Vienas iš pagrindinių mikrovaldiklių tikslų yra valdyti gana paprastus įrenginius ir sistemas, o tam, be abejo, reikalingi apklausos jutikliai ir valdymo signalų išdavimas pavaroms. Dažnai tokiems tikslams turimų mikrovaldiklio prievadų gali nepakakti. Vienas iš būdų padidinti prijungtų išorinių įrenginių skaičių yra pamainų registras SN74HC595N. Šis lustas buvo įsigytas Ru.aliexpress.com už 0,6 USD už 10 vienetų partiją.
Tai leidžia naudojant tris mikrovaldiklio prievadus valdyti 8 išėjimus, o tai svarbu, šis registras leidžia kaskaduoti, taip gaunant 16 ar daugiau skaitmeninių išėjimų, valdomų tais pačiais trimis mikrovaldiklio prievadais. Struktūriškai tai yra lustas DIP-16 pakuotėje
Mikroschema turi 16 kontaktų, kurių paskirtis yra: atitinkamai Vcc ir GND +5V maitinimas ir bendra magistralė. DS - duomenų įvestis, SHcp - sinchronizavimo įvestis DS būsenai įrašyti į registro atmintį, STcp - valdymo signalas, kurio žemame lygyje duomenys iš registro atminties patenka į informacinius išėjimus Q0-Q7, Q7' - išvestis duomenims perkėlimas į kitą registrą (reikalingas, kai kartu veikia keli registrai), - Q0-Q7 išėjimų įjungimo/išjungimo valdymas, - registro atstatymas.
Pavyzdžiui, galite paimti kodą iš Arduino aparatinės įrangos platformos gamintojų, iliustruojantį šio registro veikimą. Ši programa nuosekliai išveda dvejetainį skaičių nuo 00000000 iki 11111111 į išėjimus Q0-Q7. Pavyzdyje prijungti tik penki šviesos diodai, tačiau apskritai aišku, kad ši programa yra tik skaitiklis nuo 0 iki 255.
Vaizdo įrašas
Dėl to turime paprastą ir pigų būdą padidinti skaičių, tačiau už tai turime mokėti mažesne jų sparta. Tačiau informacijos išvesties įrenginiams, tokiems kaip septynių segmentų indikatoriai ir linijinės LED skalės, tai nėra labai svarbu, nes informacijos išvesties greitis vis tiek bus didesnis nei žmogaus jutimų suvokimo greitis ...
Laba diena, mieli radijo mėgėjai!
Sveikinu jus svetainėje ""
Mikroschemos
Chip (IC – integrinis grandynas, IC – Integrinis grandynas, lustas arba mikroschema iš English Chip, Microchip) yra visas įrenginys, kuriame yra tranzistorių, diodų, rezistorių ir kitų aktyvių bei pasyvių elementų, kurių bendras skaičius gali siekti kelias dešimtis, šimtus, tūkstančius, dešimtis tūkstančių ar daugiau. Yra daugybė mikroschemų tipų. Tarp jų dažniausiai naudojami galvosūkis, operaciniai stiprintuvai, specializuotas.
Dauguma mikroschemų yra stačiakampėje plastikinėje pakuotėje su lanksčiais plokščių laidais (žr. 1 pav.), esančiais abiejose pakuotės pusėse. Korpuso viršuje yra sąlyginis raktas – apvali ar kitokia etiketė, nuo kurios numeruojami kaiščiai. Jei žiūrite į mikroschemą iš viršaus, tada turite skaičiuoti išvadas prieš laikrodžio rodyklę, o jei iš apačios, tada pagal laikrodžio rodyklę. Lustai gali turėti bet kokį smeigtukų skaičių.
