Timer IC az egyik általánosan használt IC a hallgatók és a hobbizók körében. Számos alkalmazás létezik ennek az IC-nek, többnyire vibrátorokként, például ASTABLE MULTIVIBRATOR, MONOSTABLE MULTIVIBRATOR és BISTABLE MULTIVIBRATOR. Itt található néhány 5555 IC alapú áramkör. Ez az oktatóanyag az 555 Timer IC különböző aspektusait ismerteti, és részletesen ismerteti annak működését. Tehát először meg kell értenünk, mi az a stabil, monostabil és bistabil vibrátor.
BEÁLLÍTHATÓ MULTIVIBRÁTOR
Ez azt jelenti, hogy a kimeneten nem lesz stabil szint. Tehát a kimenet magas és alacsony között ingadozik. Az instabil kimenetnek ezt a karakterét sok alkalmazásnál óra- vagy négyzethullámú kimenetként használják.
MONOSTABIL MULTIVIBRÁTOR
Ez azt jelenti, hogy lesz egy stabil állapot és egy instabil állapot. A stabil állapotot a felhasználó választhatja magasnak vagy alacsonynak. Ha a stabil kimenetet nagyra választják, akkor az időzítő mindig megpróbálja magasra állítani a kimenetet. Tehát amikor megszakítást adnak, az időzítő rövid ideig alacsonyra megy, és mivel az alacsony állapot instabil, akkor ez idő után magasra emelkedik. Ha a stabil állapotot alacsonynak választják, megszakítással a kimenet rövid ideig magasra emelkedik, mielőtt alacsonyra kerülne.
BISTÁLHATÓ MULTIVIBRÁTOR
Ez azt jelenti, hogy mindkét kimeneti állapot stabil. Minden megszakítással a kimenet megváltozik és ott marad. Például a kimenet magasnak tekinthető most, megszakítással, alacsony és alacsony marad. A következő megszakításra magasra megy.
Az 555 Timer IC fontos jellemzői
Az NE555 IC egy 8 tűs eszköz. Az időzítő fontos elektromos jellemzői, hogy nem szabad 15 V fölött üzemeltetni, ez azt jelenti, hogy a forrás feszültsége nem lehet magasabb 15 V-nál. Másodszor, nem tudunk 100mA-nál többet húzni a chipből. Ha nem követi ezeket, az IC megégne és megsérülne.
Munka magyarázat
Az időzítő alapvetően két elsődleges építőelemből áll, és ezek:
1. Összehasonlítók (kettő) vagy két op-amp
2. Egy SR flip-flop (állítsa vissza a flip-flopot)
Amint a fenti ábra mutatja, az időzítőben csak két fontos komponens van, ezek komparátor és flip-flop. Megértjük, mi az összehasonlító és papucs.
Összehasonlítók: az összehasonlító egyszerűen olyan eszköz, amely összehasonlítja a bemeneti kapcsok feszültségét (invertáló (- VE) és nem invertáló (+ VE) terminálok). Tehát a bemeneti port pozitív és negatív termináljának különbségétől függően meghatározzuk az összehasonlító kimenetét.
Tekintsük például, hogy a pozitív bemeneti kapocs feszültsége legyen + 5V, a negatív bemeneti kapocsfeszültsége pedig + 3V. A különbség 5-3 = + 2v. Mivel a különbség pozitív, a pozitív csúcsfeszültséget kapjuk az összehasonlító kimenetén.
Egy másik példa, ha a pozitív kapocsfeszültség + 3V és a negatív bemeneti kapocsfeszültség + 5V. A különbség + 3- + 5 = -2V, mivel a különbség bemeneti feszültsége negatív. Az összehasonlító kimenete negatív csúcsfeszültség lesz.
