Категорије: Истакнути чланци » Практична електроника
Број прегледа: 113767
Коментари на чланак: 5

Интегрисани тајмер НЕ555 - историја, дизајн и рад

 


Историја стварања врло популарног чипа и опис његове унутрашње структуре

Интегрисани тајмер НЕ555Једна од легенди електронике је интегрисани чип НЕ555. Развијен је 1972. године. Оваква дуговечност је далеко од сваког чипа и не може се поносити чак ни сваки транзистор. Па шта је тако посебно у овом микро кругу који има три петице у свом обележавању?


Сигнетицс покреће серијску производњу чипа НЕ555 тачно годину дана после развио га је Ханс Р. Каменсинд. Најневероватнија ствар у овој причи била је та чињеница да је у то време Каменсинд био практично незапослен: напустио је ПР Маллори, али није успео да се нигде стигне. У ствари, то је био „домаћи задатак“.

Чип је угледао светлост дана и стекао тако велику славу и популарност захваљујући напорима менаџера фирме Сигнетицс Арт Фури, који је, наравно, био Каменсиндин пријатељ. Радио је за Генерал Елецтриц па је знао на тржишту електронике шта је тамо потребно и како привући пажњу потенцијалног купца.

Према мемоарима Каменсинде А. Фури је био истински ентузијаста и љубитељ свог заната. Код куће је имао читаву лабораторију напуњену радио компонентама, где је спроводио разне студије и експерименте. То је омогућило да се нагомила велико практично искуство и продуби теоријско знање.

Тада су се производи Сигнетицс звали „5 **“, а искусни А. Фури, који је имао натприродан осећај тржишта електронике, одлучио је да ће обележавање 555 (три петице) бити најбоље добродошло за нови чип. И није се погрешио: микроциркула је ишла налик топлим колачима, постала је можда најмасовнија у читавој историји стварања микроцела. Најзанимљивије је то што микровезје до данас није изгубило своју важност.

Нешто касније појавила су се два слова у обележавању микроконтроле, која је постала позната као НЕ555. Али пошто је тих дана владао потпуни неред у систему патентирања, интегрисани тајмер пожурио је да пусти све који нису лењи, наравно, стављајући три слова (читајте своја) испред три петице. Касније су, на основу 555 тајмера, двоструки (ИН556Н) и четвороструки (ИН558Н) тајмери ​​развијени, наравно, у више мулти-пин случајева. Али основа је и даље била иста НЕ555.

Интегрисани тајмер НЕ555

Сл. 1. Интегрисани тајмер НЕ555


555 у СССР-у

Први опис 555 у домаћој радиотехничкој литератури појавио се већ 1975. у часопису Елецтроницс. Аутори чланка приметили су чињеницу да ће овај чип уживати у нижој популарности од тада познатих оперативних појачала. И нису се уопште грешили. Микровезом је било могуће створити врло једноставне дизајне, и скоро сви су почели да раде одмах, без болног прилагођавања. Али познато је да се поновљивост дизајна код куће повећава сразмерно с квадратуром његове „једноставности“.


У Совјетском Савезу крајем 80-их развијен је потпуни аналог 555 КР1006ВИ1. Прва индустријска примена домаћег аналога била је у видео рекордеру ВЦР12 Елецтроницс.


Произвођачи чипова НЕ555:

Произвођачи чипова НЕ555

Чип унутрашњег уређаја НЕ555

Пре него што зграбите лемљење и започнете склапање конструкције на интегралном часовнику, прво разјаснимо шта се налази унутра и како све то функционише. Након тога биће много лакше схватити како функционише одређена практична шема.

Интегрисани тајмер садржи преко двадесет транзисторичија је веза приказана на слици - хттпс://ру.елецтрохомепро.цом/555иц.јпг

Као што видите, дијаграм кола је прилично сложен и овде је дат само за опште информације.Уосталом, никако не можете ући у њега лемилицом, нећете га моћи поправити. У ствари, то је управо оно што изнутра гледају сви остали микроцирумени, и дигитални и аналогни (види - Легендарни аналогни чипови) Таква је технологија за производњу интегрисаних кола. Таква шема такође неће моћи да разуме логику уређаја у целини, па је функционална шема приказана у наставку и дат је њен опис.



Технички подаци

Али, пре него што се позабавите логиком чипа, вероватно бисте требали да донесете његове електричне параметре. Распон напајања је довољно широк 4,5 ... 18В, а излазна струја може достићи 200мА, што омогућава употребу чак и релеја мале снаге као оптерећења. Сам чип троши врло мало: само 3 ... 6 мА додаје се у струју оптерећења. У исто време, тачност самог тајмера је практично независно од напона напајања, - само 1 проценат од израчунате вредности. Одљев је само 0,1% / волт. Померање температуре је такође мало - само 0, 005% / ° Ц. Као што видите, све је прилично стабилно.


