Что представляет собой микросхема NE555. Как работает таймер 555. Какие основные режимы работы у NE555. Как правильно подключить микросхему 555. Какие схемы можно собрать на основе таймера 555. Какие аналоги есть у микросхемы NE555.
Микросхема NE555: обзор и основные характеристики
Микросхема NE555 — это универсальный таймер, созданный в 1971 году компанией Signetics. Она получила широкое распространение благодаря своей надежности, универсальности и низкой стоимости.
Основные характеристики NE555:
- Напряжение питания: 4,5-16 В
- Выходной ток: до 200 мА
- Частота работы: до 500 кГц
- Температурный диапазон: от -55°C до +125°C
- Корпус: DIP-8, SOIC-8 и другие
Микросхема содержит два компаратора, RS-триггер, делитель напряжения и выходной каскад. Это позволяет использовать ее в различных схемах генераторов, таймеров и импульсных модуляторов.
Принцип работы таймера 555
Работа NE555 основана на заряде и разряде внешнего конденсатора. Рассмотрим основные этапы:
- Конденсатор заряжается через внешние резисторы
- При достижении 2/3 напряжения питания срабатывает верхний компаратор
- Триггер переключается и активирует разрядный транзистор
- Конденсатор разряжается через транзистор
- При падении напряжения до 1/3 питания срабатывает нижний компаратор
- Триггер снова переключается и цикл повторяется
Такой принцип позволяет генерировать импульсы заданной длительности или частоты.
Основные режимы работы NE555
Микросхема NE555 может работать в трех основных режимах:
Моностабильный режим
В этом режиме таймер генерирует одиночный импульс заданной длительности по внешнему запускающему сигналу. Длительность импульса определяется внешней RC-цепочкой.
Астабильный режим
Таймер работает как мультивибратор, генерируя прямоугольные импульсы. Частота и скважность определяются двумя резисторами и конденсатором.
Бистабильный режим
NE555 выступает в роли триггера с раздельными входами установки и сброса. Выходной сигнал переключается по фронтам управляющих импульсов.
Схема подключения NE555
Рассмотрим типовую схему включения NE555 в астабильном режиме:
- Вывод 1 (GND) подключается к общему проводу
- Вывод 8 (Vcc) — к положительному полюсу питания
- Между выводами 2 и 6 включается конденсатор C
- От вывода 6 к Vcc подключается резистор R1
- От вывода 7 к Vcc подключается резистор R2
- Выходной сигнал снимается с вывода 3
Частота генерируемых импульсов рассчитывается по формуле:
f = 1.44 / ((R1 + 2R2) * C)
При необходимости между выводом 5 и общим проводом включают конденсатор 10-100 нФ для подавления помех.
Практические схемы на NE555
На базе таймера 555 можно реализовать множество полезных устройств. Рассмотрим несколько популярных схем.
Светодиодный мигалка
Простейшая схема для мигания светодиодом:
- R1 = 1 кОм, R2 = 470 кОм
- C = 100 мкФ
- Светодиод подключается к выводу 3 через резистор 330 Ом
Частота мигания около 1 Гц. Изменяя номиналы, можно регулировать частоту.
Звуковой генератор
Схема для получения звукового сигнала:
- R1 = 1 кОм, R2 = 10 кОм
- C = 10 нФ
- К выводу 3 подключается динамик через конденсатор 100 мкФ
Частота звука около 1 кГц. Меняя R2, можно настраивать тон.
ШИМ-регулятор
Схема для регулировки яркости светодиода:
- R1 = 1 кОм, R2 = 100 кОм (потенциометр)
- C = 100 нФ
- Светодиод через резистор к выводу 3
Вращая потенциометр R2, можно плавно менять яркость светодиода.
Аналоги микросхемы NE555
Популярность NE555 привела к появлению множества аналогов от разных производителей:
- LM555 — улучшенная версия от National Semiconductor
- ICM7555 — КМОП-версия с низким энергопотреблением
- TS555 — аналог от STMicroelectronics
- КР1006ВИ1 — отечественный аналог
Большинство аналогов полностью совместимы по выводам и характеристикам с оригинальной NE555.
