Giới thiệu NE555, Cấu trúc nội bộ, Chế độ vận hành, Ứng dụng

NE555 là một bộ đếm thời gian mạch tích hợp nguyên khối có khả năng tạo ra các loại tín hiệu thời gian khác nhau.Nó được sử dụng rộng rãi trong đồng hồ điện tử, quản lý năng lượng, máy tính, màn hình LED và các thiết bị điện tử khác trên các trường khác nhau.Bài viết này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về NE555, bao gồm nền, thiết kế, cấu trúc nội bộ, mô tả mã PIN, chế độ hoạt động và nguyên tắc và ứng dụng, để giúp bạn sử dụng chip này tốt hơn.

NE555 là một trong những mô hình trong sê -ri IC Timer 555.Các chức năng và ứng dụng PIN của loạt bài này tương thích lẫn nhau, nhưng các mô hình chip khác nhau có thể khác nhau về giá, độ ổn định, hiệu suất tiết kiệm năng lượng và tần số dao động.

IC 555 Timer là một thành phần đa chức năng có mặt khắp nơi trong các mạch thời gian, chỉ đòi hỏi một số lượng tối thiểu các điện trở và tụ điện để tạo ra các tín hiệu xung khác nhau cần thiết cho các sản phẩm điện tử kỹ thuật số.Việc sử dụng chính của NE555 nằm ở khả năng hình thành mạch cơ sở thời gian với bộ hẹn giờ bên trong, do đó cung cấp các xung thời gian chính xác cho các mạch khác.

Nó có hai loại bao bì chính: DIP (gói nội tuyến kép) với cấu hình 8 chân có thể được chèn trực tiếp và gói SOP-8 nhỏ gọn hơn, phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với không gian.

Các lựa chọn thay thế và các tùy chọn tương đương:

• • BL5372
• • NA555
• • KR3225Y

IC 555 Timer được thiết kế bởi Hans R. Camenzind vào năm 1971 cho Signetics (sau này được Philips mua lại), với 25 bóng bán dẫn, 2 điốt và 15 điện trở, tất cả đều có thể truy cập thông qua gói Dip-8 8 chân.Thiết kế nền tảng này đã sinh ra các dẫn xuất khác nhau, bao gồm 556 (với hai 555 bộ hẹn giờ trong gói DIP-14) cũng như các mô hình 558 và 559.

NE555 hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ 0 ° C đến 70 ° C, phục vụ thị trường chung, trong khi đối tác cấp quân sự của nó, SE555, được thiết kế để chịu được nhiệt độ cực đoan từ -55 ° C đến 125 ° C.Các tùy chọn đóng gói cho IC đồng thời 555 phản ánh tính linh hoạt và phạm vi ứng dụng của nó, cung cấp kim loại có độ tin cậy cao (được biểu thị bằng vỏ hậu tố T) và nhựa epoxy (V) chi phí thấp, do đó, các nhãn toàn diện NE555V, NE555T, SE555V và SE555T.Công ước đặt tên của "555" thường được cho là bắt nguồn từ các điện trở 5kΩ bên trong của nó, mặc dù chính Camenzind đã bác bỏ điều này, làm rõ rằng việc lựa chọn tên "555" là tùy ý.

Để theo đuổi hiệu quả năng lượng, dòng 555 bao gồm các mô hình công suất thấp như 7555 và TLC555 dựa trên CMOS, tự hào với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các mô hình tiêu chuẩn.Theo tuyên bố của các nhà sản xuất, mô hình 7555 không yêu cầu tụ điện giữa pin điều khiển và mặt đất cũng như một tụ điện tách rời giữa nguồn điện và mặt đất để loại bỏ tiếng ồn, nhằm mục đích tiến bộ thiết kế làm giảm độ phức tạp và tăng cường hiệu suất.

NE555 là một mạch tích hợp cổ điển.Cấu trúc mạch bên trong của nó bao gồm ba đơn vị hoạt động chính: một bộ so sánh điện áp với giai đoạn đầu ra, các bộ so sánh khác nhau và một flip-flop RS.Dưới đây là phân tích chi tiết về mạch nội bộ của NE555:

1. Bộ so sánh điện áp: NE555 bao gồm bộ so sánh điện áp bên trong, được sử dụng để kiểm tra điện áp cung cấp và liên kết liền mạch đầu ra của nó với flip-flop RS để đảm bảo giám sát điện áp chính xác.

2. Giai đoạn đầu ra: Được kết nối với Flip-flop RS, giai đoạn đầu ra chủ yếu quản lý trạng thái của chân đầu ra (chân 3).Kiến trúc đầu ra của NE555 là một thiết kế thoát ra, không có khả năng truyền độc lập các tín hiệu cấp cao và yêu cầu điện trở kéo bên ngoài để đưa pin đầu ra đến trạng thái cao khi cần tín hiệu cấp cao.

3. Bộ so sánh: Trong NE555, hai bộ so sánh nổi bật: bộ so sánh ngưỡng và bộ so sánh kích hoạt, được liên kết với các chân 6 (THR) và 2 (Trig), tương ứng.

