Het verkennen van de NE555-timer IC: belangrijke functies, ontwerpprincipes en real-world applicaties

NE555 is een monolithische geïntegreerde circuittimer die verschillende soorten timingsignalen kan genereren.Het wordt veel gebruikt in verschillende elektronische apparaten in gebieden zoals elektronische klokken, stroombeheer, rekenmachines en LED -displays.Het doel van dit artikel is om gedetailleerde informatie te verstrekken van NE555, inclusief de achtergrond, ontwerp, interne structuur, pinbeschrijving, bedrijfsmodi en principe, evenals toepassingen, om u te helpen de chip beter te gebruiken.

Catalogus

De geboorteconditie van NE555

De NE555 IC Timer Chip dateert uit de vroege jaren 1970, is ontworpen door Hans Camenzind, een ingenieur bij Sigetics Corporation (nu onderdeel van NXP Semiconductors, Inc.) in de VS en werd in 1971 vrijgegeven. De NE555 was oorspronkelijk ontworpen om te voorzienEen betaalbare en krachtige timeroplossing.De achtergrond van de creatie ervan is voornamelijk gerelateerd aan de volgende aspecten:

Hans Camenzind's Design: Hans Camenzind was een elektrotechnisch ingenieur uit Zwitserland die gespecialiseerd was in het ontwikkelen van innovatieve geïntegreerde circuitontwerpen.Zijn ontwerpfilosofie is om een ​​chip te creëren die veelzijdig, gemakkelijk te gebruiken en algemeen van toepassing is.Op basis van deze filosofie ontwierp hij met succes de NE555 en bracht deze op de markt.

Ontwikkeling van geïntegreerde circuittechnologie: de jaren zestig en zeventig waren een periode van snelle ontwikkeling van geïntegreerde circuittechnologie.Met de vooruitgang van technologie en verbetering van het productieproces hadden chipontwerpers de mogelijkheid om meer functies in een enkele chip te integreren, waardoor meer toepassingen en oplossingen werden geboden.

De opkomst van de vraag: destijds in de elektronica -industrie speelden timers een cruciale rol in alle soorten circuits en systemen.Vroege timeroplossingen hadden echter over het algemeen enkele beperkingen, zoals hoge kosten, grote omvang of functionele beperkingen.Daarom is er een dringende behoefte aan een betaalbare en krachtige timerchip op de markt.

Inleiding tot NE555

De NE555 is een van de modellen in de 555 -serie timing IC's.De PIN-functies en toepassingen van deze reeks IC's zijn compatibel met elkaar, maar de stabiliteit, krachtbesparende prestaties en oscillatiefrequentie van de verschillende modellen van de chip als gevolg van prijsverschillen kunnen ook variëren.555 is een veelgebruikte en extreem veel voorkomende timing -IC, slechts een klein aantal weerstanden en condensatoren, kan een verscheidenheid aan verschillende frequentiepulssignalen produceren die nodig zijn voor digitale circuits.555 is de belangrijkste rol van de NE555 om zijn interne timer te gebruiken om een ​​tijdsbasiscircuit te vormen om timingpulsen voor andere circuits te bieden.De hoofdfunctie van de NE555 is om zijn interne timer te gebruiken om een ​​tijdsbasiscircuit te vormen om timingpulsen voor andere circuits te bieden.Het NE555 Time Base Circuit is verkrijgbaar in twee hoofdpakketten: de ene is een DIP Double in-line 8-pins pakket en de andere is een SOP-8 klein pakket.

Alternatieven en equivalenten

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Ontwerp van NE555 -timer

De 555 -timer werd ontworpen door Hans R. Camenzind in 1971 voor Sigognitik.Sigognitik werd vervolgens overgenomen door Philips.De 555 chips geproduceerd door verschillende fabrikanten variëren in constructie, waarbij de standaard 555-chip 25 transistoren, 2 diodes en 15 weerstanden integreert, die worden geleid door 8 pins (in een DIP-8-pakket.) Derivaten van de 555 omvatten de 556(Een DIP-14-chip die twee 555's integreert) evenals de 558 en 559.

De NE555 heeft een bedrijfstemperatuurbereik van 0 ° C tot 70 ° C, terwijl de SE555 van de militaire kwaliteit in staat is om in extreme temperaturen te werken van -55 ° C tot 125 ° C.De verpakkingsvormen van 555 omvatten metaalverpakkingen met hoge betrouwbaarheid (weergegeven door T) en goedkope epoxyharsverpakking (weergegeven door V).Daarom zijn de complete labels van 555 NE555V, NE555T, SE555V en SE555T, enz. Hoewel er een gemeenschappelijke overtuiging is dat de naam van de 555 -chip afkomstig is van de drie 5kq -weerstanden erin, ontkende Hans Camenzind zelf en beweerde hij dat hij koosDe drie nummers willekeurig.

