Khám phá IC Hẹn giờ NE555: Các tính năng chính, Nguyên tắc thiết kế và các ứng dụng trong thế giới thực

NE555 là một bộ hẹn giờ mạch tích hợp nguyên khối có thể tạo ra các loại tín hiệu thời gian khác nhau.Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau trong các khu vực như đồng hồ điện tử, quản lý năng lượng, máy tính và màn hình LED.Mục đích của bài viết này là cung cấp thông tin chi tiết về NE555, bao gồm nền tảng sinh, thiết kế, cấu trúc bên trong, mô tả pin, chế độ vận hành và nguyên tắc, cũng như các ứng dụng, để giúp bạn sử dụng chip tốt hơn.

Danh mục

Nền khai sinh của NE555

Có niên đại từ đầu những năm 1970, chip Timer IC NE555 được thiết kế bởi Hans Camenzind, một kỹ sư tại Signetic Corporation (nay là một phần của NXP S bán dẫn, Inc.) ở Hoa Kỳ, và được phát hành vào năm 1971. NE555 ban đầu được thiết kế để cung cấp để cung cấp để cung cấpMột giải pháp hẹn giờ giá cả phải chăng và mạnh mẽ.Bối cảnh của sự sáng tạo của nó chủ yếu liên quan đến các khía cạnh sau:

Thiết kế của Hans Camenzind: Hans Camenzind là một kỹ sư điện từ Thụy Sĩ, người chuyên phát triển các thiết kế mạch tích hợp sáng tạo.Triết lý thiết kế của ông là tạo ra một con chip linh hoạt, dễ sử dụng và áp dụng rộng rãi.Dựa trên triết lý này, ông đã thiết kế thành công NE555 và đưa nó ra thị trường.

Phát triển công nghệ mạch tích hợp: Những năm 1960 và 1970 là thời kỳ phát triển nhanh chóng của công nghệ mạch tích hợp.Với sự tiến bộ của công nghệ và cải tiến quy trình sản xuất, các nhà thiết kế chip có khả năng tích hợp nhiều chức năng hơn vào một chip duy nhất, do đó cung cấp nhiều ứng dụng và giải pháp hơn.

Sự xuất hiện của nhu cầu: Trong ngành công nghiệp điện tử vào thời điểm đó, những người hẹn giờ đóng một vai trò quan trọng trong tất cả các loại mạch và hệ thống.Tuy nhiên, các giải pháp hẹn giờ sớm thường có một số hạn chế, chẳng hạn như chi phí cao, kích thước lớn hoặc giới hạn chức năng.Do đó, có một nhu cầu cấp thiết cho một con chip hẹn giờ giá cả phải chăng và mạnh mẽ trên thị trường.

Giới thiệu về NE555

NE555 là một trong những mô hình trong chuỗi ICS thời gian 555.Các chức năng và ứng dụng PIN của loạt IC này tương thích với nhau, nhưng sự ổn định, hiệu suất tiết kiệm năng lượng và tần số dao động của các mô hình khác nhau của chip do chênh lệch giá cũng có thể khác nhau.555 là một IC thời gian được sử dụng rộng rãi và cực kỳ phổ biến, chỉ một số lượng nhỏ điện trở và tụ điện, có thể tạo ra nhiều tín hiệu xung tần số khác nhau cần thiết cho các mạch kỹ thuật số.555 là vai trò chính của NE555 là sử dụng bộ hẹn giờ bên trong của nó để tạo thành một mạch cơ sở thời gian để cung cấp các xung thời gian cho các mạch khác.Chức năng chính của NE555 là sử dụng bộ hẹn giờ bên trong của nó để tạo thành một mạch cơ sở thời gian để cung cấp các xung thời gian cho các mạch khác.Mạch cơ sở thời gian NE555 có sẵn trong hai gói chính: một gói là gói 8 chân trong dòng nhúng và gói còn lại là gói nhỏ SOP-8.