Buitinėje elektronikoje (tačiau ir užsienio) mikroschemos yra ypač populiarios galvosūkis, pastatytas dvipolių tranzistorių ir rezistorių pagrindu. Jie taip pat vadinami TTL lustai (TTL – tranzistoriaus ir tranzistoriaus logika). Pavadinimas tranzistorius-tranzistorius kilo dėl to, kad tranzistoriai naudojami tiek loginėms funkcijoms atlikti, tiek išvesties signalui sustiprinti. Visas jų veikimo principas paremtas dviem sąlyginiais lygmenimis: žemu arba aukštu, arba, atitinkamai, loginės 0 arba loginės 1 būsenos. Taigi K155 serijos mikroschemų įtampa nuo 0 iki 0,4 yra laikoma žemu lygiu, atitinkančiu loginį. 0. V, tai yra ne daugiau kaip 0,4 V, o aukštoms, atitinkančioms loginį 1, - ne mažiau kaip 2,4 V ir ne daugiau nei maitinimo įtampa - 5 V, o K176 serijos mikroschemos, skirtos maitinti iš šaltinio , 9 B įtampa, atitinkamai 0,02. ..0,05 ir 8,6. ..8,8 V.
Užsienio TTL mikroschemų žymėjimas prasideda skaičiais 74, pavyzdžiui, 7400. Įprasti loginių mikroschemų pagrindinių elementų grafiniai žymėjimai parodyti pav. 2. Taip pat yra tiesos lentelių, kurios leidžia suprasti šių elementų logiką.
Loginio elemento AND simbolis yra ženklas „&“(anglų k. jungtukas „and“), stovintis stačiakampio viduje (žr. 2 pav.). Kairėje - du (ar daugiau) įvesties kontaktų, dešinėje - vienas išvesties kaištis. Šio elemento logika yra tokia: aukšto lygio įtampa išėjime atsiras tik tada, kai visuose jo įėjimuose bus to paties lygio signalai. Tą pačią išvadą galima padaryti pažvelgus į tiesos lentelę, apibūdinančią AND elemento elektrinę būseną ir loginį ryšį tarp jo išėjimo ir įvesties signalų. Taigi, pavyzdžiui, norint, kad elemento išėjimas (Out.) turėtų aukšto lygio įtampą, atitinkančią vieną (1) elemento būseną, abu įėjimai (In. 1 ir In. 2) turi būti turėti tokio paties lygio įtampą. Visais kitais atvejais elementas bus nulinės (0) būsenos, tai yra, jo išvestyje veiks žemo lygio įtampa.
Sąlyginis Būlio simbolis ARBA- numeris 1
stačiakampyje. Jis, kaip ir elementas AND, gali turėti du ar daugiau įvesčių. Išvesties signalas, atitinkantis aukštą lygį (logika 1), pasirodo, kai to paties lygio signalas yra nukreipiamas į 1 arba 2 įėjimą arba vienu metu į visus įėjimus. Patikrinkite šiuos loginius šio elemento išėjimo ir įvesties signalų ryšius, palyginti su jo teisingumo lentele.
Sąlyginio elemento simbolis NE- irgi skaičius 1
stačiakampio viduje. Tačiau jis turi vieną įėjimą ir vieną išėjimą. Mažas apskritimas, kuris pradeda išvesties signalo liniją, simbolizuoja loginį „NE“ neigimą elemento išvestyje. Skaitmeninių technologijų kalba „NE“ reiškia, kad elementas NĖRA keitiklis, tai yra elektroninė „plyta“, kurios išėjimo signalas yra priešingas įvesties lygiui. Kitaip tariant: kol jo įėjime yra žemo lygio signalas, išėjimas bus aukšto lygio signalas ir atvirkščiai. Tai rodo ir loginiai lygiai šio elemento veikimo tiesos lentelėje.
Loginis elementas IR NE yra elementų derinys IR Ir NE, todėl ant jo sąlyginio grafinio žymėjimo yra ženklas „ &
“ ir mažas apskritimas ant išėjimo signalo linijos, simbolizuojantis loginį neigimą. Yra tik vienas išėjimas, bet du ar daugiau įėjimų. Elemento logika tokia: aukšto lygio signalas išėjime pasirodo tik tada, kai visuose įėjimuose yra žemo lygio signalai. Jei bent vienas iš įėjimų turi žemo lygio signalą, elemento AND-NOT išėjimas turės aukšto lygio signalą, tai yra, jis bus vienos būsenos, o jei yra aukšto lygio signalas visuose įėjimuose jis bus nulinės būsenos. Elementas AND-NOT gali atlikti NE elemento funkciją, tai yra tapti inverteriu. Norėdami tai padaryti, tereikia sujungti visas jo įvestis. Tada, kai tokiam kombinuotam įėjimui taikomas žemo lygio signalas, elemento išvestis bus aukšto lygio signalas ir atvirkščiai. Ši AND-NOT elemento savybė labai plačiai naudojama skaitmeninėse technologijose.