Преимущества и недостатки NE555
Рассмотрим основные плюсы и минусы использования таймера 555:
Преимущества:
- Простота применения
- Низкая стоимость
- Высокая стабильность параметров
- Широкий диапазон питающих напряжений
- Большой выбор аналогов
Недостатки:
- Относительно высокое энергопотребление
- Ограниченная максимальная частота (до 500 кГц)
- Чувствительность к помехам по цепи питания
Несмотря на некоторые ограничения, NE555 остается одной из самых популярных микросхем для решения задач таймирования и генерации импульсов.
Области применения NE555
Благодаря своей универсальности, таймер 555 нашел применение во многих областях:
- Бытовая электроника (таймеры, сигнализации)
- Автомобильная электроника (стеклоочистители, сигнализации)
- Измерительная техника (частотомеры, генераторы)
- Системы автоматики (датчики, регуляторы)
- Аудиотехника (тональные генераторы, модуляторы)
NE555 часто используется в любительских конструкциях и образовательных целях благодаря простоте применения и доступности.
Заключение
Микросхема NE555 остается популярным и востребованным компонентом, несмотря на появление более современных решений. Ее универсальность, надежность и простота применения делают NE555 отличным выбором для широкого спектра задач генерации и обработки импульсных сигналов.
NE555: ХАРАКТЕРИСТИКИ, РАСПИНОВКА, АНАЛОГИ
В этом материале подробно рассмотрим характеристики, схему подключения, распиновку и аналоги популярной микросхемы NE555. Аналоги полные – AN1555, MC1455, TA7555P, UPC1555, ICM7555, CA555E, UA555TC, M51841P, MC3455P, LM555N и отечественная микросхема 1006ВИ1.
А в качестве практики будем использовать её для создания генератора прямоугольных сигналов. В даташите на NE555 показано, как правильно подключить микросхему. Если не уверены в её работоспособности – вот схема тестера таких чипов-таймеров
Принципиальная схема генератора на NE555 из документации от производителя
Напряжение подаваемое в схему, должно быть в диапазоне от 5 до 15 В. Для экспериментов были выбраны аккумуляторы 12 В, поэтому чтобы иметь стабильное значение напряжения питания, используется стабилизатор напряжения +5 В.
Принципиальная схема генератора на чипе NE555 и LED
Теперь как работает схема.
Конденсатор С заряжается током, протекающим через резисторы Ra и Rb. Когда он заряжен, 7-й вывод NE555 закорочен на землю (схема, показывающая внутреннюю структуру NE555 показывает, что он соединен с землей с помощью транзистора).
Внутренняя схема микросхемы NE555
Когда он разряжается до определенного уровня, ток перестает течь через вывод 7 NE555 и снова конденсатор заряжается током, протекающим через резисторы Ra и Rb. Цикл зарядки и разрядки конденсатора C влияет на форму волны напряжения, которую получаем на выходе чипа (ножка 3):
Форма выходного напряжения и напряжения на конденсаторе
Когда конденсатор заряжается, на выходе NE555 получаем напряжение, которое заставляет ток течь через транзистор BC547B, а после через светодиод, и он светится. При разрядке конденсатора на выходе напряжение составляет около 0 В, поэтому транзистор и светодиод остаются выключенными. Принцип работы поясняется следующими схемами:
Схемы, показывающие протекание тока в выбранных точках цепи во время а) зарядки; b) разрядки конденсатора С
Далее как выбрать значения отдельных компонентов в схеме.
Начнем с резистора Rd. Предположим, что падение напряжения на светодиоде составляет 2 В, а ток протекающий через него составляет 20 мА.
Rd = (Vcc – Ud) / Id
Rd = (5 В – 2 В) / 20 мА
Rd = 150 Ом
Прежде чем приступить к вычислению сопротивления Rb, измерьте коэффициент усиления. Для данного случая это 330.
Ib = Ic / в
Ib = 20 мА / 330
Ib = 60 мкА
Rb = Vcc / Ib
Rb = 5 В / 60 мкА
Rb = 83 кОм
Выбираем резистор имеющийся в наборе, номиналом Rb = 100 кОм. Коллекторный ток немного изменится (уменьшится), но это не помешает правильной работе схемы и светодиод все равно останется хорошо виден.