Giải pháp thay thế và tương đương

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Thiết kế bộ đếm thời gian NE555

Bộ đếm thời gian 555 được thiết kế bởi Hans R. Camenzind vào năm 1971 cho Sigognitik.Sigognitik sau đó đã được Philips mua lại.555 chip được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau khác nhau trong xây dựng, với chip 555 tiêu chuẩn tích hợp 25 bóng bán dẫn, 2 điốt và 15 điện trở, được dẫn qua 8 chân (trong gói Dip-8.)(Một chip DIP-14 tích hợp hai 555) cũng như 558 và 559.

NE555 có phạm vi nhiệt độ hoạt động từ 0 ° C đến 70 ° C, trong khi SE555 cấp quân sự có khả năng hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt từ -55 ° C đến 125 ° C.Các hình thức đóng gói của 555 bao gồm bao bì kim loại có độ tin cậy cao (được đại diện bởi T) và bao bì nhựa epoxy chi phí thấp (được đại diện bởi V).Do đó, các nhãn hoàn chỉnh của 555 là NE555V, NE555T, SE555V và SE555T, v.v. Mặc dù có một niềm tin chung rằng tên của chip 555 đến từ ba điện trở 5kq bên trong nóba số ngẫu nhiên.

Ngoài ra còn có các phiên bản năng lượng thấp của 555, bao gồm 7555 và TLC555 sử dụng các mạch CMOS.So với tiêu chuẩn 555, 7555 có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn.Ngoài ra, nhà sản xuất tuyên bố rằng pin điều khiển 7555 không yêu cầu một tụ điện mặt đất như 555 chip khác và không cần phải loại bỏ các tụ tách rời giữa nguồn điện và mặt đất.

Thành phần bên trong của NE555

NE555 là một mạch tích hợp cổ điển.Cấu trúc mạch bên trong của nó bao gồm ba mô-đun chức năng chính: bộ so sánh điện áp và giai đoạn đầu ra, bộ so sánh và flip-flop RS.Sau đây sẽ cung cấp một phân tích chi tiết về mạch nội bộ của NE555:

So sánh điện áp

Có một bộ so sánh điện áp bên trong NE555 để phát hiện điện áp nguồn.Đầu ra của bộ so sánh điện áp này được kết nối với flip-flop RS.

Giai đoạn đầu ra

Giai đoạn đầu ra được kết nối với FLIP-flop RS và chịu trách nhiệm điều khiển trạng thái của chân đầu ra (tức là chân 3).Kiến trúc đầu ra của NE555 là một thiết kế thoát ra, có nghĩa là nó không thể trực tiếp cung cấp tín hiệu cấp cao, nhưng chỉ có thể kéo pin đầu ra thấp.Do đó, khi tín hiệu cấp cao cần phải được đầu ra, thường cần sử dụng điện trở kéo bên ngoài để kéo chân đầu ra đến trạng thái cấp cao.

Người so sánh

Có hai bộ so sánh bên trong NE555, cụ thể là so sánh ngưỡng và so sánh kích hoạt.Bộ so sánh ngưỡng được kết nối với chân 6 (THR) và bộ so sánh kích hoạt được kết nối với chân 2 (Trig).Hai bộ so sánh này được sử dụng để phát hiện các thay đổi trong điện áp ngưỡng và điện áp kích hoạt.

Bộ so sánh ngưỡng: Khi điện áp tăng ở chân ngưỡng (chân 6), bộ so sánh này sẽ xuất ra tín hiệu mức cao.Khi điện áp ngưỡng vượt quá điện áp kích hoạt, đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi.

Bộ so sánh kích hoạt: Khi điện áp giảm ở chân kích hoạt (chân 2), bộ so sánh này sẽ xuất ra tín hiệu mức thấp.Khi điện áp kích hoạt thấp hơn điện áp ngưỡng, đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi.

RS Trigger

NE555 chứa một flip-flop RS bên trong để lưu trữ trạng thái của chân đầu ra (chân 3).Đầu vào của FLIP-flop RS được điều khiển bởi các đầu ra của bộ so sánh ngưỡng và bộ so sánh kích hoạt.

