Таймер 555 — это простой чип, используемый для управления таймингом и импульсами. Он может создавать задержки, импульсы в один раз и повторяющиеся сигналы квадратной волны. Внутри 8-контактного корпуса используется компараторы, тригер и разрядный каскад, чтобы переключить выход ВЫСОКО или НИЗКО. В этой статье приведена информация о его распиновке, режимах, применении, тайминге радиоуправляемых и устранении неполадок.
Основы IC для таймера 555
Таймер 555 — это простой чип, используемый для управления таймингом и импульсами. Он может создавать задержки, повторяющиеся сигналы и устойчивые выходные волны. Внутри 8-контактного корпуса используется компараторы, тригер и выходной каскад, регулирующий включение и выключение сигнала.
Распиновка IC таймера 555
| Пин | Имя | Особенности |
|---|---|---|
| 1 | GND (грунт) | Земля, как низкий уровень (0V) |
| 2 | TRIG(триггер) | Когда напряжение на контакте падает до 1 / 3 В куб. см (или порогового напряжения, определяемого регулятором), выходная мощность становится высокой. |
| 3 | ВНЕ | Вывод на высоком уровне (+VCC) или низкоуровневом. |
| 4 | RST (сброс) | Когда этот контакт получает таймер электричества, чип сбрасывается, когда он заземлен, и выходной сигнал низкий. |
| 5 | CTRL (управление) | Пороговое напряжение чипа регулируется. (Когда контакт пустой, по умолчанию двухпороговое напряжение — 1 / 3 В куб. см и 2 / 3 В куб. см). |
| 6 | THR (порог) | Когда напряжение на контакте повышается до 2 / 3 В куб. см (или порогового напряжения, определяемого регулятором), выходная мощность снижается. |
| 7 | DIS (выписка) | Внутренний затвор разгона используется для разряда конденсатора. |
| 8 | V +, VCC (питание) | Обеспечьте чип высоким уровнем мощности. |
Схема схемы таймера 555
Таймер 555 работает, сравнивая напряжения на входах Threshold (контакт 6) и Trigger (вывод 2) с двумя фиксированными эталонными уровнями, созданными внутренними тремя резисторами по 5 кОм. Эти референсы устанавливали точки переключения примерно на 2/3 VCC и 1/3 VCC. Когда напряжение триггера падает ниже нижнего уровня, внутренний замок устанавливается, и выходной каскад приводит в движение контакт 3 ВЫСОКО. Когда пороговое напряжение поднимается выше верхнего уровня, защёлка сбрасывается, и выход становится НИЗКИМ. Разрядный транзистор (контакт 7) включается в состоянии НИЗКОГО выхода, чтобы быстро разрядить внешний тайминг конденсатор через резисторный путь, управляя циклом зажигания.
Технические характеристики IC таймера 555
| Напряжение питания (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| Номинальный рабочий ток (VCC = +5 В) | 3-6 мА |
| Номинальный рабочий ток (VCC = +15 В) | 10-15 мА |
| Максимальный выходной ток | 200 мА |
| Максимальное энергопотребление | 600 МВт |
| Минимальное потребление рабочей мощности | 30 МВт (5В), 225 МВт (15В) |
| Температурный диапазон | 0-70 °C |
Режимы IC с таймером 555
Режим одиночной стабильности
В режиме одностабильного таймера 555 IC генерирует один выходной импульс после получения сигнала триггера. Когда вход триггера падает ниже 1/3 VCC, выход переключается на HIGH, и начинается процесс тайминга. Конденсатор начинает заряжаться через резистор, и выход остаётся ВЫСОКИМ во время этого. Когда напряжение конденсатора повышается до 2/3 VCC, выход переключается в LOW, и импульс заканчивается. Длина импульса зависит от значений резистора и конденсатора, поэтому изменение RC-сети меняет длительное время ВЫСОКОГО выхода. Перед повторным срабатыванием конденсатор должен иметь достаточно времени для разряда, чтобы следующий импульс работал корректно.
Двойной стабильный режим
В режиме двойного стационарного режима таймер 555 работает как простая схема памяти ON/OFF. Он может оставаться в одном состоянии, пока другой вход не изменит его. В этом режиме выводы 2 (спуск) и контакты 4 (сброс) обычно поддерживаются ВЫСОКО с помощью подтягивающих соединений. Контакт 6 (порог) подключён к земле. Контакт 5 (управляющий) подключается к земле через небольшой конденсатор, обычно 0,01–0,1 мкФ, чтобы поддерживать стабильность цепи. Вывод 7 (разряд) не используется для тайминга в этой системе. Когда вывод 2 подтягивается на НИЗКОЕ, выход переключается в установленное состояние. Когда контакт 4 заземлен, выход сбрасывается обратно в противоположное состояние.
Нет Стационарного режима
В режиме без постоянного режима таймер 555 генерирует повторяющийся сигнал квадратной волны без остановки. Конденсатор заряжается и разряжается многократно, что заставляет выход постоянно переключаться между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ. Резистор R1 подключается от VCC к выводу 7 (разряд), а резистор R2 — от контакта 7 к контакту 2 (спусковой крючок). Контакт 2 (триггер) и контакт 6 (порог) связаны вместе, чтобы отслеживать напряжение конденсатора. Конденсатор заряжается через R1 и R2, пока не достигнет 2/3 VCC, что меняет выход. Затем конденсатор разряжается через R2, пока не снизится до 1/3 VCC, и выход снова переключается. Значения R1, R2 и конденсатора регулируют частоту и синхронизацию HIGH-to-LOW. Диод также можно разместить через R2, чтобы изменить путь заряда и сократить рабочий цикл, когда требуется более короткое время HIGH.