Loginių elementų simbolių žymėjimas (ženklai „&“ arba „1“) naudojamas tik buitinėse grandinėse.
TTL mikroschemos suteikia galimybę konstruoti įvairius skaitmeninius įrenginius, veikiančius iki 80 MHz dažniais, tačiau reikšmingas jų trūkumas yra didelis energijos suvartojimas.
Kai kuriais atvejais, kai nereikia didelio našumo, bet minimalios reikalingos energijos sąnaudos, naudojami CMOS lustai kurie naudoja lauko efekto tranzistorius, o ne dvipolius. Sumažinimas CMOS (CMOS papildomas metalo oksido puslaidininkis) reiškia papildomą metalo oksido puslaidininkį. Pagrindinė CMOS mikroschemų savybė yra nereikšmingas srovės suvartojimas statiniame režime - 0,1 ... 100 μA. Dirbant maksimaliu veikimo dažniu, energijos suvartojimas didėja ir artėja prie mažiausiai galingų TTL lustų energijos suvartojimo. CMOS mikroschemos apima tokias gerai žinomas serijas kaip K176, K561, KR1561 ir 564.
Klasėje analoginiai lustai izoliuotos mikroschemos su linijinės charakteristikos – linijinės mikroschemos, kurie apima OU – Operaciniai stiprintuvai. Vardas " operacinis stiprintuvas” yra dėl to, kad pirmiausia tokiais stiprintuvais buvo atliekamos signalų sumavimo, jų diferencijavimo, integravimo, inversijos ir kt. Analoginės mikroschemos, kaip taisyklė, gaminamos funkciškai nebaigtos, o tai atveria plačias galimybes radijo mėgėjų kūrybai.
Operaciniai stiprintuvai turi du įėjimus – apverčiamąjį ir neinvertuojamąjį. Diagramoje jie atitinkamai pažymėti minusu ir pliusu (žr. 3 pav.). Pritaikius pliuso signalą įėjimui, išėjimas yra pastovus, bet sustiprintas signalas. Pritaikius jį į minuso įvestį, išvestis yra apverstas, bet ir sustiprintas signalas.
Radioelektronikos gaminių gamyboje daugiafunkcinių specializuotų mikroschemų, kurioms reikalingas minimalus išorinių komponentų skaičius, naudojimas gali žymiai sumažinti galutinio įrenginio kūrimo laiką ir gamybos sąnaudas. Šiai lustų kategorijai priskiriami lustai, skirti kažkam konkrečiam. Pavyzdžiui, yra galios stiprintuvų, stereo imtuvų ir įvairių dekoderių mikroschemos. Visi jie gali turėti visiškai skirtingą išvaizdą. Jei vienoje iš šių mikroschemų yra metalinė dalis su skylute, tai reiškia, kad ji turi būti prisukama
radiatorius.
Dirbti su specializuotomis mikroschemomis yra daug maloniau nei su daugybe tranzistorių ir rezistorių. Jei anksčiau reikėjo surinkti radijo imtuvą su daugybe dalių, tai dabar galite apsieiti su viena mikroschema.
Labai ilgai galvojau, kaip paprastais žmogiškais žodžiais paaiškinti, kas yra tranzistorius. Net jei apie tranzistorių kalbėsiu labai labai paviršutiniškai, aš turėsiu parašyti bent penkis lapus, naudodamas abstrakčius terminus.
Tada man pasirodė: juk pagrindinis mano apžvalgos tikslas buvo ne duoti akademinių žinių (prašau už jas eiti į universitetą ar bent į Vikipediją), o išmokyti pradedantį radijo mėgėją bent atskirti tranzistorių nuo kondensatorius ir rezistorius, kad būtų galima sėkmingai surinkti savo pirmuosius dizainus (pavyzdžiui, rinkinius Master Kit).