Как выбрать резисторы Ra и Rb. В этом поможет документация на чип, где можем найти следующие закономерности:
– частота прямоугольной волны, полученной на выходе:
f = 1 / T = 1,44 / (Ra + Rb) C
– время зарядки конденсатора C (в это время выходной сигнал высокий)
th = 0,693 (Ra + Rb) C
– время разряда конденсатора C (в это время на выходе низкий уровень)
tl = 0,693 (Rb) C
Поскольку знаем формулы, то можем сделать некоторые предположения: если конденсатор C будет иметь емкость 100 мкФ, он будет заряжаться 4 секунды и разряжаться за 1 секунду.
tl = 0,693 (Rb) C
1s = 0,693 x Rb x 0,0001F
Rb = 1s / (0,693 x 0,0001F)
Rb = 14430 Ом
th = 0,693 (Ra + Rb) C
4s = 0,693 (Ra + 14430 Ом) 0,0001F
Ra = 43290 Ом
Вместо Ra будем использовать резистор 47 кОм, а вместо Rb – резисторы: 10 кОм, 4,7 кОм.
Частота меандра, полученная на выходе микросхемы NE555:
f = 1,44 / (Ra + Rb) C
f = 1,44 / (47 кОм + 14,7 кОм) 0,0001F
f = 0,18 Гц
ОК, с теорией достаточно, перейдём к сборке. Вот устройство собранное на макетной плате. Всё заработало сразу (конечно если собрать без ошибок).
Вид собранной схемы 555 на монтажной плате
Кроме того, предлагаем скачать полезную программу, которая рассчитает все параметры схемы.
Скриншот программы расчета элементов для микросхемы NE555
Простая программка для расчёта схем на таймере NE555, позволяет выполнять расчёт генераторов с различной скважностью и генераторов одиночных импульсов.
Форум по микросхеме
| —> Ремонт блоков питания компьютера Ремонт компьютеров различной степени сложности осуществить сложно Как ленточные конвейеры облегчают работу шахты? Ленточные конвейеры — это профессиональные рабочие устройства, которые используются во многих отраслях промышленности и хозяйства. Как самостоятельно сделать угольную маску? В период, когда пандемия коронавируса бушует по всему миру, каждый хочет защититься от опасных вирусов. Особенности зимней стройки Строительство обычно проводится в теплое время года. Однако кто сказал, что строить зимой нельзя? Что собой представляет сварочный инвертор Сегодня сварку активно используют не только для строительных и монтажных процедур, но и при выполнении различных бытовых работ. Игровые автоматы Плей Фортуна Для любителей азартных игр на просторах интернета представлены много игровых площадок, удовлетворяющих требования своих игроков. Что делать если зависает компьютер Постепенное снижение работоспособности и производительности компьютера — одна из наиболее частотных проблем, с которой сталкиваются пользователи любого ПК. Gaminator Slot — игровые автоматы бесплатно Несмотря на большой ассортимент игровых автоматов, наибольшей популярностью пользуются Гаминаторы. Для тех, кто любит и знает мир спорта — полная версия Вулкан ставка на спорт Отличные знания спортивных игр и событий могут значительно улучшить финансовое положение. Для этого существуют букмекерские конторы, где можно воспользоваться опытом прогнозирования в спорте и заработать. Игровые автоматы на деньги в 2020 году Очень много игроков уже давно просиживают вечера в казино-онлайн. | ||||||||||||||
На основе этого таймера можно собрать сигнализации, датчики, генераторы, преобразователи напряжения и частоты, высоковольтные устройства, звуковые и световые игрушки и даже усилители мощности звуковой частоты. На основе этой микросхемы можно собрать все что придет на ум. Мы будем постепенно рассматривать интересные схемы и конструкции на этой микросхеме. Значение входного напряжения от 4,5 до 18 вольт. Точность таймера никак не зависит от изменения напряжения. Не буду углубляться в работу таймера и не приведу основных параметров, все это вы можете найти в даташитах, где все детально описано. Итак, пожалуй, начнем со схем мигалок. 
Для умощенения входного сигнала, на выходе можно использовать транзисторный ключ, который позволит управлять более мощными нагрузками, лампами накаливания и т.п..
Напряжение этих разрядов может достигать нескольких десятков тысяч вольт, но сила тока слишком мала, поэтому никакой опасности из себя такая зажигалка не представляет.
Учебное пособие по таймеру 555 и схемам
В этом учебном пособии по таймеру 555 вы узнаете, как использовать таймер 555 для выполнения забавных задач.
Одна из первых вещей, которую многие делают с ним, — это создание мигающего света. Но это всего лишь один простой пример того, что вы можете делать с этим чипом. Вы также можете управлять моторами, создавать сигнализацию, создавать музыкальные инструменты и многое другое.
