555定时器IC是学生和业余爱好者中常用的IC之一。该IC有很多应用,主要用作振动器,如ASTABLE MULTIVIBRATOR,MONOSTABLE MULTIVIBRATOR和BISTABLE MULTIVIBRATOR。您可以在此处找到一些基于5555 IC的电路。本教程涵盖555定时器IC的不同方面,并详细说明其工作原理。因此,让我们首先了解什么是不稳定,单稳态和双稳态振动器。
稳定多谐振荡器
这意味着输出将没有稳定的水平。因此,输出将在高和低之间摆动。此不稳定输出的特性在许多应用中用作时钟或方波输出。
单稳态多谐振荡器
这意味着将存在一种稳定状态和一种不稳定状态。用户可以选择高或低的稳定状态。如果将稳定输出选择为高电平,则计时器将始终尝试将输出置于高电平。因此,当给出中断时,计时器会在短时间内变为低电平,并且由于低电平状态不稳定,因此在此时间后变为高电平。如果将稳定状态选择为低电平,则在中断产生之前,输出会在短暂时间内变为高电平。
双稳态多谐振荡器
这意味着两个输出状态都是稳定的。每次中断时,输出都会更改并保持不变。例如,现在输出被认为是高电平,中断时它会变为低电平,然后保持低电平。到下一次中断时,它变高。
555定时器IC的重要特性
NE555 IC是8引脚设备。计时器的重要电气特性是,它不应在15V以上的电压下工作,这意味着电源电压不能高于15v。其次,我们从芯片上汲取的电流不能超过100mA。如果不遵循这些规定,集成电路将被烧毁和损坏。
工作说明
计时器基本上由两个主要组成部分组成,分别是:
1.比较器(两个)或两个运算放大器
2.一个SR触发器(设置复位触发器)
如上图所示,定时器中只有两个重要的组件,它们是比较器和触发器。让我们了解什么是比较器和触发器。
比较器: 比较器只是一种用于比较输入端子(反相(-VE)和同相(+ VE)端子)上的电压的设备。因此,根据输入端口的正端子和负端子的差异,确定比较器的输出。
例如,假设正输入端子电压为+ 5V,负输入端子电压为+ 3V。区别是5-3 = + 2v。由于差值为正,因此在比较器的输出端得到正峰值电压。
又例如,如果正极端子电压为+ 3V,负极输入端子电压为+ 5V。差异为+ 3- + 5 = -2V,因为差异输入电压为负。比较器的输出将为负峰值电压。
例如,如上图所示,将正输入端子视为INPUT,将负输入端子视为REFERENCE。因此,INPUT和REFERNCE之间的电压差为正,我们从比较器获得正输出。如果差为负,则比较器输出将为负或接地。
触发器: 触发器是一个存储单元,可以存储一位数据。在图中,我们可以看到SR触发器的真值表。
对于两个输入,触发器有四个状态;第二个输入有两个状态。但是,在这种情况下,我们只需要了解触发器的两个状态即可。
小号 | [R | 问 | Q'(Q条) |
0 | 1个 | 0 | 1个 |
1个 | 0 | 1个 | 0 |
现在,如表中所示,对于置位和复位输入,我们得到各自的输出。如果置位引脚上有一个脉冲,复位时有一个低电平,则触发器存储值1,并在Q端子置高逻辑。这种状态一直持续到复位引脚得到一个脉冲而置位引脚为低电平逻辑为止。这将重置触发器,因此输出Q变为低电平,并且该状态持续到再次设置触发器为止。
通过这种方式,触发器存储一位数据。这里的另一件事是Q和Q bar始终相反。
在定时器中,比较器和触发器被组合在一起。
考虑到向定时器提供了9V的电压,这是由于定时器内部的电阻网络形成了分压器,如框图所示。比较器引脚上会有电压。因此,由于存在分压器网络,比较器一的负端将具有+ 6V。第二个比较器的正极端子上的电压为+ 3V。
另一件事是比较器一个输出连接到触发器的复位引脚,因此比较器一个输出从低电平变为高电平,然后触发器将复位。另一方面,第二比较器输出连接到触发器的置位引脚,因此,如果第二比较器输出从低电平变高,则触发器置位并存储一个。
现在,如果我们仔细观察,对于触发引脚(第二个比较器的负输入)上的电压小于+ 3V的情况,比较器的输出将从高电平变为低电平,如前所述。该脉冲设置触发器,并存储一个值1。
现在,如果在阈值引脚(比较器1的正输入)上施加高于+ 6V的电压,则比较器的输出将从低变高。该脉冲将触发器复位,并将触发器存储为零。
触发器复位期间发生另一件事,当触发器复位时,随着Q1导通,放电引脚接地。由于Qbar在复位时为高电平,并且连接到Q1基极,因此Q1晶体管导通。
在非稳态配置中,此处连接的电容器在此时间内放电,因此定时器的输出在此时间内为低。在非稳态配置中,电容器充电期间的时间触发引脚电压将小于+ 3V,因此触发器将存储一个,输出将很高。
在如图所示的非固定配置中,
输出信号频率取决于RA,RB电阻和电容器C。