Функционални дијаграм НЕ555 (КР1006ВИ1)

Као што је горе поменуто, у СССР-у су направили аналог буржујског НЕ555 и назвали га КР1006ВИ1. Испоставило се да је аналогни уређај веома успешан, ни гори од оригинала, тако да га можете користити без икаквог страха или сумње. Слика 3 приказује функционални дијаграм интегрисаног тајмера КР1006ВИ1. Потпуно је у складу са чипом НЕ555.

Функционални дијаграм интегрисаног тајмера КР1006ВИ1

Слика 3. Функционални дијаграм интегрисаног тајмера КР1006ВИ1

Чип сам по себи није толико велик - доступан је у осмо-пинском ДИП8 пакету, као и у СОИЦ8 мале величине. Ово последње сугерише да се 555 може користити за СМД уређивање, другим речима, програмери и даље имају интересовање за то.

Такође је мало елемената у микро кругу. Главни је најчешће РС је окидач ДД1. Када се логичка јединица убаци на улаз Р, окидач се враћа на нулу, а када се логичка јединица убаци на улаз С, природно се поставља на један. Да бисте генерисали управљачке сигнале на РС улазима специјални круг на компараторима, о чему ће бити речи касније.

Физички нивои логичке јединице зависе, наравно, од коришћеног напона напајања и практично се крећу од Упит / 2 до скоро пуног Упита. Отприлике исти однос је примећен и за логичке микро кругове ЦМОС структуре. Логичка нула је, као и обично, унутар 0 ... 0,4 В. Али ови нивои су унутар микро круга, о њима можете само нагађати, али не можете их осетити рукама, не можете видети очима.


Излазни степен

Да би повећали носивост чипа, на излазу окидача повезан је снажни излазни степен на транзисторима ВТ1, ВТ2.

Ако се РС-окидач ресетује, тада излаз (пин 3) садржи логички нулти напон, тј. отворен транзистор ВТ2. У случају када је окидач инсталиран на излазу, ниво логичке јединице је такође.

Излазна фаза се врши склопом пусх-пулл, који омогућава повезивање оптерећења између излаза и заједничке жице (терминали 3.1) или магистрале (терминали 3.8).

Мала напомена о излазној фази. Приликом поправке и подешавања уређаја на дигиталним микровезама, једна од метода за проверу кола је да се доводе до ниског нивоа сигнала на улазе и излазе микро кругова. У правилу се то постиже кратким спајањем на заједничку жицу ових улаза и излаза помоћу игле за шивање, а да притом не нанесете никакву штету микро кругу.

У неким је круговима напајање НЕ555 5В, па се чини да је и то дигитална логика и да то можете и ви да радите. Али у стварности то није тако. У случају 555 чипа, или боље речено, с његовим пусх-пулл излазом, такви "експерименти" се не могу извести: ако је излазни транзистор ВТ1 у овом тренутку отворен, тада ће се испоставити кратки спој и транзистор ће једноставно изгорјети. А ако је напон напајања близу максималног, онда је крајње немиран крај једноставно неизбежан.


Додатни транзистор (пин 7)

Поред поменутих транзистора, постоји и транзистор ВТ3. Колектор овог транзистора повезан је с излазом чипа 7 "Дисцхарге". Његова сврха је да испразни кондензатор за подешавање времена када се микроцирку користи као генератор импулса. Пражњење кондензатора настаје када се активира ДД1 окидач. Ако се сетимо описа окидача, тада на инверзном излазу (назначеном кругом у дијаграму) у овом тренутку постоји логична јединица, која води до отварања транзистора ВТ3.


О сигналу за ресетовање (пин 4)

Можете да ресетујете окидач у било ком тренутку - сигнал „ресетовање“ има високи приоритет. Да бисте то учинили, постоји посебан улаз Р (пин 4), који је на слици означен као Усбр. Као што се може схватити са слике, ресетирање ће се догодити ако се на четврти излаз примијени импулс ниског нивоа од највише 0,7 В. Истовремено, на излазу микро-склопа појавиће се напон ниског нивоа (пин 3).

У случајевима када се овај улаз не користи, на њега се примењује логички ниво јединице да би се решио импулсни шум. Најлакши начин за то је спајање иглица 4 директно на напајање. Ни у којем случају га не смијете остављати, како кажу, у "ваздуху". Тада ћете се морати питати и размишљати дуго, и зашто круг функционира тако нестабилно?


Опште белешке о покретању

Да се ​​не би потпуно збунили стање окидача, треба подсјетити да се у расправама о окидачу увијек узима у обзир стање његовог директног излаза. Па, ако се каже да је окидач „инсталиран“, тада је на директном излазу стање логичке јединице. Ако кажу да је окидач "ресетиран", тада ће директни излаз сигурно имати логичку нулу.

На инверзном излазу (обележеном малим кругом) све ће бити управо супротно, па се често излазни окидач назива парафаза. Да не бисмо поново све збунили, о томе више нећемо говорити.