Todėl geriausia pasakyti taip: tranzistoriai yra trijų gnybtų radijo komponentai, skirti signalams stiprinti ir konvertuoti. Štai kaip jie atrodo realiame gyvenime:
Taigi tranzistorius nurodytas diagramoje:
Tranzistorius, kaip jau supratome, turi tris gnybtus: bazę (B), kolektorius (C), emiterį (E).
Įvesties signalas dažniausiai yra nukreipiamas į pagrindą, sustiprintas signalas pašalinamas iš kolektoriaus, o emiteris yra bendras grandinės laidas. Žinoma, tai labai primityvus tranzistoriaus veikimo principų aprašymas, ir apskritai yra daug niuansų, bet jau sutarėme, kad aš nekankinsiu jūsų skaitydamas kelių puslapių kūrinį.
Ant paties radijo komponento išvados niekaip nepažymėtos. Smeigtukų vietai taip pat nėra standarto. Taigi, kaip nustatyti, kuri produkcija yra kuri?
Turėsite naudoti informacinę informaciją: kiekvienam tranzistoriui yra vadinamasis duomenų lapas, arba, kitaip tariant, radijo komponento pasas. Duomenų lape yra visa informacija apie tranzistorių: didžiausia leistina srovė ir įtampa, stiprinimas, kontaktas ir daug, daug daugiau. Duomenų lapų lengviausia ieškoti internete, o pagrindinius tranzistorių parametrus galima rasti radijo mėgėjų literatūroje.
Tranzistorių pakeičiamumas
Kadangi tranzistorius turi daug sudėtingesnę struktūrą ir reikšmingesnius parametrus nei rezistorius, kondensatorius ar diodas, nėra lengva rasti tinkamą trūkstamo komponento pakaitalą. Mažiausiai keičiamas tranzistorius turi turėti tą patį paketo tipą ir kištukinį lizdą (pinout). Naujasis tranzistorius turi turėti tokią pačią struktūrą: NPN arba PNP. Be to, būtina atsižvelgti į elektrinius parametrus: leistinas sroves, įtampas, kai kuriais atvejais ribinį dažnį ir kt.
Kartais grandinės dizaineris atlieka darbą už jus, pasiūlydamas galimus tranzistoriaus analogus. Internete ir radijo mėgėjų literatūroje taip pat yra nuorodų lentelės su informacija apie galimus tranzistorių analogus.
Taip pat kartais investuojama į „Master Kits“ vietoj originalių (laikinai išparduotų) tranzistorių, jų analogų, o toks pakeitimas neblogina gatavo dizaino kokybės.
Tranzistoriaus montavimas ant spausdintinės plokštės
Apskritai, norint sėkmingai surinkti pagrindinį rinkinį, nebūtina žinoti, kur yra tranzistoriaus išvestis. Pakanka sujungti „raktus“ ant tranzistoriaus ir spausdintinės plokštės – ir tranzistoriaus išėjimai „automatiškai“ bus nustatyti taip, kaip tikėtasi.
Pažiūrėkite į piešinį. Tranzistorius turi „raktą“ – žiūrint iš viršaus aiškiai matyti, kad korpusas yra pusapvalis. Tas pats „raktas“ yra spausdintinėje plokštėje. Norint teisingai įdiegti tranzistorių, pakanka sujungti tranzistoriaus ir spausdintinės plokštės „raktus“:
Mikroschema yra beveik baigtas įrenginys arba, vaizdžiai tariant, elektroninis pusgaminis.
Mikroschemoje yra elektroninė grandinė, kuri atlieka tam tikrą funkciją: tai gali būti loginis įrenginys, lygio keitiklis, stabilizatorius, stiprintuvas. Nago dydžio mikroschemoje gali būti dešimtys (o kartais ir šimtai, milijonai ir milijardai) rezistorių, diodų, tranzistorių ir kondensatorių.
