Esplorare il timer IC NE555: caratteristiche chiave, principi di progettazione e applicazioni del mondo reale
NE555 è un timer a circuito integrato monolitico in grado di generare vari tipi di segnali di temporizzazione.È ampiamente utilizzato in vari dispositivi elettronici in settori come orologi elettronici, gestione dell'alimentazione, calcolatori e display a LED.Lo scopo di questo articolo è di fornire informazioni dettagliate di NE555, tra cui il suo background di nascita, il design, la struttura interna, la descrizione dei pin, le modalità operative e il principio, nonché le applicazioni, per aiutarti a utilizzare meglio il chip.Catalogare
Lo sfondo della nascita di NE555
Tornando ai primi anni '70, il chip Timer IC NE555 è stato progettato da Hans Camenzind, ingegnere della Signetics Corporation (ora parte di NXP Semiconductors, Inc.) ed è stato rilasciato nel 1971. Il NE555 è stato originariamente progettato per fornire per fornire per fornire originariaUna soluzione timer economica e potente.Lo sfondo della sua creazione è principalmente correlato ai seguenti aspetti:
Design di Hans Camenzind: Hans Camenzind era un ingegnere elettrico della Svizzera specializzata nello sviluppo di progetti di circuiti integrati innovativi.La sua filosofia di design è quella di creare un chip versatile, facile da usare e ampiamente applicabile.Sulla base di questa filosofia, ha progettato con successo il NE555 e lo ha portato sul mercato.
Sviluppo della tecnologia dei circuiti integrati: gli anni '60 e '70 furono un periodo di rapido sviluppo della tecnologia dei circuiti integrati.Con il progresso della tecnologia e il miglioramento del processo di produzione, i progettisti di chip avevano la capacità di integrare più funzioni in un singolo chip, fornendo così più applicazioni e soluzioni.
L'emergere della domanda: nell'industria elettronica all'epoca, i timer hanno svolto un ruolo vitale in tutti i tipi di circuiti e sistemi.Tuttavia, le prime soluzioni di timer avevano generalmente alcune limitazioni, come costi elevati, grandi dimensioni o limitazioni funzionali.Pertanto, c'è un urgente bisogno di un chip timer economico e potente sul mercato.
Introduzione a NE555
Il NE555 è uno dei modelli nella serie 555 di ICS.Le funzioni e le applicazioni PIN di questa serie di IC sono compatibili tra loro, ma anche la stabilità, le prestazioni di risparmio di potenza e la frequenza di oscillazione dei diversi modelli del chip a causa delle differenze di prezzo possono variare.555 è un IC tempistica ampiamente utilizzato ed estremamente comune, solo un piccolo numero di resistori e condensatori, può produrre una varietà di segnali di impulsi di frequenza diversi richiesti per i circuiti digitali.555 è il ruolo principale del NE555 è quello di utilizzare il suo timer interno per formare un circuito di base temporale per fornire impulsi di temporizzazione per altri circuiti.La funzione principale del NE555 è quella di utilizzare il suo timer interno per formare un circuito di base di tempo per fornire impulsi di temporizzazione per altri circuiti.Il circuito di base del tempo NE555 è disponibile in due pacchetti principali: uno è un pacchetto a 8 pin in linea di tuffo e l'altro è un piccolo pacchetto SOP-8.
Alternative ed equivalenti
• BL5372
• Na555
• KR3225Y
Design del timer NE555
Il timer 555 è stato progettato da Hans R. Camenzind nel 1971 per Sigognitik.Sigognitik è stato successivamente acquisito da Philips.I 555 chip prodotti da diversi produttori variano nella costruzione, con il chip 555 standard che integra 25 transistor, 2 diodi e 15 resistori, che sono guidati attraverso 8 pin (in un pacchetto DIP-8.) Derivati del 555 includono i 556 includono 556(Un chip DIP-14 che integra due 555S), nonché 558 e 559.