Свако ко је пажљиво прочитао ово место, може питати: „Извините, то је само окидач са моћном транзисторском каскадом на излазу. А где је сам тајмер? " И биће у праву јер ствар још није достигла тајмер. Да би добио тајмер, његов отац, творац Ханс Р. Каменсинд, изумио је оригиналан начин за контролу овог окидача. Трик ове методе је формирање контролних сигнала.


Генерација сигнала на РС - улази окидача

Па шта смо добили? ДД1 окидач контролише све унутар тајмера: ако је постављен на један, излазни напон је висок, а ако је ресетиран, тада је излаз 3 низак и ВТ3 транзистор је такође отворен. Сврха овог транзистора је да испразни временски кондензатор у круг, на пример, генератор импулса.

ДД1 окидач се контролише помоћу компаратора ДА1 и ДА2. Да би се контролисао рад окидача на излазима компаратора, потребно је добити сигнале високог нивоа Р и С. Референтни напон се примењује на један од улаза сваког упоређивача, који се генерише прецизним дељеником на отпорницима Р1 ... Р3. Отпор отпорника је исти, па је напон који се примењује на њих подељен на 3 једнака дела.


Стварање управљачког сигнала окидача


Тајмер старт

Директни напон од 1 / 3У примењује се на директни улаз компаратора ДА2, а спољни напон за покретање тајмера Узап кроз контакт 2 се примењује на инверзни улаз компаратора. Да би дјеловао на улаз С окидача ДД1 на излазу овог компаратора, потребно је постићи висок ниво. Ово је могуће ако напон Устап буде у опсегу 0 ... 1 / 3У.

Чак ће и краткотрајни импулс таквог напона покренути ДД1 окидач и појаву напона тајмера високог нивоа. Ако је улазни Уцап изложен напонима изнад 1 / 3У па све до напајања, тада се на излазу микро-склопа неће променити.


Тимер стоп

Да бисте зауставили тајмер, требате ресетовати унутрашњи окидач ДД1 и за то на излазу компаратора ДА1 генерирати сигнал високог нивоа Р. Компаратор ДА1 је укључен мало другачије него ДА2.Референтни напон од 2 / 3У примењује се на инвертирајући улаз, а контролни сигнал "Праг одзива" Уфор се примењује на директни улаз.

Са овим укључењем, висок ниво на излазу компаратора ДА1 ће се догодити само када напон Упоор на директном улазу премаши референтни напон 2 / 3У на инвертирајућем. У том случају ће се ДД1 окидач ресетовати, а на излазу микро круга биће успостављен сигнал ниског нивоа (пин 3). Такође ће се отворити „празни“ ВТ3 транзистор, који ће испразнити кондензатор за подешавање времена.

Ако је улазни напон унутар 1 / 3У ... 2 / 3У, ниједан од компаратора неће радити, промјена стања на излазу тајмера неће се догодити. У дигиталној технологији овај напон се назива „сиви ниво“. Ако једноставно повежете игле 2 и 6, добићете компаратор са нивоима одзива 1 / 3У и 2 / 3У. Па чак и без иједног додатног детаља!


Промјена референтног напона

Пин 5, на слици означен као Уобр, дизајниран је за контролу напона или промену помоћу додатних отпорника. На овај улаз је такође могуће подесити управљачки напон тако да је могуће добити фреквенцијски или фазно модулирани сигнал. Али чешће се овај закључак не користи, а да би се смањио утицај сметњи повезан је са заједничком жицом преко кондензатора малог капацитета.

Микрокруг се напаја преко игле 1 - ГНД, 2 + У.

Ево стварног описа интегрисаног тајмера НЕ555. Тајмер је прикупио пуно свих врста кола, о којима ће бити речи у наредним чланцима.

Борис Аладисхкин 


Наставак чланка: 555 интегрисани тајмер дизајни

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Повратне информације оперативног кола појачала
  • Логички чипови. Део 8. Д - окидач
  • Логички чипови. Део 9. ЈК окидач
  • Легендарни аналогни чипови
  • Логички чипови. Део 7. Окидачи. РС - окидач

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написао: Сергеи | [цитат]

     
     

    Желио бих видјети барем неколико једноставних практичних примјера кориштења чипа НЕ555. Без практичних примера, вредност чланка за неспремног читаоца је врло мала.

     
    Коментари:

    # 2 написао: анди78 | [цитат]

     
     

    Практични примери коришћења интегрисаног тајмера НЕ555 биће дискутовани у следећим чланцима на веб локацији у одељку Електрична радионица.

     
    Коментари:

    # 3 написао: | [цитат]

     
     

    Чека се на практичне шеме. Препоручљиво је приказати шеме близине, капацитивни сензори присутности на удаљености од 1 - 1,5 м. и још .....

     
    Коментари:

    # 4 је написао / ла: | [цитат]

     
     

    "Микрокружно напајање се покреће кроз иглице 1 - ГНД, 2 + У."

    Тачно ...

     
    Коментари:

    # 5 написао: | [цитат]

     
     

    Добар дан Имам такво питање. Која је разлика између тајмера НЕ555н и НЕ555п. Да ли су заменљиви.