Er zijn ook low-power versies van de 555, inclusief de 7555 en de TLC555 met behulp van CMOS-circuits.In vergelijking met de standaard 555 heeft de 7555 een lager stroomverbruik.Bovendien beweert de fabrikant dat de 7555-bedieningspen geen grondcondensator nodig hebben, zoals andere 555 chips, en er is geen behoefte aan glitch-eliminerende ontkoppelingscondensatoren tussen de voeding en grond.

Interne samenstelling van NE555

NE555 is een klassiek geïntegreerd circuit.De interne circuitstructuur omvat drie hoofdfunctionele modules: spanningsvergelijker en uitgangsstadium, comparator en RS flip-flop.Het volgende zal een gedetailleerde analyse van het interne circuit van NE555 opleveren:

Spanningsvergelijker

Er is een spanningsvergelijker in de NE555 voor het detecteren van de voedingsspanning.De uitgang van deze spanningsvergelijker is verbonden met de RS-flip-flop.

Uitgangspase

De uitgangsfase is verbonden met de RS-flip-flop en is verantwoordelijk voor het besturen van de status van de uitgangspen (d.w.z. pin 3).De uitgangsarchitectuur van de NE555 is een open-drain ontwerp, wat betekent dat het niet direct een signaal op hoog niveau kan bieden, maar alleen de uitgangspen laag kan trekken.Daarom is het meestal nodig om een ​​externe pull-upweerstand te gebruiken om de uitgangspen naar een toestand op hoog niveau te gebruiken.

Comparator

Er zijn twee vergelijkers in de NE555, namelijk drempelvergelijker en trigger -vergelijker.De drempelvergelijker is verbonden met pin 6 (THR) en de trigger -comparator is verbonden met pin 2 (trig).Deze twee vergelijkers worden gebruikt om veranderingen in drempelspanning en triggerspanning te detecteren.

Drempelvergelijker: wanneer de spanning stijgt op de drempelpen (pin 6), wordt deze comparator een signaal op hoog niveau uitgevoerd.Wanneer de drempelspanning de triggerspanning overschrijdt, verandert de uitgang van de comparator.

Trigger Comparator: wanneer de spanning daalt op de trigger -pin (pin 2), wordt deze comparator een signaal op laag niveau uitgevoerd.Wanneer de triggerspanning lager is dan de drempelspanning, zal de uitgang van de comparator veranderen.

RS -trigger

De NE555 bevat intern een RS-flip-flop om de status van de uitgangspen op te slaan (pin 3).De invoer van de RS-flip-flop wordt geregeld door de uitgangen van de drempelvergelijker en de trigger-vergelijker.

R-ingang: het is verbonden met de uitgang van de drempelvergelijker en regelt de reset van de RS-flip-flop.

Input: het is verbonden met de uitgang van de trigger-comparator en regelt de instelling van de RS-flip-flop.

Bedrijfsmodi van de NE555

De NE555 -timer kan werken in drie werkingsmodi:

Onstabiele modus: het verwijst naar geen stabiele status.De onstabiele modus van de NE555 wordt vaak gebruikt in stroboscooplichten, toongeneratoren, pulsignaalgeneratoren, logische circuits zoals klokken en andere circuits.

Bi-stabiele modus: deze modus is als een fietsbeugel, die kan worden gestabiliseerd in de opgeheven toestand en in de verlaagde toestand, en zal alleen veranderen wanneer deze wordt onderworpen aan externe kracht.Het wordt bistable genoemd omdat het twee gestabiliseerde toestanden heeft.

Monostabiele modus: deze modus is als een deur uitgerust met een deur dichterbij, die kan worden gestabiliseerd in de gesloten toestand en alleen de open toestand kan bereiken wanneer een externe kracht wordt toegepast.Zodra de externe kracht is ingetrokken, keert de deur automatisch terug naar de gesloten status.Omdat het slechts één stabiele toestand heeft, wordt het monostable genoemd en kan de monostabele modus van de NE555 worden gebruikt voor toepassingen zoals timers, flick -schakelaars en capaciteitsmetingen.