Il NE555 ha un intervallo di temperatura operativa da 0 ° C a 70 ° C, mentre il SE555 di livello militare è in grado di operare a temperature estreme da -55 ° C a 125 ° C.Le forme di imballaggio di 555 includono imballaggi in metallo ad alta affidabilità (rappresentati da T) e confezionamento di resina epossidica a basso costo (rappresentato da V).Pertanto, le etichette complete di 555 sono NE555V, NE555T, SE555V e SE555T, ecc. Sebbene vi sia una convinzione comune che il nome del chip 555 provenga dai tre resistori 5KQ al suo internoi tre numeri a caso.
Esistono anche versioni a bassa potenza del 555, tra cui 7555 e TLC555 usando i circuiti CMOS.Rispetto allo standard 555, il 7555 ha un consumo energetico inferiore.Inoltre, il produttore afferma che il perno di controllo 7555 non richiede un condensatore di terra come altri chip 555 e non è necessario che i condensatori di disaccoppiamento che eliminano glitch tra l'alimentazione e il terreno.
Composizione interna di NE555
NE555 è un classico circuito integrato.La sua struttura a circuito interno include tre moduli funzionali principali: comparatore di tensione e stadio di uscita, comparatore e flip-flop RS.Quanto segue fornirà un'analisi dettagliata del circuito interno di NE555:
Comparatore di tensione
Esiste un comparatore di tensione all'interno del NE555 per rilevare la tensione di alimentazione.L'uscita di questo comparatore di tensione è collegata al flip-flop RS.
Fase di output
Lo stadio di uscita è collegato al flip-flop RS ed è responsabile del controllo dello stato del pin di uscita (ovvero il pin 3).L'architettura di output del NE555 è un design a drenaggio aperto, il che significa che non può fornire direttamente un segnale di alto livello, ma può solo abbassare il perno di uscita.Pertanto, quando è necessario utilizzare un segnale di alto livello, di solito è necessario utilizzare una resistenza di pull-up esterna per tirare il perno di uscita su uno stato di alto livello.
Comparatore
Esistono due comparatori all'interno del NE555, vale a dire comparatore di soglia e comparatore di trigger.Il comparatore di soglia è collegato al pin 6 (thr) e il comparatore del trigger è collegato al pin 2 (trig).Questi due comparatori vengono utilizzati per rilevare le variazioni della tensione di soglia e della tensione di innesco.
Comparatore di soglia: quando la tensione aumenta sul pin di soglia (pin 6), questo comparatore emetterà un segnale di alto livello.Quando la tensione di soglia supera la tensione del trigger, l'uscita del comparatore cambierà.
Comparatore del trigger: quando la tensione scende sul pin di trigger (pin 2), questo comparatore emetterà un segnale di basso livello.Quando la tensione del trigger è inferiore alla tensione di soglia, l'uscita del comparatore cambierà.
Trigger RS
Il NE555 contiene un flip-flop RS internamente per archiviare lo stato del pin di uscita (pin 3).L'ingresso del flip-flop RS è controllato dalle uscite del comparatore di soglia e del comparatore del trigger.
R Input: è collegato all'uscita del comparatore di soglia e controlla il ripristino del flip-flop RS.
Input: è collegato all'uscita del comparatore del trigger e controlla l'impostazione del flip-flop RS.
Modalità operative del NE555
Il timer NE555 può funzionare in tre modalità di funzionamento:
Modalità instabile: non si riferisce a nessuno stato stabile.La modalità instabile del NE555 è spesso utilizzata in luci stroboscopiche, generatori di tono, generatori di segnale di impulso, circuiti logici come orologi e altri circuiti.
Modalità Bi-stabile: questa modalità è come una staffa per biciclette, che può essere stabilizzata nello stato sollevato e nello stato ridotto e cambierà solo quando è soggetta a una forza esterna.Si chiama bistabile perché ha due stati stabilizzati.
Modalità monostabile: questa modalità è come una porta equipaggiata con una porta più vicina, che può essere stabilizzata nello stato chiuso e può raggiungere lo stato aperto solo quando viene applicata una forza esterna.Una volta ritirata la forza esterna, la porta tornerà automaticamente allo stato chiuso.Poiché ha solo uno stato stabile, si chiama monostabile e la modalità monostabile del NE555 può essere utilizzata per applicazioni come timer, interruttori di lancio e misurazioni della capacità.
