Как работает таймер 555?

Таймер 555, вероятно, является самой распространенной и популярной микросхемой в хобби-схемах. Существует множество проектов, в которых 555 используется по-разному, и легко найти схемы для реализации уже проверенных проектов. Однако, если вы не просто удовлетворены использованием схемы plug-and-play таймера 555, но хотите понять, как работает таймер 555. Тогда прочитайте статью и вы узнаете, что происходит внутри таймера 555, когда он работает. Узнайте, как входы взаимодействуют с напряжением питания для переключения и сброса выходов на высокий и низкий уровень. Узнайте, какие контакты можно использовать для регулировки порога изменения.

Как работает таймер 555 — изучение схем

начнём,

· Распиновка таймера 555

·Внутренняя функциональная схема таймера 555

· РаботающийПринцип

Распиновка таймера 555

Распиновка таймера 555

Таймер 555 состоит из восьми контактов.

Они есть:

1.RST — вывод сброса (активный низкий уровень)

2.DIS — Коллектор разрядного триода Входной контакт коллектора

3.THR — вывод верхнего порогового напряжения.

4.TRI – Спусковой крючок

5.CON — контакт управления напряжением1.

6.OUT – выходной контакт выходного сигнала

7.ВКК

8.Земля

Внутренняя функциональная схема таймера 555

Внутренняя функциональная схема таймера 555

Внутренняя структура обычного таймера 555 примерно состоит из следующих частей:

1. Защелка SR

Логический символ защелки

Два общих вентиля NOR, внутренняя структура защелки:

Структура 1

Структура 2

Две общие защелки вентилей ИЛИ-НЕ. Таблица истинности:

Для структуры 1

Фор2 Структура 2

Принцип:

Ввод данных на оба конца RS одновременно, исходное состояние Q=0, Q ‾ =1. При этом условии оценка истинного значения входа и выхода осуществляется по двум логическим элементам ИЛИ. (Примечание: связь между Q и значением Q‾true должна быть противоположной), и обратите внимание, что не может быть ситуации, когда S*R=1, то есть S=R=1. Когда это происходит, для:

(1) Переход из состояния S=R=0 в состояние S=R=1, поскольку независимого состояния S=R=1 нет, необходимо решить, достигнуто ли состояние S=0, R=1 или прибудет первым. Для состояния S=1, R=0 невозможно определить, какое из этих двух состояний, поэтому фактическое состояние защелки SR не может быть определено макроскопически.

(2) Перейти из состояния S=R=1 в состояние S=R=0, поскольку независимого состояния S=R=1 нет, необходимо решить, достигнуто ли состояние S=0, R=1 или прибытие первым. Для состояний S=1, R=0 все еще невозможно определить, какое из этих двух состояний, поэтому фактическое состояние защелки SR не может быть определено макроскопически.

Но для этих двух случаев микроскопическое состояние все равно определено однозначно. Чтобы избежать этой ситуации, генерируются ограничения защелки SR:

С*Р=0

Избегайте ситуации, когда микросостояние не может быть однозначно определено макросом.

2. Компаратор

Символ компаратора

Компаратор имеет две входные клеммы, которые являются положительной входной клеммой и отрицательной входной клеммой соответственно, а входные напряжения записываются как Vin+ и Vin- соответственно, и сравниваются напряжения двух входных клемм.

3. Полупроводниковый транзистор (транзистор) типа NPN.

Полупроводниковый транзистор (транзистор) типа NPN (триод типа NPN)

Содержимого триода на самом деле довольно много. Вот очень простое введение в состояние «включено-выключено» триода. Если взять в качестве примера полупроводниковый триод типа NPN, то триод имеет три рабочих состояния. Они есть:

Состояние отсечки: ток между эмиттером и коллектором отключается, и ток через него не течет.

Усиленное состояние: ток через коллектор увеличивается вдвое с увеличением тока базы (в это время коллектор и эмиттер уже находятся в проводящем состоянии)

Состояние насыщения: насыщение достигается за счет тока на коллекторе, а коллектор и эмиттер находятся в полностью проводящем состоянии.

Как показано на рисунке ниже, это полупроводниковый триод типа NPN.