R đầu vào: Nó được kết nối với đầu ra của bộ so sánh ngưỡng và điều khiển thiết lập lại của flip-flop RS.

Đầu vào: Nó được kết nối với đầu ra của bộ so sánh kích hoạt và điều khiển cài đặt của flip-flop RS.

Các chế độ hoạt động của NE555

Bộ hẹn giờ NE555 có thể hoạt động trong ba chế độ hoạt động:

Chế độ không ổn định: Nó không đề cập đến trạng thái ổn định.Chế độ không ổn định của NE555 thường được sử dụng trong đèn nhấp nháy, bộ tạo âm, bộ tạo tín hiệu xung, mạch logic như đồng hồ và các mạch khác.

Chế độ ổn định bi: Chế độ này giống như một khung xe đạp, có thể được ổn định ở trạng thái nâng cũng như ở trạng thái hạ thấp và sẽ chỉ thay đổi khi nó chịu lực bên ngoài.Nó được gọi là Bistable vì nó có hai trạng thái ổn định.

Chế độ đơn vị: Chế độ này giống như một cánh cửa được trang bị cửa gần hơn, có thể ổn định ở trạng thái đóng và chỉ có thể đạt đến trạng thái mở khi áp dụng lực bên ngoài.Khi lực bên ngoài được rút, cánh cửa sẽ tự động trở về trạng thái đóng.Vì nó chỉ có một trạng thái ổn định, nên nó được gọi là Monostable và chế độ Monostable của NE555 có thể được sử dụng cho các ứng dụng như bộ hẹn giờ, công tắc flick và phép đo điện dung.

Nguyên tắc làm việc của NE555

Khi điện áp nguồn VCC được bật, mạch bắt đầu hoạt động và tụ C bắt đầu sạc ngay lập tức.Khi điện áp của tụ C đạt 2/3 VCC, đầu ra của bộ so sánh bên trong sẽ thay đổi lên mức cao và đầu ra cũng sẽ thay đổi từ mức thấp sang mức cao.Sau đó, khi điện áp của tụ C giảm xuống còn 1/3 VCC, đầu ra của bộ so sánh bên trong sẽ trở thành mức thấp và tại thời điểm này, đầu ra cũng sẽ thay đổi từ mức cao trở lại mức thấp.Sau đó, tụ C bắt đầu sạc lại và mạch đi vào một chu kỳ làm việc mới.

Thời kỳ t (giây) được xác định bởi các giá trị của tụ điện bên ngoài C và hai điện trở bên ngoài R1 và R2.Công thức là: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × c.Chu kỳ nhiệm vụ D mô tả tỷ lệ thời gian cấp cao trong chu kỳ sóng vuông và công thức của nó là: d = (r1 + r2) / (r1 + 2 × r2).Do đó, bằng cách điều chỉnh các giá trị của tụ C và điện trở R1 và R2, chúng ta có thể thay đổi chu kỳ và chu kỳ nhiệm vụ của dạng sóng vuông.

Nói tóm lại, nguyên tắc làm việc của NE555 dựa trên việc xây dựng một mạch tuần tự.Bằng cách điều chỉnh các giá trị của các tụ điện và điện trở bên ngoài, chúng ta có thể kiểm soát thời gian và chu kỳ nhiệm vụ để tạo ra các dạng sóng xung cần thiết khác nhau.

Áp dụng NE555

NE555 Ánh sáng tiêu chuẩn thời gian điều khiển từ xa hồng ngoại

Những ngôi nhà hiện đại thường được trang bị các điều khiển từ xa hồng ngoại và chúng ta có thể sử dụng các điều khiển từ xa hiện có này để điều khiển đèn trì hoãn thời gian điều khiển từ xa hồng ngoại.Trong hình minh họa, H đại diện cho đầu máy thu hồng ngoại tích hợp, trong khi C1 là tụ điện lọc.Khi điều khiển từ xa phát ra một chuỗi các tín hiệu xung kỹ thuật số, sau bộ lọc C1, nó sẽ nhận được xung âm, xung này có thể kích hoạt mạch đơn 555 để bắt đầu hoạt động.