Principio di lavoro di NE555
Quando viene attivata la tensione di alimentazione VCC, il circuito inizia a funzionare e il condensatore C inizia a caricare immediatamente.Quando la tensione del condensatore C raggiunge 2/3 di VCC, l'output del comparatore interno cambierà a livello elevato e l'output cambierà anche da basso a livello elevato.Successivamente, quando la tensione del condensatore C scende a 1/3 di VCC, l'output del comparatore interno diventerà a basso livello e in questo momento l'uscita cambierà anche da un livello elevato a basso livello.Successivamente, il condensatore C inizia a ricaricare di nuovo e il circuito entra in un nuovo ciclo di lavoro.
Il periodo T (secondi) è determinato dai valori del condensatore esterno C e dai due resistori esterni R1 e R2.La formula è: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Il ciclo di lavoro D descrive la proporzione di tempo di alto livello nel ciclo dell'onda quadra e la sua formula è: d = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Pertanto, regolando i valori del condensatore C e dei resistori R1 e R2, possiamo cambiare il periodo e il ciclo di lavoro della forma d'onda d'onda quadrata.
In breve, il principio di lavoro di NE555 si basa sulla costruzione di un circuito sequenziale.Regolando i valori dei condensatori e dei resistori esterni, possiamo controllare il periodo e il ciclo di lavoro per generare vari forme d'onda di impulsi richieste.
Applicazione di NE555
NE555 Luce di delegazione del telecomando a infrarossi
Le case moderne sono comunemente dotate di telecomandi a infrarossi e possiamo utilizzare questi telecomandi esistenti per controllare una lampada di ritardo del tempo di controllo del telecomando a infrarossi.Nell'illustrazione, H rappresenta la testa del ricevitore a infrarossi integrata, mentre C1 è il condensatore del filtro.Poiché il telecomando emette una stringa di segnali di impulso digitale, dopo il filtro C1, otterrà un impulso negativo, questo impulso può innescare il circuito monostabile 555 per iniziare a funzionare.
NE555 Alarmante a ebollizione d'acqua
L'allarme d'acqua è composto principalmente da tre parti: circuito di controllo della temperatura, circuito di oscillazione a bassa frequenza e circuito di oscillazione ad alta frequenza.Tra questi, RP, RT e VT1 insieme formano un circuito di controllo della temperatura.Il circuito di oscillazione a bassa frequenza è composto da IC1, R2, R3, C1 e altri componenti, e il pin di reset di ripristino forzato è controllato da VT1.L'oscillatore ad alta frequenza è composto da componenti IC2, R4, R5, C2 e altri componenti e il suo terminal di ripristino forzato ④ il piede è controllato da IC1.Quando la temperatura dell'acqua raggiunge la temperatura preimpostata, il valore di resistenza di RT diventerà più piccolo, causando il taglio di VT1.Al momento, il pin ④ di IC1 diventa alto e IC1 inizia a oscillare e produrre impulsi a bassa frequenza.Questi impulsi modulano l'oscillatore ad alta frequenza composto da IC2 in modo che inizi a funzionare ed emette un suono di ticchettio.
NE555 Touch Timer Switch
IC1 è un pezzo di 555 circuito di temporizzazione che è configurato qui come circuito monostabile.Normalmente, poiché non vi è alcuna tensione indotta nel terminale P del touch pad, il condensatore C1 verrà completamente scaricato attraverso il pin 7 del 555, causando la produzione del pin 3 di un livello basso e relè KS nello stato rilasciato, quindi ilLa luce non si accenderà.
Quando dobbiamo accendere la luce, basta toccare la piastra metallica P con la mano, la tensione del segnale vaguale generata dall'induzione del corpo umano verrà aggiunta al terminale del trigger da 555 a C2, rendendo l'uscita di 555 cambia da basso a basso livelloLivello di alto livello.In questo momento, il relè KS verrà assorbito e la lampada viene quindi accesa.Allo stesso tempo, il pin 7 del 555 viene interrotto internamente e l'alimentazione addebiterà da C1 a R1, che segna l'inizio dei tempi.Quando la tensione sul condensatore C1 sale a 2/3 della tensione di alimentazione, il pin 7 della 555 conduce, scaricando C1, che fa sì che l'uscita del pin 3 cambi da alto a basso.A questo punto, il relè verrà rilasciato, la luce si spegne e il tempismo termina.Il tempo di temporizzazione è determinato principalmente dal valore di R1 e C1, la formula è: T1 = 1.1R1 * C1.Secondo i valori contrassegnati nella figura, il tempo di temporizzazione è di circa 4 minuti.Per D1, possiamo scegliere 1N4148 o 1N4001 questi due modelli.