Ha például a pozitív bemeneti terminált INPUT-nak, a negatív bemenetet pedig REFERENCE-nek tekintjük, amint az a fenti ábrán látható. Tehát az INPUT és a REFERNCE közötti feszültségkülönbség pozitív, pozitív eredményt kapunk az összehasonlítóból. Ha a különbség negatív, akkor az összehasonlító kimeneten negatív értéket kapunk.
Flip-Flop: A flip-flop memóriacella, egy bit adatot képes tárolni. Az ábrán láthatjuk az SR flip-flop igazságtáblázatát.
A flip-flop két bemenethez négy állapotot tartalmaz; ehhez az esethez azonban a flip-flopnak csak két állapotát kell megértenünk.
| S | R | Q | Q '(Q bar) |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
A táblázatban látható módon a beállított és a visszaállított bemenetekhez megkapjuk a megfelelő kimeneteket. Ha van impulzus a beállított csapnál és alacsony a visszaállításkor, akkor a flip-flop elmenti az értéket, és magas logikát tesz a Q terminálra. Ez az állapot mindaddig folytatódik, amíg a visszaállító tüske impulzust nem kap, míg a beállított tű alacsony logikájú. Ez visszaállítja a flip-flopot, így a Q kimenet alacsonyra süllyed, és ez az állapot addig folytatódik, amíg a flip-flop újra be van állítva.
Ily módon a flip-flop egy bit adatot tárol. Itt egy másik dolog a Q és a Q oszlop mindig ellentétes.
Egy időzítőben az összehasonlító és a flip-flop összeáll.
Tekintsük a 9 V-ot az időzítőbe, az időzítő belsejében lévő ellenállási hálózat által kialakított feszültségosztó miatt, amint azt a blokkdiagram mutatja; feszültség lesz az összehasonlító csapoknál. Tehát a feszültségosztó hálózat miatt + 6V lesz az összehasonlító negatív kapcsa. És + 3V a második komparátor pozitív kapcsán.
Egy másik dolog az a komparátor, hogy az egyik kimenet a flip-flop tüskéjének visszaállításához van csatlakoztatva, így az egyik komparátor kimenete magasra esik alacsonyról, akkor a flip-flop visszaáll. Másrészt a második komparátor kimenet a flip-flop beállított csapjához van csatlakoztatva, tehát ha a második komparátor kimenet alacsony szintről megy magasra, akkor a flip-flop készletek és EGYET tárolnak.
Most, ha gondosan megfigyeljük, + 3V-nál kisebb feszültség esetén a kioldócsapnál (a második komparátor negatív bemenete), az összehasonlító kimenete alacsonyra esik a magasról, amint azt korábban tárgyaltuk. Ez az impulzus beállítja a flip-flopot, és tárol egy értéket.
Most, ha + 6V-nál magasabb feszültséget alkalmazunk a küszöbcsapra (az első összehasonlító pozitív bemenete), az összehasonlító kimenete alacsonyról magasra megy. Ez az impulzus nullázza a flip-flopot és a flip-flip tárolót.
Egy másik dolog a flip-flop alaphelyzetbe állításakor történik, amikor visszaállítja a nyomócsapot a földhöz kapcsolódik, amikor a Q1 bekapcsol. A Q1 tranzisztor bekapcsol, mert a Qbar visszaállításakor magas és a Q1 bázishoz csatlakozik.
Hihetetlen konfigurációban az ide csatlakoztatott kondenzátor ekkor kisül, és így az időzítő kimenete alacsony lesz ebben az időben. Hihetetlen konfigurációban a kondenzátor töltési ideje a kioldó tüske feszültsége kisebb lesz, mint + 3 V, így a flip-flop tárolja az egyiket, és a kimenet magas lesz.
Hihetetlen konfigurációban, az ábrán látható módon, A kimeneti jel frekvenciája az RA, RB ellenállásoktól és a C kondenzátortól függ. Az egyenlet a következő, Frekvencia (F) = 1 / (Időszak) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).