Báo động nước sôi NE555

Báo động nước chủ yếu bao gồm ba phần: mạch điều khiển nhiệt độ, mạch dao động tần số thấp và mạch dao động tần số cao.Trong số đó, RP, RT và VT1 cùng nhau tạo thành một mạch điều khiển nhiệt độ.Mạch dao động tần số thấp bao gồm IC1, R2, R3, C1 và các thành phần khác, và thiết bị đầu cuối đặt lại bắt buộc của nó được điều khiển bởi VT1.Bộ tạo dao động tần số cao bao gồm IC2, R4, R5, C2 và các thành phần khác, và thiết bị đầu cuối đặt lại bắt buộc của nó được điều khiển bởi IC1.Khi nhiệt độ nước đạt đến nhiệt độ đặt trước, giá trị điện trở của RT sẽ trở nên nhỏ hơn, khiến VT1 bị cắt.Tại thời điểm này, pin ④ của IC1 trở nên cao và IC1 bắt đầu dao động và xuất các xung tần số thấp.Các xung này điều chỉnh bộ tạo dao động tần số cao bao gồm IC2 để nó bắt đầu hoạt động và phát ra một âm thanh đánh dấu.

Công tắc hẹn giờ Touch Ne555

IC1 là một đoạn của 555 mạch thời gian được cấu hình ở đây dưới dạng mạch đơn.Thông thường, vì không có điện áp cảm ứng ở đầu P của miếng đệm cảm ứng, tụ C1 sẽ được xả hoàn toàn qua chân 7 của 555, khiến chân 3 phát ra mức thấp và chuyển tiếp ks ở trạng thái giải phóng, vì vậyÁnh sáng sẽ không bật sáng.

Khi chúng ta cần bật đèn, chỉ cần chạm vào tấm kim loại P bằng tay của bạn, điện áp tín hiệu đi lạc được tạo ra bởi cảm ứng cơ thể con người sẽ được thêm vào đầu cuối kích hoạt 555 đến C2, làm cho đầu ra của 555 thay đổi từ mức thấp sang mức thấpcấp độ cao.Tại thời điểm này, rơle KS sẽ được hấp thụ và đèn sau đó được thắp sáng.Đồng thời, chân 7 của 555 bị cắt bên trong và nguồn điện sẽ sạc C1 đến R1, đánh dấu sự khởi đầu của thời gian.Khi điện áp trên tụ C1 tăng lên 2/3 điện áp cung cấp, chân 7 của 555 sẽ tiến hành, xả C1, khiến đầu ra của chân 3 thay đổi từ cao đến thấp.Tại thời điểm này, rơle sẽ được giải phóng, ánh sáng tắt và thời gian kết thúc.Thời gian thời gian chủ yếu được xác định bởi giá trị của R1 và C1, công thức là: T1 = 1.1R1 * C1.Theo các giá trị được đánh dấu trong hình, thời gian là khoảng 4 phút.Đối với D1, chúng ta có thể chọn 1N4148 hoặc 1N4001 hai mô hình này.

Năm mạch cổ điển của NE555

Mạch hẹn giờ cơ bản NE555

Đây là một trong những mạch phổ biến nhất, bao gồm các thành phần như chip NE555, điện trở và tụ điện.Bằng cách điều chỉnh các giá trị của các điện trở và tụ điện, người dùng có thể đặt thời gian khác nhau.Mạch này thường được sử dụng để tạo ra các tín hiệu thời gian ở mức độ nghìn giây, chẳng hạn như tín hiệu xung và tín hiệu sóng vuông.Mạch được đặc trưng bởi cấu trúc đơn giản của nó, dễ thực hiện và có thể tạo ra các tín hiệu thời gian chính xác hơn.