Начнем с обзора контактов.
555 Назначение выводов таймера
Контакт 1 Земля
Этот контакт подключается к отрицательному полюсу батареи.
Триггер вывода 2
Когда на этом выводе устанавливается низкий уровень (менее одной трети VCC), на выходе устанавливается высокий уровень.
Выходной контакт 3
Выходное напряжение микросхемы примерно на 1,5 В ниже напряжения VCC при высоком уровне и около 0 В при низком уровне. Всего таймер 555 может выдать всего 100-200 мА. Проверьте техническое описание вашего чипа, чтобы узнать точное значение.
Сброс контакта 4
Этот контакт сбрасывает всю схему.
Это «перевернутый» контакт, что означает, что он сбрасывается, когда контакт становится низким. Это означает, что контакт должен быть в нормальном состоянии высоким, чтобы микросхема не находилась в состоянии «сброса».
Контакт 5 Control Voltage
Этот контакт используется для управления пороговым напряжением контакта Threshold. Это может быть полезно, когда вы хотите отрегулировать частоту цепи без изменения значений резисторов R1, R2 и C1. Иногда вы увидите, что этот контакт подключен к земле через конденсатор (0,01 мкФ/10 нФ); это способ предотвратить влияние шума на частоту. Иногда вы увидите, что он отключен.
Примечание. Я слышал от людей, что их схема не может работать без этого конденсатора. Таким образом, вы можете попробовать добавить конденсатор между этим контактом и землей, если ваша схема не работает.
Контакт 6 Пороговое значение
Этот контакт устанавливает выход обратно в низкий уровень, когда напряжение становится высоким (выше двух третей VCC).
Контакт 7 разряда
Этот контакт не подключен, когда на выходе высокий уровень, и подключен к земле, когда на выходе низкий уровень.
Контакт 8 питания VCC
Это положительный контакт источника питания, который может принимать напряжение от 5 до 15 В. ?
Нестабильный режим
Когда таймер 555 находится в нестабильном режиме, это означает, что выход никогда не будет стабильным. Выход будет постоянно переключаться между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ. Это означает, что он работает как осциллятор.
Вы можете использовать это, чтобы мигать светом, создавать звук, управлять моторами и многое другое!
Пример нестабильной цепи таймера 555
В нашем первом примере показано, как мигать светодиодом с помощью таймера 555. Это похоже на «привет мир» эквивалент этой IC.
Список компонентов
Эта схема достаточно проста, чтобы собрать ее на макетной плате. Для его сборки вам потребуются следующие компоненты:
- Батарея 9 В
- ИС таймера 555
- R1-R3: Резистор, 1 кОм
- Светодиод 1: Красный светодиод 5 мм или аналогичный : Конденсатор, 10 нФ (обычно работает без него)
Точные номиналы резисторов и конденсаторов не нужны.
Но если вы используете значения, перечисленные выше, ваш светодиод должен мигать примерно раз в две секунды. Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти частоту мигания для других значений.
Моностабильный режим
Моностабильный означает, что выход стабилен в одном состоянии и всегда будет возвращаться в это состояние. Вы можете вывести его из этого состояния, но через определенное время он всегда вернется в стабильное состояние.
Выходной сигнал таймера 555 в моностабильном режиме обычно НИЗКИЙ. Когда вы запускаете схему, выход становится ВЫСОКИМ на определенное время, прежде чем он снова вернется к НИЗКОМУ уровню.
Это иногда называют однократной схемой .
Время, в течение которого он остается ВЫСОКИМ, определяется размерами резистора и конденсатора. Чем выше значение, тем дольше оно остается ВЫСОКИМ.
Если к выходу подключить зуммер, можно создать цепь сигнализации, которая срабатывает, например, при открытии окна.
555 Пример схемы моностабильного таймера
Следующая схема включает светодиод при нажатии кнопки.
Примерно через 10 секунд светодиод гаснет.
Список компонентов
- 9В Батарея
- 555 ИС таймера
- R1: Резистор, 100 кОм
- R2: Резистор, от 5 кОм до 1 МОм (это нагрузочный резистор)
- R3: Резистор, 1 кОм
- Светодиод 1: красный 5 мм аналогичный
- C1: Конденсатор, 100 мкФ
- C2: Конденсатор, 10 нФ
- S1: Кнопка, нормально разомкнутая
Для увеличения задержки увеличьте C1 и/или R1. Если вам нужна регулируемая задержка, замените R1 потенциометром. Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти нужные значения.
