| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Теория и практика применения таймера 555. Часть первая. Главная -> Статьи -> Основы цифровой техники -> Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Часть первая. Теоретическая.Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! - Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все. Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics
Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием "Интегральный
таймер" (The IC Time Machine). А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:
В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы - гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется. Начнем с корпуса и выводов.
Микросхема выпускается в двух типах корпусов - пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась - сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем - 556 и 558. 556 - это сдвоенная версия таймера, 558 - счетверенная. ![]() Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над
этим предложением. Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги - какой вывод для чего нужен и что все это значит. ![]() Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги...): 1. Земля. Особо комментировать тут нечего - вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы. 2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С - это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА. 3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий - высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс. 4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания - это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости. 5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей. 6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные. 7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера. 8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт. Впитали? Едем дальше. ![]() Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему.
Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе - низкий уровень,
конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ - мы подаем
серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит? К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам - работает ваш экземпляр таймера или нет. ![]() Если после включения питания мигают оба светодиода - значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот - горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания - 9 вольт. Например, от батареи "Крона". Теперь рассмотрим режимы работы этой
микросхемы. Второй режим - это генератор импульсов. Микросхема может
выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых
определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну
или браслетик. Антистатический.) ![]() Схема включения микросхемы показана на рисунке.
RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора
и конденсатора подключен вывод 6 - Останов. Это вход компаратора №1. Сюда
же подключен вывод 7 - Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 -
Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема - один
резистор и один конденсатор - куда уж проще? Для повышения
помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через
конденсатор емкостью 10нФ. Время, на которое таймер, так сказать "выходит из себя",
может быть от одной миллисекунды до сотен секунд. Перейдем ко второму режиму. ![]() В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих
компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и
конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается
через резисторы R1 и R2. ![]() Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения
питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает
выход таймер - напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор
Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как
только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания,
компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова
появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова
начнет заряжаться... фууу, чет у меня голова закружилась уже. ![]() Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C - в фарадах,
частота получается в Герцах. Источник: www.radiokot.ru
Добавил: Павел (Admin) ![]() Автор: ![]() Вас может заинтересовать:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|