NE555 Einführung, interne Struktur, Betriebsmodus, Anwendungen

Der NE555 ist ein monolithischer integrierter Schaltungs -Timer, der verschiedene Arten von Zeitsignalen erzeugen kann.Es wird ausführlich in elektronischen Uhren, Stromverwaltung, Taschenrechnern, LED -Displays und anderen elektronischen Geräten auf verschiedenen Bereichen verwendet.Dieser Artikel zielt darauf ab, detaillierte Informationen zum NE555 zu liefern, einschließlich des Hintergrunds, des Designs, seiner internen Struktur, der PIN -Beschreibungen, der Betriebsmodi und -prinzipien sowie der Anwendungen, um diesen Chip besser zu nutzen.

Der NE555 ist eines der Modelle in der 555 Timer IC -Serie.Die Pinfunktionen und Anwendungen dieser Serie sind gegenseitig kompatibel, aber unterschiedliche Chipmodelle können sich in Bezug auf Preis, Stabilität, Leistungssparleistung und Schwingungsfrequenz variieren.

Der 555 Timer IC ist eine allgegenwärtige multifunktionale Komponente in Zeitschaltungen, die nur eine minimale Anzahl von Widerständen und Kondensatoren erfordert, um die verschiedenen Impulssignale zu erzeugen, die für digitale elektronische Produkte wesentlich sind.Die primäre Verwendung des NE555 liegt in seiner Fähigkeit, einen Zeitbasiskreis mit einem internen Timer zu bilden, wodurch präzise Timing-Impulse für andere Schaltkreise bereitgestellt werden.

Es verfügt über zwei Hauptverpackungstypen: das DIP (Dual Inline-Paket) mit einer 8-poligen Konfiguration, die direkt eingefügt werden kann, und das kompaktere SOP-8-Paket, das für platzempfindliche Anwendungen geeignet ist.

Alternativen und gleichwertige Optionen:

• • BL5372
• • NA555
• • KR3225Y

Der 555 Timer IC wurde 1971 von Hans R. Camenzind für Signetics (später von Philips) mit 25 Transistoren, 2 Dioden und 15 Widerständen entworfen, die alle über ein 8-poligen DIP-8-Paket zugänglich sind.Dieses grundlegende Design brachte verschiedene Derivate hervor, darunter 556 (mit zwei 555 Timern in einem DIP-14-Paket) sowie die Modelle 558 und 559.

Der NE555 arbeitet innerhalb eines Temperaturbereichs von 0 ° C bis 70 ° C und dient dem allgemeinen Markt, während sein Gegenstück zur Militärqualität, der SE555, extremen Temperaturen von -55 ° C bis 125 ° C standhalten soll.Die Verpackungsoptionen für den 555-Timer-IC spiegeln ihre Vielseitigkeit und Anwendungsreichweite wider und bieten hochzuverständliche Metall (angezeigt durch das Suffix T) und das kostengünstige Epoxidharz (V) -Hülsen, damit die umfassenden Etiketten NE555v, NE555T, SE555V und SE555T.Es wird allgemein angenommen, dass die Namenskonvention von "555" von seinen internen 5 -kΩ -Widerständen stammt, obwohl Camenzind dies widerlegte, was klarstellte, dass die Auswahl des Namens "555" willkürlich war.

Bei der Verfolgung der Energieeffizienz umfasst die 555-Serie Modelle mit geringer Leistung wie 7555 und den CMOS-basierten TLC555, das im Vergleich zu den Standardmodellen einen geringeren Energieverbrauch aufweist.Wie von den Herstellern behauptet, erfordert das 7555 -Modell keinen Bypass -Kondensator zwischen dem Kontrollstift und dem Boden, noch einem Entkopplungskondensator zwischen der Stromversorgung und dem Boden, um Rauschen zu beseitigen, wodurch ein Entwurfsaufstieg abzielt, der die Komplexität verringert und die Leistung verbessert.