Itt RA, RB az ellenállás értéke, C pedig a kapacitás értéke. Az ellenállás és a kapacitás értékek fenti egyenletbe helyezésével megkapjuk a kimeneti négyzethullám frekvenciáját.
A magas szintű logikai idő, TH = 0,693 * (RA + RB) * C
Az alacsony szintű logikai idő, TL = 0,693 * RB * C
A kimeneti négyzethullám kitöltési aránya a következő: Duty Cycle = (RA + RB) / (RA + 2 * RB).
555 Időzítő csapdiagram és leírások
Az ábrán látható módon az 555 Timer IC nyolc csapja van, 1. Föld.
2. Trigger.
3. Kimenet.
4. Visszaállítás.
5. Vezérlés
6. Küszöbérték.
7. Mentesítés
8. Teljesítmény vagy Vcc
1. érintkező. Föld: Ennek a csapnak nincs különösebb funkciója, mint valaha. A földhöz a szokásos módon csatlakozik. Az időzítő működése érdekében ezt a csapot a földre kell csatlakoztatni és be kell kötni.
8. tű. Áramellátás vagy VCC: Ennek a tűnek szintén nincs speciális funkciója. Pozitív feszültséghez van csatlakoztatva. Az időzítő működéséhez ezt a csapot a + 3,6v-tól + 15v-ig terjedő pozitív feszültségre kell csatlakoztatni.
4. tű: Reset: Amint azt korábban említettük, van egy flip-flop az időzítő chipben. A flip-flop kimenete közvetlenül vezérli a chip kimenetét a pin3-on.
A Reset pin közvetlenül kapcsolódik a flip-flop MR-jéhez (Master Reset). Megfigyeléskor egy kis kört figyelhetünk meg a flip-flop MR-jén. Ez a buborék képviseli az MR (Master Reset) csapot, amely aktív LOW trigger. Ez azt jelenti, hogy a flip-flop számára az MR tüske feszültségének HIGH-ról LOW-ra kell váltania. Ezzel a visszalépési logikával a flip-flopot alig húzzák le LOW-ra. Tehát a kimenet LOW lesz, függetlenül a csapoktól.
Ez a csap a VCC-hez van csatlakoztatva, hogy a flip-flop megálljon a nehéz visszaállítás előtt.
3. tű. KIMENET: Ennek a tűnek szintén nincs speciális funkciója. Ez a csap a PUSH-PULL konfigurációból származik, amelyet tranzisztorok alkotnak.
A push pull konfigurációt az ábra mutatja. Két tranzisztor alapja összekapcsolt a flip-flop kimenettel. Tehát amikor a magas logika megjelenik a flip-flop kimenetén, az NPN tranzisztor bekapcsol, és a kimeneten + V1 jelenik meg. Amikor a logika megjelent a flip-flop kimeneténél LOW, a PNP tranzisztor bekapcsol, és a kimenet földre húzódik, vagy –V1 jelenik meg a kimeneten.
Így a push-pull konfigurációt arra használjuk, hogy a kimeneten négyzethullámot kapjunk a flip-flop vezérlési logikájával. Ennek a konfigurációnak az a fő célja, hogy visszaszerezze a terhelést. Nos, a flip-flop nyilvánvalóan nem tud 100mA-t leadni a kimeneten.
Nos, eddig megbeszéltük azokat a csapokat, amelyek semmilyen körülmények között nem változtatják meg a kimenet állapotát. A fennmaradó négy csap különleges, mert meghatározzák az időzítő chip kimeneti állapotát, most mindegyiket megvitatjuk.
5. csap: vezérlőcsap : A vezérlőcsap az első összehasonlító negatív bemeneti tűjéhez csatlakozik.
Vegyük figyelembe az esetet, amikor a feszültség a VCC és a FÖLD között 9v. A chipben lévő feszültségosztó miatt, amint az a 8. oldal 3. ábráján látható, a feszültség a vezérlőcsapon VCC * 2/3 lesz (VCC = 9 esetén a pin feszültsége = 9 * 2/3 = 6V).
