Вне всякого сомнения, интегральный таймер 555 — это одна из самых популярных универсальных микросхем в мире. Область применения у этой простой микрухи ограничена только фантазией разработчика. В этой статье я вкратце расскажу вам, что это за чудо такое — таймер 555. Микросхема появилась на свет в 1971 году.
Некая компания Signetics Corporation произвела на свет чудо под названием IC Time Machine SE555. Название можно литературно перевести как «машина времени» но правильно будет «Интегральный Таймер». Микросхема 555 стала первым и единственным на тот момент чипом таймера, доступным широкому потребителю. «Микруха» сразу стала нереально популярной, ее начали «штамповать» почти все производители электронных компонентов. Даже СССР-овская промышленность скопировала таймер и выпускала его под кодовым названием КР1006ВИ1.
Микросхема производится в двух «инкарнациях» — в пластиковом корпусе DIP8 и в круглом металлическом корпусе.
Справедливости ради нужно отметить, что вы вряд ли встретите в продаже таймер в металлическом корпусе. Это уже раритет. В то время, как в металлическом корпусе микросхема доступна всегда, везде и практически «на развес».
В пластиковой инкарнации микросхема бывает как в выводном DIP корпусе так и в мелком SMD корпусе для поверхностного монтажа.
555 ранних выпусков в металлическом корпусе
Функции выводов микросхемы таймера 555
- Общий провод («земля») Обычно в приложениях этот вывод соединяется с «минусом» питания.
- Вывод «Запуска». Если в процессе работы схемы напряжение на этой ножке уменьшается ниже трети напряжения питания, то таймер запускается. Вывод потребляет ток в пределах 500 наноампер.
- Выход. Сюда выводится «результат работы» нашего таймера, то есть выходной сигнал. Когда вывод включен, напряжение на нем на 1.7 вольта ниже, чем напряжение источника питания. Это нужно учитывать при проектировании схем с 555. Вывод держит нагрузку до 200 мА, что совсем неплохо.
- RESET или Сброс таймера. Если установить здесь низкий уровень 9низким уровнем таймер считает всё, что ниже напряжения 0.7 в.), то микросхема сразу же и безоговорочно возвращается в исходное состояние. если в вашем приложении не используется сброс схемы, то очень рекомендуется всегда одключать этот вывод к плюсу питания. если оставить вывод в «висячем» состоянии, то возможно непредсказуемое поведение схемы в условиях наличия помех.
- Контроль. Ножка позволяет получить доступ к первому компаратору внутри микросхемы, а именно — к его опорному напряжению. В приложениях эта нога используется не часто, поэтому лучше его соединять с «землей», иначе возможны сбои в работе микросхемы.
- Порог, Остановка. если на этом входе установить напряжение выше 2/3 напряжения питания, таймер остановится.
- Разряд. Иногда эта ножка используется как дополнительный выход. Если на выходе (3) микросхемы низкий уровень, данная ножка соединяется с «землей» внутри самого чипа. Когда на выходе (3) микросхемы высокий уровень, данный выход закрыт, то есть не подключен никуда. таким образом можно использовать его как выход с открытым коллектором. Держит ток до 200 мА.
- Это вывод питания. Микросхема работоспособна в диапазоне питающих напряжений 4.5 — 16 В.
Внутренняя структура микросхемы таймера 555
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТАЙМЕРА 555
Микросхема имеет три режима работы:
1: Моностабильный
2: Астабильный (нестабильный)
3: Бистабильный
Моностабильный режим
Схема включения таймера 555 в моностабильном режиме (одновибратор)
В моностабильном режиме микросхема работает похоже на то, как функционирует одновибратор. Происходит это так. если на входе микросхемы появляется сигнал, она активируется, на ее выходе появляется импульс заданной длительности (которая изменяется выбором номиналов элементов обвески), после окончания импульса микросхема снова переходит в режим ожидания. На время импульса (когда микросхема включена) она не реагирует на ситуацию на входе, то есть на приход других сигналов. Длительность формируемого импульса можно определить по формуле: t=1.1RC. Теоретически, как минимальная так и максимальная длительность импульсов ничем не ограничена. Практически же, минимальная длительность ограничена временными характеристиками компонентов микросхемы и обвески. Максимальная длительность ограничена токами утечки времязадающих элементов R C и монтажа. Минимальные практически применимые значения RC установленные опытным путем составляют 10к для R и 95пф для C. Можно попробовать еще уменьшить значения, но при этом растет энергопотребление схемы и уменьшается надежность работы. Это также зависит от конкретного экземпляра микросхемы и ее производителя.
Астабильный режим
Это режим мультивибратора. Микросхема превращается в генератор прямоугольных импульсов с заданными характеристиками.. При работе в этом режиме микросхема поднимает выход, находится в этом состоянии в течение отрезка времени t1, потом выключается, ждет время t2 и дальше всё начинается сначала. Таким образом на выходе мы получим последовательность прямоугольных импульсов с определенными параметрами. Частот колебаний определяется номиналами элементов C, R1 и R2. Частоту можно рассчитать по формуле
1,44 / ( (R1 + R2 ) C )
Продолжительность отрезков времени t1 и t2 можно рассчитать по следующим формулам:
t1 = 0.693 * (R1 + R2) * C
t2 = 0.693 * R2 * C
Бистабильный режим
Бистабильный режим используется в приложениях довольно редко. Работа микросхемы в этом режиме напоминает RS-триггер. 555 работает как переключатель. Нажали на кнопку — включился. Нажали на другую — выключился.
Купить микросхемы таймера 555 в Китае
Работу таймера в бистабильном режиме можно рассмотреть на этой схеме. К выходу (3) таймера через ограничительный резистор 1 кОм подключен светодиод. Он будет нам показывать состояние выхода таймера. на вход микросхемы (2) подключена кнопка, которая при нажатии замыкает этот вход на общий провод. Вторая кнопка подключена к выходу сброса (4) и также при нажатии замыкает его на общий провод. Как видно из схемы, бистабильный режим похож на моностабильный, только отсутствует конденсатор, который мог бы вернуть таймер в исходное состояние через некоторое время после срабвтывания. Поэтому нажимая кнопку на выводе 2 мы включим таймер, а нажимая на вторую — отключим (сбросим, вернем в исходное состояние).
Вот так всё просто. Удачи, друзья!