.Nếu điện áp ngưỡng vượt quá điện áp kích hoạt, đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi tương ứng.

(2) Khi điện áp trên chân kích hoạt (chân 2) giảm, bộ so sánh kích hoạt sẽ giảm đầu ra của nó thành tín hiệu mức thấp.Thay đổi đầu ra xảy ra khi điện áp kích hoạt giảm xuống dưới điện áp ngưỡng.

4. FLIP-FLOP RS: NE555 bao gồm RS Flip-Flop bên trong, được sử dụng để lưu trữ trạng thái của chân đầu ra (chân 3).Các đầu vào của flip-flop RS được điều khiển bởi các đầu ra của bộ so sánh ngưỡng và bộ so sánh kích hoạt.

.

(2) Đầu vào S xuất phát từ đầu ra của bộ so sánh kích hoạt, quản lý việc thiết lập flip-flop RS.

Tổng quan phân tích về mạch bên trong của NE555 nêu bật thiết kế phức tạp của nó, cho phép nó thực hiện một cách đáng tin cậy vai trò của nó như là một giải pháp thời gian linh hoạt.

Bộ hẹn giờ NE555 là một thành phần linh hoạt trong thiết kế điện tử, hoạt động ở ba chế độ chính, mỗi chế độ phù hợp với các chức năng mạch cụ thể:

1. Chế độ Astable: Cấu hình này được đặc trưng bởi sự mất ổn định vốn có của nó, dao động vô thời hạn mà không nhập trạng thái ổn định.Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu tín hiệu lặp đi lặp lại, chẳng hạn như đèn flash, bộ tạo âm thanh, bộ tạo xung và mạch thời gian, để tạo điều kiện cho dao động đầu ra liên tục.

2. Chế độ có thể sử dụng được: Phản ánh sự ổn định của chân đế xe đạp, cho dù được nâng lên hay hạ thấp, chế độ này duy trì sự ổn định ở hai trạng thái khác nhau, chỉ chuyển đổi với sự can thiệp bên ngoài.Được biết đến là có thể sử dụng được do hai điều kiện ổn định của nó, nó cho phép NE555 hoạt động như một công tắc bật tắt, phản ứng với các đầu vào bên ngoài để thay đổi trạng thái của nó.

3. Chế độ đơn vị: Tương tự như một cánh cửa được trang bị gần hơn, nó vẫn được đóng một cách an toàn cho đến khi mở ra.Trong chế độ này, NE555 ổn định ở một trạng thái duy nhất, chỉ được kích hoạt bởi một kích hoạt bên ngoài và tự động trở về trạng thái ban đầu sau khi loại bỏ kích hoạt.Hoạt động đơn lẻ này phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu một tín hiệu đầu ra thời gian duy nhất, chẳng hạn như bộ hẹn giờ, công tắc cảm ứng và mét điện dung.

Khi điện áp nguồn VCC được bắt đầu, mạch bắt đầu hoạt động, khiến tụ C bắt đầu sạc ngay lập tức.Khi điện áp trên tụ C đạt hai phần ba VCC, đầu ra của bộ so sánh bên trong tăng cao, chuyển đầu ra từ thấp đến cao.Sau đó, việc giảm điện áp tụ điện xuống một phần ba VCC kích hoạt bộ so sánh bên trong để hoàn nguyên đầu ra của nó ở mức thấp, khiến đầu ra ra ngoài chuyển từ cao xuống thấp.Sau đó, tụ C tiếp tục sạc, đẩy mạch vào một chu kỳ hoạt động mới.

Thời gian T (tính bằng giây) được xác định bởi các giá trị của tụ điện bên ngoài C và hai điện trở bên ngoài R1 và R2, với công thức: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Tỷ lệ của thời lượng cấp cao của sóng vuông trong toàn bộ chu kỳ, được tính là: d = (r1+r2)/(r1+2 × r2).Do đó, bằng cách tinh chỉnh các giá trị của tụ C và điện trở R1 và R2, chu kỳ thời gian và nhiệm vụ của dạng sóng vuông có thể được sửa đổi.

Về cơ bản, nguyên tắc hoạt động của NE555 xoay quanh việc xây dựng một mạch thời gian.Bằng cách điều chỉnh các giá trị của các tụ điện và điện trở bên ngoài, chu kỳ thời gian và nhiệm vụ có thể được kiểm soát, tạo điều kiện cho việc tạo ra các dạng sóng xung mong muốn.

1. NE555 Ánh sáng độ trễ điều khiển hồng ngoại:

Các hộ gia đình 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 điều khiển từ xa hồng ngoại.Trong thiết lập này, "H" đại diện cho bộ thu hồng ngoại tích hợp và "C1" hoạt động như một tụ điện lọc.Tín hiệu từ điều khiển từ xa, sau khi được C1 lọc, tạo ra một xung âm, kích hoạt mạch đơn của NE555 để kích hoạt.