Ennek a csapnak az a funkciója, hogy a felhasználó közvetlenül irányítsa az első összehasonlítót. Amint az a fenti ábrán látható, az első összehasonlító kimenete a flip-flop visszaállításához kerül. Ennél a csapnál más feszültséget helyezhetünk el, mondjuk, ha a + 8v-hoz csatlakoztatjuk. Most az történik, hogy a THRESHOLD tű feszültségének el kell érnie a + 8 V-ot a flip-flop alaphelyzetbe állításához és a kimenet lefelé húzásához.
Normál esetben a V-kimenet alacsony lesz, ha a kondenzátor 2 / 3VCC-ig (+ 6V 9V-os tápfeszültségig) töltődik. Most, hogy egy másik feszültséget állítottunk fel a vezérlőcsapra (egy komparátor negatív vagy nullázott komparátor).
A kondenzátornak addig kell töltődnie, amíg a feszültsége el nem éri a vezérlőcsap feszültségét. Ezen erő kondenzátor töltés miatt a jel bekapcsolási és kikapcsolási ideje megváltozik. Tehát a kimenet eltérő fordulatot tapasztal a letépett adagban.
Általában ezt a csapot kondenzátorral húzzák le. A nem kívánt zajkibocsátás elkerülése érdekében.
2. érintkező. TRIGGER: A kiváltó csap a második komparátor negatív bemenetéből húzódik. A két összehasonlító kimenet a flip-flop SET tűjéhez csatlakozik. A két kimenet magas komparátorával nagy feszültséget kapunk az időzítő kimenetén. Tehát azt mondhatjuk, hogy a ravasztüske vezérli az időzítő kimenetét.
Itt azt kell megfigyelni, hogy az alacsony feszültség a kioldócsapnál nagyra kényszeríti a kimeneti feszültséget, mivel a második komparátor invertáló bemeneténél van. A kioldócsap feszültségének a VCC * 1/3 alatt kell lennie (VCC 9v feltételezés szerint VCC * (1/3) = 9 * (1/3) = 3V). Tehát a kioldócsap feszültségének 3V alá kell esnie (9v-os tápfeszültséghez), hogy az időzítő kimenete magasra emelkedjen.
Ha ezt a csapot a földhöz csatlakoztatják, a kimenet mindig magas lesz.
6-os tű. A küszöbértéket az 1. összehasonlító pozitív bemenetéből kapjuk.
Itt a THRESOLD és a CONTROL csapok közötti feszültségkülönbség meghatározza a 2. összehasonlító kimenetét és így a visszaállítási logikát. Ha a feszültségkülönbség pozitív, a flip-flop újraindul és a kimenet alacsony lesz. Ha a különbség negatív, akkor a SET pólus logikája határozza meg a kimenetet.
Ha a vezérlőcsap nyitva van. Ekkor a VCC * (2/3) vagy annál nagyobb feszültség (azaz 6 V egy 9 V-os tápfeszültségnél) alaphelyzetbe állítja a papucsot. Tehát a kimenet alacsony.
Tehát arra következtethetünk, hogy a THRESHOLD csapfeszültség határozza meg, hogy a kimenetnek mikor kell lemerülnie, amikor a vezérlõcsap nyitva van.
7. érintkező. KIÜLTSÉG: Ez a csap a tranzisztor nyitott kollektorából származik. Mivel a tranzisztor (amelyre a kisütőcsap került, Q1) az alapját a Qbar-hoz kötötte. Amikor az ouput lemerül vagy a flip-flop újra alaphelyzetbe kerül, a nyomócsapot a földre húzzák. Mivel a Qbar magas lesz, amikor Q alacsony, ezért a Q1 tranzisztor bekapcsol, mivel a tranzisztor bázisa energiát kap.
Ez a csap általában ASTABLE konfigurációban üríti ki a kondenzátort, így a DISCHARGE név.