Utforska NE555 Timer IC: Nyckelfunktioner, designprinciper och verkliga applikationer
NE555 är en monolitisk integrerad kretstimer som kan generera olika typer av tidsignaler.Det används ofta i olika elektroniska enheter i områden som elektroniska klockor, krafthantering, kalkylatorer och LED -skärmar.Syftet med denna artikel är att tillhandahålla detaljerad information om NE555, inklusive dess födelsebakgrund, design, intern struktur, stiftbeskrivning, driftslägen och princip samt applikationer, för att hjälpa dig att bättre använda chipet.Katalog
Födelsebakgrunden för NE555
Dating back to the early 1970s, the NE555 IC timer chip was designed by Hans Camenzind, an engineer at Signetics Corporation (now part of NXP Semiconductors, Inc.) in the U.S., and was released in 1971. The NE555 was originally designed to provideen prisvärd och kraftfull timerlösning.Bakgrunden till skapelsen är främst relaterad till följande aspekter:
Hans Camenzinds design: Hans Camenzind var en elektrotekniker från Schweiz som specialiserade sig på att utveckla innovativa integrerade kretsdesign.Hans designfilosofi är att skapa ett chip som är mångsidigt, lätt att använda och allmänt tillämpligt.Baserat på denna filosofi designade han framgångsrikt NE555 och förde den till marknaden.
Utveckling av integrerad kretsteknologi: 1960- och 1970 -talet var en period av snabb utveckling av integrerad kretsteknik.Med utvecklingen av teknik och förbättring av tillverkningsprocessen hade chipdesigners förmågan att integrera fler funktioner i ett enda chip, vilket gav fler applikationer och lösningar.
Framväxten av efterfrågan: I elektronikindustrin spelade vid den tiden timers en viktig roll i alla typer av kretsar och system.Emellertid hade tidiga timerlösningar i allmänhet vissa begränsningar, till exempel höga kostnader, stora storlekar eller funktionella begränsningar.Därför finns det ett brådskande behov av ett prisvärt och kraftfullt timerchip på marknaden.
Introduktion till NE555
NE555 är en av modellerna i 555 -serien av tidpunkten.Stiftfunktionerna och tillämpningarna av denna serie IC: er är kompatibla med varandra, men stabilitet, kraftbesparande prestanda och svängningsfrekvens för de olika modellerna för chipet på grund av prisskillnader kan också variera.555 är en allmänt använt och extremt vanlig tids IC, endast ett litet antal motstånd och kondensatorer, kan producera en mängd olika frekvenspulssignaler som krävs för digitala kretsar.555 är NE555: s huvudroll är att använda sin interna timer för att bilda en tidsbaskrets för att ge tidpulser för andra kretsar.NE555: s huvudfunktion är att använda sin interna timer för att bilda en tidsbaskrets för att tillhandahålla tidpulser för andra kretsar.NE555 Time Base Circuit finns i två huvudpaket: det ena är ett DIP dubbel 8-stiftspaket, och det andra är ett SOP-8 litet paket.
Alternativ och ekvivalenter
• BL5372
• NA555
• KR3225Y
Design av NE555 -timer
555 -timern designades av Hans R. Camenzind 1971 för Sigognitik.Sigognitik förvärvades därefter av Philips.De 555 chips som produceras av olika tillverkare varierar i konstruktion, med det vanliga 555-chipet som integrerar 25 transistorer, 2 dioder och 15 motstånd, som leds ut genom 8 stift (i ett DIP-8-paket.) Derivat av 555 inkluderar 556(Ett DIP-14-chip som integrerar två 555) såväl som 558 och 559.
NE555 har ett driftstemperaturintervall från 0 ° C till 70 ° C, medan militärkvalitet SE555 kan arbeta i extrema temperaturer från -55 ° C till 125 ° C.Förpackningsformerna av 555 inkluderar metallförpackningar med hög tillförlitlighet (representerad av T) och billiga epoxihartsförpackningar (representerade av V).Därför är de kompletta etiketterna på 555 NE555V, NE555T, SE555V och SE555T, etc. Även om det finns en vanlig tro på att namnet på 555 -chipet kommer från de tre 5 kq -motståndet i det, förnekade Hans Camenzind själv detta och hävdade att han valde att han valdeDe tre siffrorna slumpmässigt.