Mikroschemos yra įvairiose pakuotėse ir turi skirtingą kaiščių skaičių. Štai keletas lustų, su kuriais gali dirbti pradedantysis radijo mėgėjas, pavyzdžiai:
Grandinės kištukas
Smeigtukai sunumeruoti prieš laikrodžio rodyklę, pradedant nuo viršutinio kairiojo krašto. Pirmoji išvada nustatoma naudojant „raktą“ – įpjovą korpuso krašte arba tašką įdubos pavidalu.
Lustų pakeičiamumas
Mikroschema yra labai specifinė paruošta elektroninė grandinė, turinti daugybę elementų, ir apskritai kiekviena mikroschema yra unikali.
Bet vis tiek kai kuriais atvejais galite rasti pakaitalą. Skirtingi gamintojai gali gaminti tuos pačius lustus. Bėda tik ta, kad pavadinime nėra suvienodinimo (kartais, bet nebūtinai, vardų skaičiai gali sutapti). Pavyzdžiui, MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, K153UD1A / B yra tas pats skirtingų gamintojų lustas.
Kai kuriais atvejais pagrindiniuose rinkiniuose taip pat gali būti mikroschemų analogų. Tai normalu ir nesumažina baigtos grandinės veikimo.
Mikroschemos – įtampos stabilizatoriai
Įtampos stabilizatoriaus lustai turi tris kaiščius, todėl juos galima lengvai supainioti su tranzistoriumi. Tačiau šio mažo komponento pakuotėje gali būti dešimtys tranzistorių, rezistorių ir diodų. Pavyzdžiui, toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas lustas 78L05. Į jo įvestį galite prijungti nuo 5 iki 30 V įtampą, o mikroschemos išėjime bus nuolatinė 5 V įtampa, o mikroschemos apkrova yra 100 mA. Panašus stabilizatorius yra ir galingesnėje versijoje – iki 1A apkrovos, jis vadinamas 7805 ir turi didesnį korpusą.
Mikroschemos montavimas ant spausdintinės plokštės
Ant mikroschemos ir spausdintinės plokštės yra „raktai“, o montuojant mikroschemą ant plokštės, būtina juos sujungti, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:
Lustai 555 gana dažnai naudojami radijo mėgėjų praktikoje – jie yra praktiški, daugiafunkciniai ir labai paprasti naudoti. Tokiose mikroschemose galima įgyvendinti bet kokį dizainą - tiek paprasčiausius Schmitt paleidiklius su pora papildomų elementų, tiek kelių pakopų kombinuotus užraktus.
NE555 buvo kuriamas gana ilgai, net sovietiniuose žurnaluose Radio, Modeler-Constructor ant šios mikroschemos analogų buvo galima rasti daug naminių gaminių. Šiandien ši mikroschema aktyviai naudojama projektuojant su šviesos diodais.
Mikroschemos aprašymas
Tai JAV bendrovės „Signetics“ plėtra. Būtent jos specialistai galėjo praktiškai pritaikyti Kamenzindo Hanso darbą. Tai, galima sakyti, yra integrinio grandyno tėvas - sunkiomis didelės konkurencijos sąlygomis inžinieriams pavyko pagaminti produktą, kuris pateko į pasaulinę rinką ir sulaukė didelio populiarumo.
Tais metais 555 serijos mikroschema neturėjo analogų pasaulyje – labai didelis tvirtinimo elementų tankis įrenginyje ir itin maža kaina. Būtent dėl šių parametrų ji pelnė didelį populiarumą tarp dizainerių.
Buitiniai analogai
Po to prasidėjo masinis šio radijo elemento kopijavimas - sovietinis mikroschemos analogas buvo vadinamas KR1006VI1. Beje, tai visais atžvilgiais unikalus vystymasis, nors ir turi daug analogų. Tik buitinėms mikroschemoms sustabdymo įvestis turi pirmenybę prieš paleidimo įvestį. Nė vienas iš užsienio dizainų neturi tokios savybės. Tačiau į šią savybę reikia atsižvelgti kuriant grandines, kuriose aktyviai naudojami abu įėjimai.
Kur jis taikomas?