Der NE555 ist eine klassische integrierte Schaltung.Seine interne Schaltungsstruktur besteht aus drei wichtigen Betriebseinheiten: einem Spannungsvergleich mit einer Ausgangsstufe, verschiedenen Komparatoren und einem RS-Flip-Flop.Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse des internen Schaltkreises des NE555:

1. Spannungsvergleich: Der NE555 enthält intern einen Spannungsvergleich, der zur Überprüfung der Versorgungsspannung und zur nahtlosen Verknüpfung des Ausgangs mit dem RS-Flip-Flop verwendet wird, um eine genaue Spannungsüberwachung zu gewährleisten.

2. Ausgangsstufe: Die Ausgangsstufe wird mit dem RS-Flip-Flop angeschlossen und verwaltet hauptsächlich den Status des Ausgangsstiftes (Pin 3).Die Ausgangsarchitektur der NE55 ist ein offenes Drain-Design, das nicht in der Lage ist, unabhängig von hoher Ebene Signale zu übertragen und einen externen Pull-up-Widerstand zu erfordern, um den Ausgangsstift in einen hohen Zustand zu bringen, wenn ein hochrangiges Signal benötigt wird.

3. Komparatoren: Im NE555 stechen zwei Komparatoren hervor: Der Schwellenwertvergleich und der Triggervergleich, der mit Pins 6 (Thr) bzw. 2 (Trig) verbunden ist.

(1) Wenn die Spannung am Schwellenstift (Pin 6) zunimmt, erhöht der Schwellenwertvergleich seinen Ausgang auf ein hochstufiges Signal.Wenn die Schwellenspannung die Triggerspannung überschreitet, ändert sich der Ausgang des Komparators entsprechend.

(2) Wenn die Spannung am Triggerstift (Pin 2) abnimmt, reduziert der Triggervergleich den Ausgang auf ein Signal auf niedriger Ebene.Ausgangsänderungen treten auf, wenn die Triggerspannung unter die Schwellenspannung fällt.

4. RS Flip-Flop: Der NE555 enthält intern einen RS-Flip-Flop, mit dem der Zustand des Ausgangsstiftes gespeichert wird (Pin 3).Die Eingänge des RS-Flip-Flop werden durch die Ausgänge des Schwellenwertvergleichs und des Triggervergleichs gesteuert.

(1) Der R-Eingang stammt aus dem Ausgang des Schwellenwertvergleichs und überwacht den Reset-Mechanismus des RS Flip-Flop.

(2) Der S-Eingang stammt aus der Ausgabe des Triggervergleichs und verwaltet das Setup des RS-Flip-Flop.

Der Analyseüberblick über den internen Schaltkreis des NE555 unterstreicht das komplexe Design und ermöglicht es ihm, seine Rolle als vielseitige Timing -Lösung zuverlässig zu spielen.

Der NE555 -Timer ist eine vielseitige Komponente im elektronischen Design, die in drei Hauptmodi betrieben wird, die jeweils auf bestimmte Schaltungsfunktionen zugeschnitten sind:

1. Astable -Modus: Diese Konfiguration wird durch ihre inhärente Instabilität charakterisiert, die auf unbestimmte Zeit schwingt, ohne in einen stabilen Zustand einzutreten.Es wird häufig in Anwendungen verwendet, die sich wiederholende Signale wie Blinker, Audiogeneratoren, Impulsgeneratoren und Zeitschaltungen erfordern, um die Oszillation der kontinuierlichen Ausgabe zu erleichtern.

2. Bistable -Modus: In diesem Modus wird die Stabilität eines Fahrrad -Kickstands reflektiert, unabhängig davon, ob er erhöht oder gesenkt wird, und behält die Stabilität in zwei verschiedenen Zuständen bei, wobei nur der Übergang mit externen Interventionen wechselt.Bekannt aufgrund seiner beiden stabilen Bedingungen als Bistable, ermöglicht es dem NE555, als Kippschalter zu fungieren und auf externe Eingänge zu reagieren, um seinen Zustand zu ändern.

3. Monostierbarer Modus: Ähnlich einer Tür, die mit einem engeren Naht ausgestattet ist, bleibt sie sicher geschlossen, bis sie gewaltsam geöffnet sind.In diesem Modus stabilisiert sich der NE555 in einem einzigen Zustand, der nur durch einen externen Trigger aktiviert wird und nach dem Entfernen des Auslösers automatisch in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.Dieser monostabile Betrieb ist für Anwendungen geeignet, die ein einzelnes Timing -Ausgangssignal wie Timer, Touch -Schalter und Kapazitätsmesser erfordern.