Det finns också lågeffektversioner av 555, inklusive 7555 och TLC555 med CMOS-kretsar.Jämfört med standard 555 har 7555 lägre strömförbrukning.Dessutom hävdar tillverkaren att 7555-kontrollstiftet inte kräver en markkondensator som andra 555 chips, och det finns inget behov av glitch-eliminerande avkopplingskondensatorer mellan strömförsörjningen och marken.
Intern sammansättning av NE555
NE555 är en klassisk integrerad krets.Dess interna kretsstruktur inkluderar tre huvudfunktionella moduler: spännings komparator och utgångssteg, komparator och RS-flip-flop.Följande kommer att ge en detaljerad analys av den interna kretsen i NE555:
Spännings komparator
Det finns en spännings komparator inuti NE555 för att upptäcka strömförsörjningsspänningen.Utgången från denna spänningskomparator är ansluten till RS-flip-flop.
Framsteg
Utgångssteget är anslutet till RS-flip-flop och ansvarar för att kontrollera tillståndet för utgångsstiftet (dvs. stift 3).Utgångsarkitekturen för NE555 är en öppen dräneringsdesign, vilket innebär att den inte direkt kan ge en högnivå signal, utan kan bara dra utgångsstiftet lågt.Därför, när en högnivå signal måste matas ut, är det vanligtvis nödvändigt att använda ett externt pull-up-motstånd för att dra ut utgångsstiftet till ett hög nivå tillstånd.
Komparator
Det finns två komparatorer inuti NE555, nämligen tröskel komparator och trigger komparator.Tröskelkomponatorn är ansluten till stift 6 (THR) och triggerkomparatorn är ansluten till stift 2 (trig).Dessa två komparatorer används för att upptäcka förändringar i tröskelspänning och triggerspänning.
Threshold Comparator: När spänningen stiger vid tröskelstiftet (stift 6) kommer denna komparator att mata ut en högnivå signal.När tröskelspänningen överskrider triggerspänningen kommer komparatorns utgång att ändras.
Trigger Comparator: När spänningen sjunker vid avtryckstiftet (stift 2) kommer denna komparator att mata ut en lågnivå signal.När triggerspänningen är lägre än tröskelspänningen kommer komparatorns utgång att ändras.
RS Trigger
NE555 innehåller en RS-flip-flop internt för att lagra tillståndet för utgångsstiftet (stift 3).Ingången från RS-flip-flop styrs av utgångarna från tröskelkomponatorn och trigger-komparatorn.
R-ingång: Den är ansluten till utgången från tröskelkomponatorn och styr återställningen av RS-flip-flop.
Input: Den är ansluten till utgången från trigger-komparatorn och styr inställningen för RS-flip-flop.
Operationssätt för NE555
NE555 -timern kan arbeta i tre driftsätt:
Instabilt läge: Det hänvisar till inget stabilt tillstånd.NE555: s instabila läge används ofta i strobeljus, tongeneratorer, pulssignalgeneratorer, logikkretsar som klockor och andra kretsar.
Bi-stabilt läge: Detta läge är som en cykelfäste, som kan stabiliseras i det lyftade tillståndet såväl som i det sänkta tillståndet och kommer endast att förändras när det utsätts för yttre kraft.Det kallas bistable eftersom det har två stabiliserade tillstånd.
Monostable Mode: Detta läge är som en dörr utrustad med en dörr närmare, som kan stabiliseras i det stängda tillståndet och bara kan nå det öppna tillståndet när en extern kraft appliceras.När den yttre kraften dras tillbaka återgår dörren automatiskt till det stängda tillståndet.Eftersom det bara har ett stabilt tillstånd kallas det monostable, och NE555: s monostabla läge kan användas för applikationer som timers, flickomkopplare och kapacitansmätningar.