Cinque circuiti classici di NE555
NE555 Circuito del timer di base
Questo è uno dei circuiti più comuni, che consiste in componenti come il chip, resistori e condensatori NE555.Regolando i valori dei resistori e dei condensatori, l'utente può impostare tempi di temporizzazione diversi.Questo circuito viene spesso utilizzato per generare segnali di temporizzazione a livello millisecondo, come segnali di impulsi e segnali d'onda quadrate.Il circuito è caratterizzato dalla sua struttura semplice, facile da implementare e può produrre segnali di temporizzazione più accurati.
Circuito di trigger monostabile NE555
Questo è un circuito che può generare un singolo segnale di impulso.Il circuito è costituito principalmente da NE555 e diversi resistori e condensatori e altri componenti.Regolando i valori dei resistori e dei condensatori, l'utente può cambiare la larghezza e ritardare il tempo dell'impulso.Questo circuito è comunemente usato per generare segnali a impulso singolo come segnali di trigger e segnali di sincronizzazione.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di generare un singolo segnale di impulso e il tempo di larghezza e ritardo dell'impulso può essere regolato.
Circuito bistabile flip-flop bistabile
Questo è un circuito che realizza la funzione logica flip-flop.Regolando i valori di resistori e condensatori, l'utente può modificare il tempo di infradito e la tensione di soglia del circuito.Questo circuito è comunemente utilizzato per implementare applicazioni come flip-flop logici e confronti di tensione.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di implementare la funzione logica flip-flop e il tempo di flip-flop e la tensione di soglia possono essere regolati, quindi è adatto per una varietà di diversi scenari di applicazione logica.
Circuito del generatore di onde quadrate NE555
Questo è un circuito che genera un segnale di onda quadra.Regolando i valori di resistenza e condensatore, l'utente può modificare la frequenza e il ciclo di lavoro dell'onda quadra.Questo circuito è comunemente usato per generare segnali d'onda quadrati come segnali digitali e segnali modulati.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di generare segnali d'onda quadra e è possibile regolare la frequenza e il ciclo di lavoro dell'onda quadra, quindi è adatto per una varietà di scenari di applicazione digitale e di modulazione.
Circuito dell'oscillatore multi-armonico NE555
Questo è un circuito che genera segnali d'onda rettangolari.Il circuito è costituito principalmente da due chip NE555 e diversi componenti come resistori e condensatori.L'utente può modificare in modo flessibile la frequenza e il ciclo di lavoro dell'oscillazione regolando i valori di questi resistori e condensatori.Di conseguenza, questo circuito può essere utilizzato per generare segnali audio o segnali modulati, ad esempio.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di generare segnali d'onda rettangolari con frequenza regolabile e ciclo di lavoro.
Domande frequenti [FAQ]
1. Qual è la funzione di NE555?
Il timer IC SE 555 funziona tra l'intervallo di temperatura da -55 ° C a 125 ° C in SE e l'IC NE 555 viene utilizzato per dove la temperatura varia da 0 ° C a 70 ° C.Ha una vasta gamma di usi nel campo elettronico come timer, ritardo, generazione di impulsi, oscillatore, ecc.
2. NE555 e IC 555 sono uguali?
Sì, il timer IC NE555 e il timer IC 555 sono uguali.Il NE555 è il numero di parte del timer IC.Generalmente, il NE555 IC è chiamato con il nome 555 Timer IC.
3. Qual è il principio di lavoro di NE555?
Un timer 555 può fungere da fermo SR attivo (sebbene senza un'uscita Q invertita) collegando un segnale di ingresso di ripristino al pin di ripristino e collegando un segnale di ingresso set al pin TR.Pertanto, il set di tiro momentaneamente basso agisce come "set" e passa l'output allo stato elevato (VCC).