Wenn die Stromversorgungsspannung VCC eingeleitet wird, beginnt der Schaltkreis zu betreiben und veranlasst den Kondensator C, sofort aufzuladen.Sobald die Spannung über den Kondensator C zwei Drittel VCC erreicht, wird der Ausgang des internen Komparators hoch und schaltet den Out-Ausgang von niedrig auf hoch.Anschließend löst eine Abnahme der Kondensatorspannung auf ein Drittel des VCC den internen Komparator aus, um den Ausgang auf niedrig zurückzukehren, wodurch der Out-Ausgang von hoch auf niedrig umschaltet wird.Danach nimmt der Kondensator C das Laden auf und treibt die Schaltung in einen neuen Betriebszyklus ein.

Die Periodenzeit t (in Sekunden) wird durch die Werte des externen Kondensators C und zwei externe Widerstände R1 und R2 bestimmt, wobei die Formel: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C. der für den Arbeitszyklus D dargestellte Dichtungszyklus d bestimmt istDer Anteil der hochrangigen Dauer der Quadratwelle über den gesamten Zyklus wird berechnet als: d = (r1+r2)/(r1+2 × r2).Durch die Feinabstimmung der Werte von Kondensator C und Widerständen R1 und R2 können daher der Zeitraum und der Arbeitszyklus der Quadratwellenwellenform modifiziert werden.

Grundsätzlich dreht sich das Betriebsprinzip der NE555 um den Bau eines Zeitschaltkreises.Durch Anpassung der Werte externer Kondensatoren und Widerstände können der Zeitraum und der Arbeitszyklus kontrolliert werden, was die Erzeugung der gewünschten Impulswellenformen erleichtert.

1. NE555 Infrarot -Kontrollverzögerungslicht:

Moderne Haushalte sind üblicherweise mit Infrarot-Fernbedienungen ausgestattet, und wir können diese vorhandenen Fernbedienungen verwenden, um infrarot-ferngesteuerte Verzögerungslichter zu kontrollieren.In diesem Setup repräsentiert "H" den integrierten Infrarotempfänger und "C1" wirkt als Filterkondensator.Das Signal aus der Fernbedienung nach C1 erzeugt nach der Aktivierung des monostabilen Schaltkreises des NE555 einen negativen Impuls.

2. NE555 kochendes Wasseralarm:

Dieses Alarmsystem entwirft genial eine Temperaturregelschaltung, einen Niederfrequenzoszillator und einen Hochfrequenzoszillator.Die Temperaturregelung wird durch Kombinieren von RP, RT und VT1 erreicht.Die niederfrequente Schwingung umfasst IC1, R2, R3 und C1, wobei VT1 seinen Reset-Stift beeinflusst (Pin 4).Gleichzeitig wird der aus IC1, R4, R5 und C2 bestehende Hochfrequenzoszillator durch IC1 moduliert.Wenn die voreingestellte Temperatur erreicht ist, nimmt der Widerstand von RT ab, wodurch VT1 nicht mehr funktioniert.Folglich schwingt IC1 oszilliert und emittiert niederfrequente Impulse, die den Hochfrequenzoszillator in IC2 modulieren und so einen Schallalarm erzeugen.

3. NE555 Touch-aktivierter Zeitschalter:

Die obige Konfiguration ist eine monostabile Schaltung, bei der IC1 (NE555 -Timer) unter normalen Bedingungen den Kondensator C1 vollständig durch den Pin 7 von NE555 vollständig entladen wird, was zu einem niedrigen Ausgang an Pin 3 führt, wobei das Relais (KS) und die angeschlossene Lampe angeschlossen werden.Eine einfache Berührung auf der Metallplatte "P" kann die Lampe aktivieren, wobei die Streusignalspannung vom menschlichen Körper verwendet wird, der durch C2 an den NE555 -Triggerstift übertragen wird und den Ausgang auf hoch dreht.Dieser Vorgang aktiviert das Relais (KS) und leuchtet auf.Gleichzeitig beginnt der Timer, als R1 C1 lädt, wobei die durch T1 = 1,1R1*C1 festgelegte Zeitdauer auf der Grundlage der bereitgestellten Komponentenwerte ungefähr vier Minuten entspricht.Die Diodenoptionen für D1 umfassen Modelle 1N4148 oder 1N4001.