Выход подключается для управления светодиодом, но его можно легко модифицировать для управления мотором, лампой, кофеваркой или чем-либо еще. Просто замените R3 и светодиод на транзистор. Узнайте, как это сделать, в разделе «Движение с более высокими нагрузками» ниже.
Бистабильный (триггерный) режим
Бистабильный означает, что выход стабилен в обоих состояниях (ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ).
Он будет оставаться в одном состоянии, пока вы не переведете его в другое состояние. Затем он остается в другом состоянии. Вы переводите его из одного состояния в другое с помощью контактов Trigger и Threshold.
Этот режим вообще не является функцией таймера, и это не обычный способ использования таймера 555. В этом режиме таймер 555 работает как триггер.
Вы можете, например, использовать его, чтобы изменить направление движения робота, когда он врезается в стену. Или разделите выключатель ON и OFF для машины.
Пример схемы бистабильного таймера 555
В следующем примере показан таймер 555 в бистабильном режиме. Здесь у вас есть отдельные кнопки ON и OFF для управления светодиодом.
Список компонентов
- Батарея 9 В
- 555 ИС таймера
- S1, S2: кнопка, нормально разомкнутая
- R1, R2: резистор от 5 кОм до 1 МОм (это нагрузочные резисторы) : Красный светодиод 5 мм или аналогичный
- Конденсатор (C1): 10 нФ
Выход подключается для управления светодиодом, но его можно легко модифицировать для управления двигателем, лампой или чем-то еще, подключив транзистор.
Примеры см. в разделе «Движение с более высокими нагрузками» ниже.
555 Выходной ток таймера
Выходной сигнал таймера 555 может потреблять и давать ток до 200 мА.
Источник — это когда на выходе ВЫСОКИЙ уровень, и вы подключили что-то от выхода к земле:
В приведенной выше схеме светодиод включается, когда на выходе ВЫСОКИЙ уровень.
Понижение — это когда на выходе НИЗКИЙ уровень, и вы подключили что-то от V CC к выходу:
В приведенной выше схеме светодиод включается, когда на выходе НИЗКИЙ уровень.
Если вы используете в своей цепи как источник, так и приемник, вы можете создать классный световой эффект аварийного автомобиля, подключив два светодиода; синий, который потребляет ток, и красный, который потребляет ток.
Или как насчет подключения двух зуммеров с разными частотами для создания сирены?
Пример схемы: аварийное освещение полицейской машины
Список компонентов
- Батарея 9 В
- 555 ИС таймера
- R1-R2: Резистор, 1 кОм
- R3: Резистор, 970 Ом0076
- R4: Резистор, 330 Ом
- LED1: Красный светодиод
- LED2: Синий светодиод
- C1: Конденсатор, 1000 мкФ
- C2: Конденсатор, 10 нФ (обычно работает без этого) и C1 контролируют скорость мигания.
R3 и R4 задают яркость светодиодов.Управление более высокими нагрузками
Если вы хотите управлять двигателями, светодиодными лентами или другими устройствами, которым требуется ток более 200 мА, вы можете подключить транзистор к выходу.
Если вы хотите использовать транзистор NPN, вам необходимо подключить резистор между выходом и базой, чтобы ограничить ток базы. 1 кОм, вероятно, подойдет в качестве отправной точки.
Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с транзистором NPNЕсли вы хотите использовать МОП-транзистор на выходе, убедитесь, что вы используете МОП-транзистор с V GS , напряжение на выходе которого ниже, чем выходное напряжение вашего таймера 555.
Резистор предназначен для защиты выходного вывода от сильных скачков тока при включении полевого МОП-транзистора. Но учитывая, что таймер 555 поддерживает 200 мА, скорее всего, в большинстве случаев он будет работать и без него.
Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с полевым МОП-транзисторомСледующий шаг: сборка схем
Чтобы действительно изучить таймер 555, вам нужно построить несколько схем.
Ознакомьтесь с этими 555 схемами таймера, чтобы освоиться с чипом:- Консоль Atari Punk
- Световая панель Knight Rider
- Мигающие рождественские огни
- 555 Схема полицейской сирены
- 555 Схема ШИМ с мотором
- 900 Вопросы есть2 ? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже!