频率(F)= 1 /(时间段)= 1.44 /((RA + RB * 2)* C)。
在此,RA,RB是电阻值,C是电容值。通过将电阻和电容值放在上述公式中,我们可以得出输出方波的频率。
高电平逻辑时间为TH = 0.693 *(RA + RB)* C
低电平逻辑时间为TL = 0.693 * RB * C
输出方波的占空比为:占空比=(RA + RB)/(RA + 2 * RB)。
555定时器引脚图和说明
现在如图所示,555 Timer IC有八个引脚,分别是:
1,地面
2.触发
3.输出。
4.重置
5.控制
6.阈值。
7.放电
8,电源或Vcc
引脚1。接地:此引脚至今没有特殊功能。照常将其接地。为了使定时器起作用,该引脚必须并且应该接地。
引脚8。电源或VCC:该引脚也没有特殊功能。它连接到正电压。为了使定时器正常工作,该引脚必须连接到+ 3.6v至+ 15v范围内的正电压。
引脚4。复位:如前所述,计时器芯片中有一个触发器。触发器的输出直接控制引脚3上的芯片输出。
复位引脚直接连接到触发器的MR(主复位)。通过观察,我们可以在触发器的MR处观察到一个小圆圈。该气泡表示MR(主复位)引脚为低电平有效触发器。这意味着要使触发器复位,MR引脚电压必须从高电平变为低电平。采用这种降压逻辑,触发器几乎不会被拉低至低电平。因此,无论任何引脚,输出都会变为低电平。
该引脚连接到VCC,以使触发器停止硬复位。
引脚3。输出:此引脚也没有特殊功能。该引脚来自晶体管形成的推挽配置。
推拉配置如图所示。两个晶体管的基极连接到触发器输出。因此,当逻辑高电平出现在触发器的输出端时,NPN晶体管导通,而+ V1出现在输出端。当触发器的输出端出现逻辑低电平时,PNP晶体管导通,输出下拉至地或–V1出现在输出端。
因此,如何使用推挽配置通过触发器的控制逻辑在输出端获得方波。这种配置的主要目的是减轻触发器的负担。那么,触发器显然不能在输出端提供100mA的电流。
好吧,到目前为止,我们讨论了在任何情况下都不会改变输出条件的引脚。其余四个引脚是特殊的,因为它们决定了定时器芯片的输出状态,我们现在将分别讨论它们。
引脚5。 控制引脚:控制引脚从比较器1的负输入引脚连接。
考虑一下VCC与地之间的电压为9v的情况。如第8页的图3所示,由于芯片中的分压器,控制引脚上的电压将为VCC * 2/3(对于VCC = 9,引脚电压= 9 * 2/3 = 6V)。
该引脚的功能使用户可以直接控制第一个比较器。如上图所示,比较器一的输出被馈送到触发器的复位。我们可以在该引脚上施加不同的电压,例如是否将其连接到+ 8v。现在发生的事情是,THRESHOLD引脚电压必须达到+ 8V,以复位触发器并将输出向下拖动。
在正常情况下,一旦电容器充电至2 / 3VCC(9V电源为+ 6V),V-out就会变低。现在,由于我们在控制引脚(比较器一个负极或复位比较器)上施加了不同的电压。
电容器应充电直至其电压达到控制引脚电压。由于这种强制电容器充电,信号的接通时间和断开时间会改变。因此,输出会经历不同的开启比例分配。
通常,该引脚通过电容器下拉。为了避免不必要的噪音干扰工作。
引脚2。触发: 触发引脚从比较器2的负输入端拖动。比较器的两个输出连接到触发器的SET引脚。当比较器的两个输出为高电平时,在定时器输出端获得高电压。因此,可以说触发引脚控制定时器输出。
现在要观察的是,由于触发引脚处在第二个比较器的反相输入端,它的低压使输出电压变高。触发引脚上的电压必须低于VCC * 1/3(假设VCC为9v,VCC *(1/3)= 9 *(1/3)= 3V)。因此,触发引脚上的电压必须低于3V(对于9v电源),以使定时器的输出变为高电平。
如果该引脚接地,则输出将始终为高电平。
引脚6。阈值:阈值引脚电压决定何时复位定时器中的触发器。阈值引脚从比较器1的正输入端引出。
在此,THRESOLD引脚和CONTROL引脚之间的电压差决定了比较器2的输出,因此决定了复位逻辑。如果电压差为正,则触发器将复位并且输出将变为低电平。如果差值为负,则SET引脚上的逻辑确定输出。
控制销是否打开。然后,等于或大于VCC *(2/3)的电压(即对于9V电源为6V)将重置触发器。因此输出变低。
因此我们可以得出结论,THRESHOLD引脚的电压决定了何时控制引脚断开时输出应该变为低电平。
引脚7。放电:该引脚来自晶体管的集电极开路。由于晶体管(在其上接有放电引脚Q1)将其基极连接到Qbar。每当输出变低或触发器被复位时,放电引脚就会被接地。由于当Q为低时Qbar将为高,因此当晶体管的基极通电时,晶体管Q1导通。
该引脚通常以ASTABLE配置对电容器放电,因此名称为DISCHARGE。