В таймере 555 для

4. Схема фильтра

В практических приложениях неизбежно добавление развязывающих конденсаторов, чтобы избежать влияния шума на сигнал запуска и пороговый сигнал.

Принцип работы

Общий принцип работы таймера 555 — принцип обратной связи.

Вывод определенной частоты реализуется за счет постоянного переворота состояния триода.

В качестве примера возьмем один из способов проводки.

Среди них контакты RESET и Vcc подключены к высокому уровню, что делает вывод сброса недействительным.

DIS - Коллектор коллектора разрядного транзистора. Входной контакт коллектора подключен к R1, разделенное напряжение на R1 используется в качестве входного значения контакта, а состояние включения-выключения триода постоянно переключается в соответствии с входным значением контакта.

THR - Порог. Вывод верхнего порогового напряжения и вход коллекторного вывода воздействуют на значение выходного уровня компаратора на защелку SR и в то же время подключают конденсатор как зарядный и разряжающий конденсатор, чтобы вызвать изменение значения напряжения.

TRI — триггер. Триггерный вывод ожидает подключения к другим компонентам. Если он не подключен, вход по умолчанию представляет собой значение высокого уровня, которое действует на выход компаратора на защелку SR.

CON - Управляющее напряжение Вывод управления напряжением, подключенный к схеме стабилизации развязывающего конденсатора.

GNDземля

Для достижения выхода определенного значения частоты

Принцип следующий:

Исходное состояние: внутреннее сопротивление таймера 555 делит напряжение на (1/3) Vcc, а вход на триггерном выводе исходного состояния имеет высокий уровень (2) контакт высокого уровня, (6) контакт низкого уровня. Под действием компаратора он выдает низкий уровень и одновременно воздействует на защелку SR. На выходе Q как низкий уровень, а затем инвертирует (вы можете видеть, что на выходе есть символ отрицания — маленький кружок). Один конец выводит высокий уровень на триод, так что триод находится в состоянии проводимости, а Vcc течет через R1 через триод на землю; другой конец принимает низкий уровень без выхода

Введите низкий уровень на триггерный вывод Trigger, аналогичный 1. Под действием компаратора и защелки на выходе узла устанавливается низкий уровень, и выход делится на два конца, один конец делает триод в разрезе. В выключенном состоянии, а коллектор и эмиттер триода ток между полюсами не течет, а Vcc действует на верхнюю обкладку конденсатора со стороны R1. По мере зарядки пластины потенциал на выводе (6) постепенно возрастает. Когда потенциал в этой точке превышает (2/3)Vcc, компаратор выдает высокий уровень на выходе, в это время вывод (2) возвращается на низкий уровень, а защелка SR выдает высокий уровень, чтобы сделать триод в проводящем состоянии. состояние

Конденсатор заряжается в процессе (2.), и постепенно разряжается по пути, показанному на рисунке, после достижения триодом состояния проводимости, и возвращается в состояние (1.) и циркулирует после завершения разряда. Каждый раз при прохождении цикла выводится полная форма сигнала (когда достигается состояние (3.), состояние (1.) выполняется одновременно, и значение выходного уровня не изменяется)

Обратите внимание, что таймеру 555 в этом режиме подключения по-прежнему требуется изменяющееся входное значение для подключения к триггерному контакту для достижения фиксированной выходной частоты, и для реализации «самообеспеченности» таймера 555 необходимо начинать с питание в таймере 555. В плоской переменной выходной сигнал используется в качестве входного значения триггерного вывода Trigger.

Следующий рисунок демонстрирует «самообеспеченность» таймера 555:

Подключитесь к R2, чтобы добиться разделения напряжения.

Потенциал верхней обкладки конденсатора используется в качестве входного потенциала триггерного вывода. Из рабочего процесса таймера 555, подключенного только к R1, известно, что потенциал на обкладке конденсатора будет периодически меняться, причем на этот период влияет емкость конденсатора и два влияющих сопротивления резисторов R1 и R2, В качестве входного сигнала принимается периодическое изменение потенциала верхней обкладки конденсатора, что эквивалентно процессу периодического преобразования высокого и низкого уровней, а на выходе таймера 555 выдается прямоугольный сигнал с фиксированной частотой.

Для определения выходной частоты следуйте формуле:

Что нужно знать больше о таймере 555?

проверять

Что такое таймер 555?