Tačiau reikia pažymėti, kad įėjimų prioritetai neturi didelės įtakos mikroschemos veikimui. Tai tik nedidelis niuansas, į kurį reikia atsižvelgti retais atvejais. Siekiant sumažinti energijos suvartojimą 70-ųjų viduryje, buvo pradėti gaminti CMOS elementai. SSRS lauko darbininkų mikroschemos buvo vadinamos KR1441VI1.
555 lusto generatoriai labai dažnai naudojami kumpio radijo projektuose. Šiame mikroschemoje lengva įdiegti laiko relę, o delsą galima nustatyti nuo kelių milisekundžių iki valandų. Yra sudėtingesnių elementų, pagrįstų 555 grandine - juose yra įtaisai, apsaugantys nuo kontaktų plepėjimo, PWM valdikliai ir skaitmeninio tipo signalo atkūrimas.
Mikroschemos privalumai ir trūkumai
Laikmačio viduje yra įmontuotas įtampos daliklis - būtent jis leidžia nustatyti griežtai fiksuotą apatinę ir viršutinę slenksčius, kai įjungiami komparatoriai. Iš čia galime daryti išvadą, kad pagrindinis trūkumas yra tai, kad slenkstinių verčių neįmanoma kontroliuoti, o skirstytuvo taip pat negalima išskirti iš projektavimo, praktinio taikymo sritis. 555 mikroschema ženkliai susiaurinta.Galima statyti multivibratoriaus ir vieno vibratoriaus grandines, bet sudėtingesnės konstrukcijos netiks.
Kaip atsikratyti trūkumų?
Bet jūs galite atsikratyti tokios problemos, pakanka įdiegti ne didesnį kaip 0,1 uF polinį kondensatorių tarp valdymo gnybto ir maitinimo šaltinio minuso.
Ir norint žymiai padidinti atsparumą triukšmui, maitinimo grandinėje yra sumontuotas nepolinis kondensatorius, kurio talpa yra 1 μF. Praktiškai taikant 555 mikroschemas, svarbu atsižvelgti į tai, ar pasyvūs elementai – rezistoriai ir kondensatoriai – turi įtakos jų veikimui. Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį į vieną savybę – naudojant laikmačius ant CMOS elementų, visi šie trūkumai tiesiog išnyksta, nereikia naudoti papildomų kondensatorių.
Pagrindiniai mikroschemų parametrai
Jei nuspręsite sukurti laikmatį 555 luste, turite žinoti pagrindines jo savybes. Iš viso įrenginys turi penkis mazgus, juos galima pamatyti diagramoje. Įėjime yra varžinis įtampos daliklis. Su jo pagalba susidaro dvi etaloninės įtampos, reikalingos komparatorių veikimui. Komparatorių išėjimai yra prijungti prie RS flip-flop ir išorinio atstatymo kaiščio. Ir tik po to į stiprinimo įrenginį, kur signalo reikšmė didėja.
Lustos galia
Pabaigoje yra tranzistorius, kuriame kolektorius yra atviras - jis atlieka daugybę funkcijų, viskas priklauso nuo to, su kokia konkrečiai užduotimi jis susiduria. NE, SA, NA integriniams grandynams rekomenduojama tiekti 4,5-16 V maitinimo įtampą. Tik naudojant 555 mikroschemas su santrumpa SE, leidžiama padidinti iki 18 V.
Maksimalus srovės suvartojimas esant 4,5 V įtampai gali siekti 10-15 mA, mažiausia vertė yra 2-5 mA. Yra CMOS mikroschemų, kuriose srovės suvartojimas neviršija 1 mA. Buitiniams KR1006VI1 tipo IC srovės suvartojimas neviršija 100 mA. Išsamų 555 lusto ir jo vietinių analogų aprašymą galite rasti duomenų lapuose.
Chip operacija
Veikimo sąlygos tiesiogiai priklauso nuo to, kuri įmonė gamina lustą. Kaip pavyzdį galima paminėti du analogus – NE555 ir SE555. Pirmuoju atveju temperatūros diapazonas, kuriame jis paprastai veiks, yra 0–70 laipsnių. Antrajame jis gerokai platesnis – nuo -55 iki +125 laipsnių. Todėl projektuojant įrenginius visada reikia atsižvelgti į tokius parametrus. Patartina susipažinti su visomis tipinėmis įtampų ir srovių reikšmėmis Reset, TRIG, THRES, CONT kontaktuose. Norėdami tai padaryti, galite naudoti konkretaus modelio duomenų lapą - jame rasite išsamią informaciją.