1. Grundlegende Timerschaltung NE555

Diese grundlegende und doch weit verbreitete Schaltung, die aus dem NE555-Chip zusammen mit Widerständen und Kondensatoren besteht, erzeugt bequem mit Timing-Signalen auf Millisekunden-Ebene wie Impulse und Quadratwellen.Das Markenzeichen liegt in seiner Einfachheit und Präzision und erzeugt leicht genaue Zeitsignale.

2. NE555 Monostable Schaltkreis

Diese Konfiguration ist in der Lage, ein einzelnes Impulssignal zu erzeugen, und basiert zusammen mit verschiedenen Widerständen und Kondensatoren um den NE555.Durch die Änderung dieser Komponenten können die Pulsbreite und die Verzögerungszeit eingestellt werden, was es zu einer idealen Wahl für die Erstellung von Trigger- und Synchronisationssignalen macht.Die Schaltung ist durch seine Fähigkeit gekennzeichnet, ein einzelnes Impulssignal mit einstellbarer Impulsbreite und Verzögerungszeit zu erzeugen.

3. NE555 Bistable Circuit

Diese Schaltung implementiert eine logische Flip-Flop-Funktion, die die Modifikation des Auslösers und der Schwellenwertspannung durch Einstellung von Widerständen und Kondensatoren ermöglicht, die üblicherweise für logische Flip-Flops und Spannungsvergleichsanwendungen verwendet werden.

4. NE555 Quadratwellengeneratorschaltung

Entwickelt, um Quadratwellensignale zu erzeugen und die Widerstände und Kondensatoren innerhalb dieser Schaltung anzupassen, verändert den Frequenz- und Arbeitszyklus.Hauptsächlich zur Erzeugung digitaler und Modulationssignale verwendet, macht die Fähigkeit, die Quadratwellenfrequenz und den Arbeitszyklus anzupassen, für zahlreiche digitale und moduläre Aufgaben geeignet.

5. NE555 ASTABLE Multivibrator -Schaltung

Diese Schaltung besteht aus zwei NE555 -Chips und zusätzlichen Widerständen und Kondensatoren und erzeugt einstellbare rechteckige Wellensignale.Der Frequenz- und Arbeitszyklus kann fein abgestimmt werden, wodurch es für die Erzeugung von Audio- oder Modulationssignalen geeignet ist.Die Schaltung ist durch ihre Fähigkeit gekennzeichnet, rechteckige Wellen mit anpassbarer Frequenz und Arbeitszyklus zu liefern.

1. Was ist die Funktion des NE555?

Der SE 555 Timer IC arbeitet innerhalb eines Temperaturbereichs von -55 ° C bis 125 ° C, während der IC NE 555 innerhalb eines Temperaturbereichs von 0 ° C bis 70 ° C verwendet wird.Es verfügt über eine breite Palette von Anwendungen im Bereich Elektronik, wie Timer, Verzögerungen, Impulsgenerierung, Oszillatoren usw.

2. Sind die NE555 und IC 555 gleich?

Ja, der NE555 -Timer -IC und der 555 -Timer -IC sind gleich.NE555 ist die Teilenummer für den Timer -IC.Im Allgemeinen wird das NE555 -IC als 555 Timer IC bezeichnet.

3. Was ist das Betriebsprinzip des NE555?

Durch Anschließen des Reset-Eingangssignals an den Reset-Pin und das SET-Eingangssignal an den TR-Pin kann der 555-Timer als effektiver SR-Verriegelung auf niedriger Ebene wirken (obwohl ohne umgekehrte q-Ausgang).Daher kann ein momentaner Ziehsatz niedrig als "Set" wirken und die Ausgabe in einen hohen Zustand (VCC) umstellen.