Arbetsprincip för NE555
När strömförsörjningsspänningen VCC är på, börjar kretsen fungera och kondensatorn C börjar laddas omedelbart.När spänningen för kondensator C når 2/3 av VCC kommer utgången från den inre komparatorn att ändras till hög nivå, och utgången kommer också att ändras från låg nivå till hög nivå.Därefter, när spänningen för kondensator C sjunker till 1/3 av VCC, kommer utgången från den inre komparatorn att bli låg nivå, och vid denna tid kommer utgången också att ändras från hög nivå tillbaka till låg nivå.Efter det börjar kondensatorn C laddas igen, och kretsen kommer in i en ny arbetscykel.
Perioden T (sekunder) bestäms av värdena för den externa kondensatorn C och de två externa motstånden R1 och R2.Formeln är: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × c.Tullcykeln D beskriver andelen hög nivå i kvadratvågcykeln, och dess formel är: d = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Genom att justera värdena på kondensatorn C och motstånd R1 och R2 kan vi därför ändra perioden och arbetscykeln för den fyrkantiga vågformen.
Kort sagt är arbetsprincipen för NE555 baserad på konstruktionen av en sekventiell krets.Genom att justera värdena på externa kondensatorer och motstånd kan vi kontrollera perioden och arbetscykeln för att generera olika nödvändiga pulsvågformer.
Tillämpning av NE555
NE555 infraröd fjärrkontroll tidsfördröjningsljus
Moderna hem är vanligtvis utrustade med infraröda fjärrkontroller, och vi kan använda dessa befintliga fjärrkontroller för att kontrollera en infraröd fjärrkontrolltidsfördröjningslampa.I illustrationen representerar H det integrerade infraröda mottagarhuvudet, medan C1 är filterkondensatorn.När fjärrkontrollen avger en sträng av digitala pulssignaler, efter C1 -filter, kommer den att få en negativ puls, denna puls kan utlösa den 555 monostabla kretsen för att börja fungera.
NE555 Vattenkoka larm
Vattenlarmet består huvudsakligen av tre delar: temperaturstyrningskrets, lågfrekvenssvängningskrets och högfrekvent oscillationskrets.Bland dem bildar RP, RT och VT1 tillsammans en temperaturkontrollkrets.Den lågfrekventa oscillationskretsen består av IC1, R2, R3, C1 och andra komponenter, och dess tvångsåterställningsterminal ④ stift styrs av VT1.Den högfrekventa oscillatorn består av IC2, R4, R5, C2 och andra komponenter, och dess tvångsåterställningsterminal ④ fot styrs av IC1.När vattentemperaturen når den förinställda temperaturen kommer motståndsvärdet på RT att bli mindre, vilket får VT1 att avbryta.För närvarande blir stiftet ④ av IC1 hög, och IC1 börjar svänga och mata ut lågfrekvenspulser.Dessa pulser modulerar högfrekvensoscillatorn som består av IC2 så att den börjar fungera och avger ett tickande ljud.
NE555 Touch Timer Switch
IC1 är en bit av 555 tidskrets som är konfigurerad här som en monostable krets.Normalt, eftersom det inte finns någon inducerad spänning vid p -terminalen på pekplattan, kommer kondensatorn C1 att släppas helt genom stift 7 av 555, vilket gör att stift 3 matar ut en låg nivå och relä KS är i det frisatta tillståndet, så detLjus kommer inte att tändas.
När vi behöver slå på ljuset, bara vid vid metallplattan P med handen, kommer den stray signalspänningen som genereras av människokroppsinduktion att läggas till avtryckningsterminalen 555 till C2, vilket gör utgången på 555 ändring från låg nivå tillhög nivå.Vid denna tid kommer relä KS att absorberas och lampan är sedan upplyst.Samtidigt är stift 7 av 555 internt avskuren, och strömförsörjningen laddas C1 till och med R1, vilket markerar början på tidpunkten.När spänningen på kondensatorn C1 stiger till 2/3 av tillförselspänningen kommer stift 7 av 555 att utföra, urladdning av C1, vilket gör att utgången från stift 3 ändras från högt till lågt.Vid denna tidpunkt kommer reläet att släppas, ljuset slocknar och tidpunkten slutar.Tidtiden bestäms huvudsakligen av värdet på R1 och C1, formeln är: T1 = 1,1R1 * C1.Enligt värdena som är markerade i figuren är tidstiden cirka 4 minuter.För D1 kan vi välja 1N4148 eller 1N4001 dessa två modeller.