555 ИС таймера — принцип работы, блок-схема, электрическая схема
В этом уроке мы узнаем, как работает таймер 555, одна из самых популярных и широко используемых микросхем всех времен. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменный учебник ниже.
Обзор
Таймер 555, разработанный Гансом Камензиндом в 1971 году, можно найти во многих электронных устройствах, от игрушек и кухонной техники до даже космического корабля. Это очень стабильная интегральная схема, которая может создавать точные временные задержки и колебания. Таймер 555 имеет три режима работы: бистабильный, моностабильный и нестабильный.
Как это работает, внутренняя схема и блок-схема
Давайте подробнее рассмотрим, что находится внутри таймера 555, и объясним, как он работает в каждом из трех режимов.
Вот внутренняя схема таймера 555, который состоит из 25 транзисторов, 2 диодов и 15 резисторов.Представлен блок-схемой, он состоит из 2 компараторов, триггера, делителя напряжения, разрядного транзистора и выходного каскада.
Делитель напряжения состоит из трех одинаковых резисторов номиналом 5 кОм, которые создают два опорных напряжения на уровне 1/3 и 2/3 от подаваемого напряжения, которые могут находиться в диапазоне от 5 до 15 В.
Далее идут два компаратора. Компаратор — это элемент схемы, который сравнивает два аналоговых входных напряжения на своем положительном (неинвертирующем) и отрицательном (инвертирующем) входе. Если входное напряжение на положительной клемме выше, чем входное напряжение на отрицательной клемме, компаратор выдаст 1. И наоборот, если напряжение на отрицательной входной клемме выше, чем напряжение на положительной клемме, компаратор выдаст 0
Отрицательная входная клемма первого компаратора подключена к опорному напряжению 2/3 делителя напряжения и внешнему «управляющему» выводу, а положительная входная клемма — к внешнему «пороговому» выводу.
С другой стороны, отрицательная входная клемма второго компаратора подключена к контакту «Триггер», а положительная входная клемма — к опорному напряжению 1/3 делителя напряжения.
Таким образом, используя три вывода, Trigger, Threshold и Control, мы можем управлять выходом двух компараторов, который затем подается на входы R и S триггера. Триггер будет выводить 1, когда R равен 0, а S равен 1, и наоборот, он будет выводить 0, когда R равен 1, а S равен 0. Кроме того, триггер можно сбросить с помощью внешнего вывода, называемого «Сброс», который может переопределить два входа, таким образом сбросить весь таймер в любое время.
Выход Q-bar триггера поступает на выходной каскад или выходные драйверы, которые могут либо подавать, либо потреблять ток 200 мА на нагрузку. Выход триггера также подключен к транзистору, который соединяет вывод «Разряд» с землей.
Таймер 555 – бистабильный режим
Теперь давайте рассмотрим пример работы таймера 555 в бистабильном режиме.
Для этого нам понадобятся два внешних резистора и две кнопки.Выводы Trigger и Reset микросхемы подключены к VCC через два резистора, и таким образом они всегда находятся на высоком уровне. Две кнопки подключены между этими контактами и землей, поэтому, если мы будем удерживать их нажатыми, состояние входа будет низким.
Первоначально два выхода компаратора равны 0, поэтому выход триггера, а также выход таймера 555 равны 0.
Если мы нажмем кнопку запуска, состояние на входе запуска станет низким, поэтому компаратор будет выводить высокий уровень, и это заставит выходной сигнал перевернутого Q-бара стать низким. Выходной каскад инвертирует это, и окончательный выход таймера 555 будет высоким.
Выход останется высоким, даже если кнопка триггера не нажата, потому что в этом случае входы триггера R и S будут равны 0, что означает, что триггер не изменит предыдущее состояние. Чтобы сделать выход низким, нам нужно нажать кнопку Reset, которая сбрасывает триггер и всю микросхему.
Связанный учебник: Что такое триггер Шмитта | Как это работает
Таймер 555 – моностабильный режим
Далее давайте посмотрим, как работает таймер 555 в моностабильном режиме. Вот пример схемы.
На триггерном входе поддерживается высокий уровень путем подключения его к VCC через резистор. Это означает, что триггерный компаратор выдаст 0 на вход S триггера. С другой стороны, вывод Threshold имеет низкий уровень, что также делает компаратор Threshold равным 0. На контакте Threshold на самом деле низкий уровень, потому что выход Q-bar триггера имеет высокий уровень, который поддерживает разрядный транзистор активным, поэтому напряжение, поступающее от источника, проходит через этот транзистор.