Werkprincipe van NE555

Wanneer de voedingspanning VCC wordt ingeschakeld, begint het circuit te werken en begint de condensator C onmiddellijk op te laden.Wanneer de spanning van condensator C 2/3 van VCC bereikt, verandert de uitgang van de interne comparator in hoog niveau en verandert de uitgang ook van laag niveau naar hoog niveau.Wanneer de spanning van condensator C daalt tot 1/3 van VCC, wordt de uitgang van de interne comparator laag en op dit moment zal de uitgang ook veranderen van hoog niveau terug naar laag niveau.Daarna begint de condensator C opnieuw op te laden en voert het circuit een nieuwe werkcyclus in.

De periode t (seconden) wordt bepaald door de waarden van de externe condensator C en de twee externe weerstanden R1 en R2.De formule is: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × c.De Duty Cycle D beschrijft het aandeel van hoge niveau tijd in de blokgolfcyclus en de formule is: D = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Daarom kunnen we, door de waarden van condensator C en weerstanden R1 en R2 aan te passen, de periode en de werkcyclus van de blokgolfvorm van de blokgolfvorm wijzigen.

Kortom, het werkende principe van NE555 is gebaseerd op de constructie van een sequentieel circuit.Door de waarden van externe condensatoren en weerstanden aan te passen, kunnen we de periode en de dienstcyclus regelen om verschillende vereiste pulsgolfvormen te genereren.

Toepassing van NE555

NE555 Infrarood Remote Control Time-vertraging Licht

Moderne huizen zijn gewoonlijk uitgerust met infrarood afstandsbedieningen, en we kunnen deze bestaande afstandsbedieningen gebruiken om een ​​infrarood afstandsbedieningstijd te regelen.In de illustratie vertegenwoordigt H de geïntegreerde infraroodontvangerkop, terwijl C1 de filtercondensator is.Aangezien de afstandsbediening een reeks digitale pulssignalen uitzendt, krijgt deze puls na het C1 -filter een negatieve puls, deze puls kan het 555 monostabele circuit activeren om te beginnen met werken.

NE555 Water kook alarm

Het wateralarm bestaat voornamelijk uit drie delen: temperatuurregelingscircuit, laagfrequente oscillatiecircuit en hoogfrequente oscillatiecircuit.Onder hen vormen RP, RT en VT1 samen een temperatuurregelingscircuit.Het laagfrequente oscillatiecircuit is samengesteld uit IC1, R2, R3, C1 en andere componenten, en de geforceerde reset-terminal ④ PIN wordt geregeld door VT1.De hoogfrequente oscillator is samengesteld uit IC2, R4, R5, C2 en andere componenten, en de geforceerde reset-terminal ④ voet wordt geregeld door IC1.Wanneer de watertemperatuur de vooraf ingestelde temperatuur bereikt, wordt de weerstandswaarde van RT kleiner, waardoor VT1 wordt afgesneden.Op dit moment wordt pin ④ van IC1 hoog en begint IC1 te oscilleren en lage frequentiepulsen uit te voeren.Deze pulsen moduleren de hoogfrequente oscillator samengesteld uit IC2 zodat deze begint te werken en een tikkend geluid uitzendt.

NE555 Touch Timer Switch

IC1 is een stuk van 555 timingcircuit dat hier is geconfigureerd als een monostabiel circuit.Normaal gesproken wordt, omdat er geen geïnduceerde spanning is op de P -terminal van het aanraakkussen, condensator C1 volledig wordt ontladen via pin 7 van de 555, waardoor pin 3 een laag niveau uitvoert en relay KS in de vrijgegeven toestand is, dus deLicht zal niet aankomen.

Wanneer we het licht moeten inschakelen, raak de metalen plaat P gewoon aan met uw hand, de verdwaalde signaalspanning die wordt gegenereerd door inductie van menselijke lichaam wordt toegevoegd aan de trigger -terminal van 555 tot C2, waardoor de uitgang van 555 van 555 verandert van laag niveau naarhoog niveau.Op dit moment zal de estafette KS worden geabsorbeerd en wordt de lamp vervolgens aangestoken.Tegelijkertijd is pin 7 van de 555 intern afgesneden en de voeding laadt C1 tot R1 op, wat het begin van de timing markeert.Wanneer de spanning op de condensator C1 stijgt tot 2/3 van de voedingsspanning, zal pin 7 van de 555 worden uitgevoerd, waardoor C1 wordt ontladen, waardoor de uitgang van pin 3 van hoog naar laag verandert.Op dit punt wordt het relais vrijgegeven, het licht gaat uit en de timing eindigt.Timingtijd wordt voornamelijk bepaald door de waarde van R1 en C1, de formule is: T1 = 1.1R1 * C1.Volgens de in de figuur gemarkeerde waarden is de timingtijd ongeveer 4 minuten.Voor D1 kunnen we 1N4148 of 1N4001 deze twee modellen kiezen.