Fem klassiska kretsar av NE555
NE555 grundläggande timerkrets
Detta är en av de vanligaste kretsarna, som består av komponenter som NE555 -chip, motstånd och kondensatorer.Genom att justera värdena på motstånd och kondensatorer kan användaren ställa in olika tidstider.Denna krets används ofta för att generera millisekundnivå timingssignaler, såsom pulssignaler och fyrkantiga vågsignaler.Kretsen kännetecknas av dess enkla struktur, lätt att implementera och kan producera mer exakta tidsignaler.
NE555 Monostable Trigger Circuit
Detta är en krets som kan generera en enda pulssignal.Kretsen består huvudsakligen av NE555 och flera motstånd och kondensatorer och andra komponenter.Genom att justera värdena på motstånd och kondensatorer kan användaren ändra pulsbredden och fördröja tiden.Denna krets används vanligtvis för att generera enkelpulssignaler såsom triggersignaler och synkroniseringssignaler.Kretsen kännetecknas av dess förmåga att generera en enda pulssignal, och pulsbredden och fördröjningstiden kan justeras.
NE555 Bistable Flip-flop Circuit
Detta är en krets som inser den logiska flip-flop-funktionen.Genom att justera motståndens värden och kondensatorer kan användaren ändra kretsens flip-flop-tid och tröskelspänning.Denna krets används ofta för att implementera applikationer som logikflip-flops och spänningsjämförelser.Kretsen kännetecknas av dess förmåga att implementera den logiska flip-flop-funktionen, och flip-flop-tid och tröskelspänning kan justeras, så den är lämplig för en mängd olika logiska applikationsscenarier.
NE555 Square Wave Generator Circuit
Detta är en krets som genererar en fyrkantig vågsignal.Genom att justera motståndet och kondensatorvärdena kan användaren ändra frekvens- och pliktcykeln för kvadratvågen.Denna krets används ofta för att generera fyrkantiga vågsignaler såsom digitala signaler och modulerade signaler.Kretsen kännetecknas av dess förmåga att generera fyrkantiga vågsignaler, och frekvens- och driftscykeln för kvadratvågen kan justeras, så den är lämplig för en mängd digitala och moduleringsapplikationsscenarier.
NE555 multi-harmonisk oscillatorkrets
Detta är en krets som genererar rektangulära vågsignaler.Kretsen består huvudsakligen av två NE555 -chips och flera komponenter som motstånd och kondensatorer.Användaren kan flexibelt ändra oscillationens frekvens och arbetscykel genom att justera värdena på dessa motstånd och kondensatorer.Som ett resultat kan denna krets användas för att generera ljudsignaler eller modulerade signaler, till exempel.Kretsen kännetecknas av dess förmåga att generera rektangulära vågsignaler med justerbar frekvens och arbetscykel.
Vanliga frågor [FAQ]
1. Vad är funktionen för NE555?
SE 555 timer IC fungerar mellan temperaturområdet -55 ° C till 125 ° C i SE och IC NE 555 används för var temperaturen sträcker sig från 0 ° C till 70 ° C.Det har ett brett utbud av användningar inom det elektroniska fältet som en timer, fördröjning, pulsgenerering, oscillator, etc.
2. Är NE555 och IC 555 samma?
Ja, NE555 Timer IC och 555 Timer IC är samma.NE555 är artikelnumret till timern IC.Generellt kallas NE555 IC med namnet 555 timer IC.
3. Vad är arbetsprincipen för NE555?
En 555-timer kan fungera som en aktiv-låg SR-spärr (men utan en inverterad Q-utgång) genom att ansluta en återställningssignal till återställningsstiftet och ansluta en inställd insignal till TR-stiftet.Således drar det en stund låga handlingar som en "uppsättning" och övergår utgången till det höga tillståndet (VCC).