Чтобы изменить состояние выхода таймера 555 на High, нам нужно нажать кнопку на триггерном контакте. Это заземлит триггерный контакт, или состояние входа будет 0, поэтому компаратор выдаст 1 на вход S триггера. Это приведет к тому, что выход Q-bar станет низким, а выход таймера 555 — высоким.
При этом мы можем заметить, что разрядный транзистор выключен, так что теперь конденсатор С1 начнет заряжаться через резистор R1.Таймер 555 будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 2/3 подаваемого напряжения. В этом случае пороговое входное напряжение будет выше, и компаратор выдаст 1 на вход R триггера. Это приведет схему в исходное состояние. Выход Q-bar станет высоким, что активирует разрядный транзистор, а также снова установит низкий уровень на выходе IC.
Таким образом, мы можем заметить, что количество времени, в течение которого выход таймера 555 находится в состоянии High, зависит от того, сколько времени требуется конденсатору для зарядки до 2/3 подаваемого напряжения, а это зависит от значений обоих конденсаторов C1. и резистор R1. Фактически мы можем рассчитать это время по следующей формуле: T=1,1*C1*R1.
Таймер 555 – Нестабильный режим
Далее давайте посмотрим, как Таймер 555 работает в нестабильном режиме.
В этом режиме микросхема становится генератором или также называется автономным мультивибратором. Он не имеет стабильного состояния и постоянно переключается между высоким и низким уровнем без применения какого-либо внешнего триггера. Вот пример схемы таймера 555, работающего в нестабильном режиме.Нам нужны только два резистора и конденсатор. Выводы Trigger и Threshold соединены друг с другом, поэтому нет необходимости во внешнем триггерном импульсе. Первоначально источник напряжения начнет заряжать конденсатор через резисторы R1 и R2. Во время зарядки триггерный компаратор будет выводить 1, потому что входное напряжение на триггерном выводе все еще ниже 1/3 от подаваемого напряжения. Это означает, что выход Q-bar равен 0, а разрядный транзистор закрыт. В это время выход таймера 555 имеет высокий уровень.
Как только напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 0, но в этот момент это не произведет никаких изменений, так как оба входа R и S триггера равны 0.
Таким образом, напряжение на конденсаторе будет продолжать расти, и как только оно достигнет 2/3 подаваемого напряжения, пороговый компаратор выдаст 1 на вход R триггера. Это активирует разряжающийся транзистор, и теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и разряжающийся транзистор. В этот момент на выходе таймера 555 низкий уровень.Во время разрядки напряжение на конденсаторе начинает падать, и компаратор Threshold сразу же начинает выдавать 0, что на самом деле ничего не меняет, так как теперь оба входа R и S триггера равны 0. Но однажды напряжение на конденсаторе упадет до 1/3 от подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 1. Это отключит разрядный транзистор, и конденсатор снова начнет заряжаться. Таким образом, эти процессы зарядки и разрядки между 2/3 и 1/3 подаваемого напряжения будут продолжаться сами по себе, создавая прямоугольную волну на выходе таймера 555.
Мы можем рассчитать время, в течение которого выход имеет высокий и низкий уровень, используя показанные формулы.
R3 и R4 задают яркость светодиодов.
Ознакомьтесь с этими 555 схемами таймера, чтобы освоиться с чипом:
Вот внутренняя схема таймера 555, который состоит из 25 транзисторов, 2 диодов и 15 резисторов.
Для этого нам понадобятся два внешних резистора и две кнопки.
При этом мы можем заметить, что разрядный транзистор выключен, так что теперь конденсатор С1 начнет заряжаться через резистор R1.
В этом режиме микросхема становится генератором или также называется автономным мультивибратором. Он не имеет стабильного состояния и постоянно переключается между высоким и низким уровнем без применения какого-либо внешнего триггера. Вот пример схемы таймера 555, работающего в нестабильном режиме.
Таким образом, напряжение на конденсаторе будет продолжать расти, и как только оно достигнет 2/3 подаваемого напряжения, пороговый компаратор выдаст 1 на вход R триггера. Это активирует разряжающийся транзистор, и теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и разряжающийся транзистор. В этот момент на выходе таймера 555 низкий уровень.