Vijf klassieke circuits van NE555

NE555 Basic Timer Circuit

Dit is een van de meest voorkomende circuits, die bestaat uit componenten zoals de NE555 -chip, weerstanden en condensatoren.Door de waarden van de weerstanden en condensatoren aan te passen, kan de gebruiker verschillende timingtijden instellen.Dit circuit wordt vaak gebruikt om timing-signalen op millisecondniveau te genereren, zoals pulssignalen en blokgolfsignalen.Het circuit wordt gekenmerkt door zijn eenvoudige structuur, gemakkelijk te implementeren en kan meer accurate timingsignalen produceren.

NE555 monostable triggercircuit

Dit is een circuit dat een enkel pulssignaal kan genereren.Het circuit bestaat voornamelijk uit NE555 en verschillende weerstanden en condensatoren en andere componenten.Door de waarden van de weerstanden en condensatoren aan te passen, kan de gebruiker de breedte wijzigen en de tijd van de puls vertragen.Dit circuit wordt vaak gebruikt om signalen met één puls te genereren, zoals triggersignalen en synchronisatiesignalen.Het circuit wordt gekenmerkt door het vermogen om een ​​enkel pulssignaal te genereren en de breedte en vertragingstijd van de puls kunnen worden aangepast.

NE555 Bistable Flip-Flop Circuit

Dit is een circuit dat de logische flip-flop-functie realiseert.Door de waarden van weerstanden en condensatoren aan te passen, kan de gebruiker de flip-flop-tijd en drempelspanning van het circuit wijzigen.Dit circuit wordt vaak gebruikt om toepassingen zoals logische flip-flops en spanningsvergelijkingen te implementeren.Het circuit wordt gekenmerkt door het vermogen om de logische flip-flop-functie te implementeren, en de flip-flop tijd en drempelspanning kunnen worden aangepast, dus het is geschikt voor een verscheidenheid aan verschillende logische toepassingsscenario's.

NE555 Square Wave Generator Circuit

Dit is een circuit dat een blokgolfsignaal genereert.Door de weerstands- en condensatorwaarden aan te passen, kan de gebruiker de frequentie- en duty -cyclus van de blokgolf wijzigen.Dit circuit wordt gewoonlijk gebruikt om vierkant golfsignalen te genereren, zoals digitale signalen en gemoduleerde signalen.Het circuit wordt gekenmerkt door het vermogen om vierkant golfsignalen te genereren, en de frequentie- en duty -cyclus van de blokgolf kan worden aangepast, dus het is geschikt voor een verscheidenheid aan digitale en modulatietoepassingsscenario's.

NE555 Multi-Harmonic Oscillator Circuit

Dit is een circuit dat rechthoekige golfsignalen genereert.Het circuit bestaat voornamelijk uit twee NE555 -chips en verschillende componenten zoals weerstanden en condensatoren.De gebruiker kan flexibel de frequentie- en werkcyclus van de oscillatie wijzigen door de waarden van deze weerstanden en condensatoren aan te passen.Als gevolg hiervan kan dit circuit worden gebruikt om audiosignalen of gemoduleerde signalen bijvoorbeeld te genereren.Het circuit wordt gekenmerkt door het vermogen om rechthoekige golfsignalen te genereren met instelbare frequentie en duty cyclus.

Veelgestelde vragen [FAQ]

1. Wat is de functie van NE555?

De SE 555 Timer IC werkt tussen het temperatuurbereik van -55 ° C tot 125 ° C in SE en de IC NE 555 wordt gebruikt voor waar de temperatuur varieert van 0 ° C tot 70 ° C.Het heeft een breed scala aan gebruik in het elektronische veld als timer, vertraging, pulsgeneratie, oscillator, enz.

2. Is NE555 en IC 555 hetzelfde?

Ja, NE555 Timer IC en 555 Timer IC zijn hetzelfde.De NE555 is het onderdeelnummer van de timer IC.Over het algemeen wordt de NE555 IC op de naam 555 Timer IC genoemd.

3. Wat is het werkende principe van NE555?

Een 555-timer kan fungeren als een actief-lage SR-vergrendeling (hoewel zonder een omgekeerde Q-uitgang) door een reset-ingangssignaal te verbinden met de resetpen en een ingesteld ingangssignaal aan te sluiten op de TR-pin.Dus het trekken van set tijdelijk laag werkt als een "set" en brengt de output over naar de hoge toestand (VCC).