Mạch kích hoạt Monostable NE555

Đây là một mạch có thể tạo ra một tín hiệu xung duy nhất.Mạch chủ yếu bao gồm NE555 và một số điện trở và tụ điện và các thành phần khác.Bằng cách điều chỉnh các giá trị của các điện trở và tụ điện, người dùng có thể thay đổi thời gian độ rộng và độ trễ của xung.Mạch này thường được sử dụng để tạo ra các tín hiệu xung đơn như tín hiệu kích hoạt và tín hiệu đồng bộ hóa.Mạch được đặc trưng bởi khả năng tạo ra một tín hiệu xung duy nhất và thời gian chiều rộng và độ trễ của xung có thể được điều chỉnh.

NE555 Mạch lật có thể sử dụng được

Đây là một mạch nhận ra chức năng Flip-flop logic.Bằng cách điều chỉnh các giá trị của điện trở và tụ điện, người dùng có thể thay đổi thời gian lật và điện áp ngưỡng của mạch.Mạch này thường được sử dụng để thực hiện các ứng dụng như flip flip và so sánh điện áp logic.Mạch được đặc trưng bởi khả năng thực hiện chức năng Flip-flop logic và thời gian và điện áp ngưỡng Flip-flop có thể được điều chỉnh, do đó, phù hợp cho nhiều kịch bản ứng dụng logic khác nhau.

Mạch tạo sóng vuông NE555

Đây là một mạch tạo ra tín hiệu sóng vuông.Bằng cách điều chỉnh các giá trị điện trở và tụ điện, người dùng có thể thay đổi tần số và chu kỳ nhiệm vụ của sóng vuông.Mạch này thường được sử dụng để tạo tín hiệu sóng vuông như tín hiệu kỹ thuật số và tín hiệu điều chế.Mạch được đặc trưng bởi khả năng tạo ra các tín hiệu sóng vuông, và chu kỳ tần số và nhiệm vụ của sóng vuông có thể được điều chỉnh, do đó, nó phù hợp với nhiều kịch bản ứng dụng kỹ thuật số và điều chế.

Mạch dao động đa sắc thái NE555

Đây là một mạch tạo ra tín hiệu sóng hình chữ nhật.Mạch chủ yếu bao gồm hai chip NE555 và một số thành phần như điện trở và tụ điện.Người dùng có thể thay đổi linh hoạt chu kỳ tần số và nhiệm vụ của dao động bằng cách điều chỉnh các giá trị của các điện trở và tụ điện này.Do đó, mạch này có thể được sử dụng để tạo tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu được điều chế, ví dụ.Mạch được đặc trưng bởi khả năng tạo tín hiệu sóng hình chữ nhật với tần số và chu kỳ nhiệm vụ có thể điều chỉnh.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Chức năng của NE555 là gì?

IC bộ hẹn giờ SE 555 hoạt động giữa phạm vi nhiệt độ -55 ° C đến 125 ° C trong SE và IC NE 555 được sử dụng cho nơi nhiệt độ dao động từ 0 ° C đến 70 ° C.Nó có một loạt các cách sử dụng trong trường điện tử như một bộ đếm thời gian, độ trễ, tạo xung, bộ dao động, v.v.

2. NE555 và IC 555 có giống nhau không?

Có, IC đồng thời NE555 IC và 555 bộ hẹn giờ là giống nhau.NE555 là số phần của IC hẹn giờ.Nói chung, IC NE555 được gọi bằng tên IC đồng thời 555.

3. Nguyên tắc làm việc của NE555 là gì?

Bộ hẹn giờ 555 có thể hoạt động như một chốt SR hoạt động thấp (mặc dù không có đầu ra Q ngược) bằng cách kết nối tín hiệu đầu vào đặt lại với chân đặt lại và kết nối tín hiệu đầu vào tập hợp với chân TR.Do đó, việc kéo bộ thấp trong giây lát hoạt động như một "bộ" và chuyển đầu ra sang trạng thái cao (VCC).