Различные применения IC с таймером 555
светодиодный мигатель
Создаёт простой эффект мигания ВКЛ-ВЫКЛЮЧЕНИЕ для одного или нескольких светодиодов с использованием резистора и конденсатора для зажигания.
Таймер задержки (задержка при включении питания)
Включает устройство после заданной задержки, что полезно, когда хотите, чтобы вывод подождал перед активацией.
Генератор импульсов за один раз
При срабатывании генерирует один импульс, часто используется для коротких тайминговых сигналов.
Генератор квадратных волн (тактовый сигнал)
Генерирует постоянный квадратноволновый выход, который может использоваться как тактовый сигнал для цифровых схем.
Генератор 6,5 ШИМ (регулирование яркости или скорости)
Регулирует рабочий цикл выхода для регулировки яркости светодиода или скорости постоянного тока.
Генератор тона (звук зуммера)
Создаёт базовый звуковой частотный сигнал, который может управлять небольшим динамиком или зуммером.
Сигнализация / Сирена
Создаёт повторяющиеся звуковые паттерны, изменяя частоту со временем.
Широточная модуляция импульса для управления сервоприводом
Помогает создавать таймерные импульсы, которые можно использовать для простого управления сервоприводами.
Делитель частоты
Снижает частоту входного импульсного сигнала за счёт создания более медленных выходных импульсов.
Отсутствующий детектор импульсов
Обнаруживает, когда повторяющийся импульсный сигнал останавливается, и затем запускает выход.
Семейство ИС с таймером 555 и производные чипы
| Производитель (Mfr) | Номер части (Mfr No) | Примечания |
|---|---|---|
| Avago Technologies | Av-555M | - |
| Индивидуальные кремниевые решения | CSS555 / CSS555C | CMOS, минимальное рабочее напряжение 1,2 В, IDD < 5 мкА |
| CEMI | ULY7855 | - |
| ЭКГ Philips | ECG955M | - |
| Exar | XR-555 | - |
| Fairchild Semiconductor | NE555 / KA555 | - |
| Харрис | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, минимальное рабочее напряжение 2 В |
| Корпорация Intersil | SE555 / NE555 | - |
| Корпорация Intersil | ICM7555 | CMOS |
| Каменные системы | LC555 | - |
| Мэйсин | ICM7555 | CMOS, минимальное рабочее напряжение 2 В |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Сильвания | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Texas Instruments) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Texas Instruments) | TLC555 | CMOS, минимальное рабочее напряжение 2 В |
| Zetex | ZSCT1555 | Минимальное рабочее напряжение 0,9 В |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
Заменители ИС с таймером 555 и совместимые альтернативы
Прямые замены (совместимые с контактами)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
Альтернативы CMOS 555 (с меньшим энергопотреблением)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Выбор значений тайминга 555 таймера RC.
• Используйте стабильные конденсаторы по возможности для повышения точности и стабильности таймера 555.
• Избегайте использования очень малых значений конденсатора, так как они могут сделать цепь более чувствительной к шуму и вызвать нежелательные срабатывания.
• Не используйте очень высокие значения резисторов, так как они могут привести к ошибкам в тайминге и сделать выход менее стабильным.
• Всегда правильно подключайте контакт RESET, так как если оставить его плавающим, IC 555 Timer может случайно сброситься или перестать работать корректно.
Устранение неполадок и исправления ИС таймера 555
| Проблема | Возможная причина | Исправление |
|---|---|---|
| Выход всегда ВЫСОКИЙ | Штифт спускового механизма застрял НИЗКО | Убедитесь, что контакт 2 не опускается |
| Выход всегда НИЗКИЙ | RESET пин удерживается НИЗКО | Подтяните пин RESET ВЫСОКО, чтобы таймер мог запустить |
| Нет колебаний | Неправильная проводка резисторов/конденсаторов | Проверьте ещё раз соединения R1, R2 и C |
| Нестабильный выход | Шум влияет на контакт 2 или вывод 5 | Добавьте небольшой конденсатор для фильтрации |
| Неправильная частота | Неправильные значения R или C | Пересчитайте значения времени с помощью правильных формул |
Заключение
Таймерная схема 555 работает путём сравнения триггерного и порогового напряжения с фиксированными уровнями при 1/3 VCC и 2/3 VCC. Он может работать в моностабильном, бистабильном и стабильном режимах для генерации импульсов или устойчивых колебаний. При правильных значениях RC и правильной обработке контактов RESET и CONTROL выход остаётся стабильным, а тайминг — точным.
Часто задаваемые вопросы [FAQ]
Какое значение конденсатора используется на выводе CONTROL (вывод 5)?
Используйте конденсатор 0,01 мкF (10 нФ) от контакта 5 до GND, чтобы снизить шум и улучшить стабильность.
Достигает ли 12.2 выход 555 полного VCC при ВЫСОКОМ РЕЖИМЕ?
Не всегда. Выходная HIGH близка к VCC, но при подаче нагрузки может уменьшаться.
Почему IC с таймером 555 нагревается?
Он нагревается, когда подаёт большой выходной ток, работает на высоком напряжении или часто переключается.
Может ли таймер 555 приводить реле напрямую?
Только небольшие реле. Многие реле требуют большего тока, поэтому транзисторный драйвер и диод обратной связи безопаснее.
Почему 555 срабатывает случайно?
Случайные срабатывания вызваны шумом, плохим заземлением или слабой фильтрацией питания.
В чём основное отличие между биполярным 555 и CMOS 555?
Bipolar 555 использует больше тока и лучше управляет нагрузками. CMOS 555 потребляет меньше мощности и лучше работает для маломощного тайминга.