2. Báo động nước sôi NE555:

Hệ thống báo động này khéo léo thiết kế một mạch điều khiển nhiệt độ, bộ tạo dao động tần số thấp và bộ tạo dao động tần số cao.Kiểm soát nhiệt độ đạt được bằng cách kết hợp RP, RT và VT1.Dao động tần số thấp liên quan đến IC1, R2, R3 và C1, trong đó VT1 ảnh hưởng đến chân đặt lại của nó (chân 4).Đồng thời, bộ dao động tần số cao bao gồm IC1, R4, R5 và C2 được điều chỉnh bởi IC1.Khi đạt đến nhiệt độ đặt trước, điện trở của RT giảm, khiến VT1 ngừng hoạt động.Do đó, IC1 dao động, phát các xung tần số thấp điều chỉnh bộ tạo dao động tần số cao trong IC2, do đó tạo ra một báo động âm thanh.

3. Công tắc thời gian kích hoạt cảm ứng NE555:

Cấu hình trên là một mạch có thể điều trị được, trong đó bộ đếm thời gian IC1 (NE555) trong điều kiện bình thường thấy tụ C1 được xả hoàn toàn qua chân 7 của NE555, dẫn đến đầu ra thấp ở chân 3, giữ cho rơle (KS) và tắt đèn kết nối.Một cú chạm đơn giản trên tấm kim loại "P" có thể kích hoạt đèn, sử dụng điện áp tín hiệu đi lạc từ cơ thể con người được truyền đến pin kích hoạt NE555 qua C2, lật đầu ra lên cao.Hoạt động này kích hoạt rơle (KS) và sáng lên.Đồng thời, bộ đếm thời gian bắt đầu khi R1 sạc C1, với thời gian thời gian được đặt bởi T1 = 1.1R1*C1, tương đương với bốn phút, dựa trên các giá trị thành phần được cung cấp.Các tùy chọn diode cho D1 bao gồm các mô hình 1N4148 hoặc 1N4001.

1. Mạch hẹn giờ NE555 cơ bản

Mạch cơ bản nhưng được sử dụng rộng rãi này, bao gồm chip NE555 cùng với các điện trở và tụ điện, thuận tiện tạo ra các tín hiệu thời gian ở mức độ nghìn giây, như xung và sóng vuông.Đặc trưng của nó nằm ở tính đơn giản và độ chính xác của nó, dễ dàng tạo ra các tín hiệu thời gian chính xác.

2. Mạch Monostable NE555

Có khả năng tạo ra một tín hiệu xung duy nhất, cấu hình này được xây dựng xung quanh NE555 cùng với các điện trở và tụ điện khác nhau.Bằng cách thay đổi các thành phần này, có thể điều chỉnh chiều rộng xung và độ trễ, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để tạo tín hiệu kích hoạt và đồng bộ hóa.Mạch được đặc trưng bởi khả năng tạo ra một tín hiệu xung duy nhất, với độ rộng xung có thể điều chỉnh và thời gian trễ.

3. Mạch có thể sử dụng được NE555

Mạch này thực hiện chức năng flip-flop logic, cho phép sửa đổi thời gian kích hoạt và điện áp ngưỡng thông qua việc điều chỉnh các điện trở và tụ điện, thường được sử dụng để các ứng dụng flip logic và các ứng dụng so sánh điện áp.

4. Mạch tạo sóng vuông NE555

Được thiết kế để tạo ra các tín hiệu sóng vuông, điều chỉnh các điện trở và tụ điện trong mạch này thay đổi tần số và chu kỳ nhiệm vụ của nó.Chủ yếu được sử dụng để tạo tín hiệu kỹ thuật số và điều chế, khả năng tùy chỉnh tần số sóng vuông và chu kỳ nhiệm vụ làm cho nó phù hợp với nhiều tác vụ kỹ thuật số và điều chế.

5. Mạch đa dòng Astable NE555

Bao gồm hai chip NE555 và các điện trở và tụ điện bổ sung, mạch này tạo ra các tín hiệu sóng hình chữ nhật có thể điều chỉnh.Tần suất và chu kỳ nhiệm vụ có thể được điều chỉnh tinh chỉnh, làm cho nó phù hợp để tạo ra tín hiệu âm thanh hoặc điều chế.Mạch được đặc trưng bởi khả năng cung cấp sóng hình chữ nhật với tần số và chu kỳ nhiệm vụ có thể tùy chỉnh.

1. Chức năng của NE555 là gì?

IC đồng thời SE 555 hoạt động trong phạm vi nhiệt độ -55 ° C đến 125 ° C, trong khi IC NE 555 được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ 0 ° C đến 70 ° C.Nó có một loạt các ứng dụng trong trường Điện tử, chẳng hạn như bộ định thời, độ trễ, tạo xung, bộ dao động, v.v.

2. Các NE555 và IC 555 có giống nhau không?

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

3. Nguyên tắc hoạt động của NE555 là gì?

Bằng cách kết nối tín hiệu đầu vào đặt lại với chân đặt lại và tín hiệu đầu vào tập hợp với chân TR, bộ định thời 555 có thể hoạt động như một chốt SR hiệu quả ở mức độ thấp (mặc dù không có đầu ra Q nghịch đảo).Do đó, trong giây lát, việc kéo thấp có thể hoạt động như một "bộ" và chuyển đầu ra sang trạng thái cao (VCC).