Nuo to priklauso ir praktinis schemos pritaikymas. 555 lustą gana dažnai naudoja radijo mėgėjai - valdymo sistemose yra net pagrindiniai šio elemento radijo siųstuvų generatoriai. Jo pranašumas, palyginti su bet kokia tranzistoriaus ar vamzdžio versija, yra neįtikėtinai aukšto dažnio stabilumas. Ir nereikia rinktis didelio stabilumo elementų, montuoti papildomų įrenginių įtampos išlyginimui. Pakanka įdiegti paprastą mikroschemą ir sustiprinti signalą, kuris bus generuojamas išėjime.
IC kontaktų paskirtis
555 serijos mikroschemose yra tik aštuoni kaiščiai, pakuotės tipas yra PDIP8, SOIC, TSSOP. Tačiau visais atvejais išvadų tikslas yra tas pats. UGO elementas yra stačiakampis, pažymėtas "G1" vieno impulso generatoriaus atveju ir "GN" multivibratoriui. Smeigtuko priskyrimas:
- GND - bendras, eilėje jis yra pirmasis (jei skaičiuojate nuo rakto etiketės). Šis kaištis yra neigiamas iš maitinimo šaltinio.
- TRIG – trigerio įvestis. Būtent šiam kaiščiui taikomas žemo lygio impulsas ir jis eina į antrąjį lyginamąjį įrenginį. Dėl to IC įsijungia ir išvestyje pasirodo aukšto lygio signalas. Be to, signalo trukmė priklauso nuo C ir R reikšmių.
- OUT – išėjimas, kuriame pasirodo aukšto ir žemo lygio signalai. Perjungimas tarp jų trunka ne ilgiau kaip 0,1 µs.
- RESET – atstatyti. Ši įvestis turi aukščiausią prioritetą, ji valdo laikmatį ir nepriklauso nuo to, ar likusiose mikroschemos kojose yra įtampa. Kad būtų galima paleisti, reikia didesnės nei 0,7 V įtampos. Jei impulsas yra mažesnis nei 0,7 V, 555 mikroschemos veikimas yra draudžiamas.
- CTRL yra valdymo įvestis, prijungta prie įtampos daliklio. Ir jei nėra išorinių veiksnių, galinčių turėti įtakos veikimui, šiame išėjime išvedama 2/3 įtampa nuo maitinimo įtampos. Kai šiam įėjimui taikomas valdymo signalas, išėjime generuojamas moduliuotas impulsas. Paprastų grandinių atveju šis išėjimas yra prijungtas prie kondensatoriaus.
- THR – sustoti. Tai yra 1-ojo lygintuvo įvestis, jame atsiradus 2/3 įtampai nuo maitinimo įtampos, gaidukas sustoja ir laikmatis nustatomas į žemesnį lygį. Tačiau būtina sąlyga yra tai, kad ant TRIG kojos neturėtų būti paleidimo signalo (nes jis turi pirmenybę).
- DIS – iškrovimas. Jis tiesiogiai jungiasi prie tranzistoriaus, esančio lusto 555 viduje.Jis turi bendrą kolektorius. Emiterio-kolektoriaus grandinėje įmontuotas kondensatorius, reikalingas laikui nustatyti.
- VCC - prijungimas prie maitinimo šaltinio pliuso.
Vieno vibratoriaus režimas
Iš viso yra trys NE555 lusto veikimo režimai, vienas iš jų yra vienas vibratorius. Norint suformuoti impulsus, būtina naudoti polinio tipo kondensatorių ir rezistorių.
Schema veikia taip:
- Į laikmačio įvestį įvedama įtampa – žemo lygio impulsas.
- Perjungiamas mikroschemos veikimo režimas.
- 3 kaištyje pasirodo aukšto lygio signalas.
Po šio laiko išėjimas generuos žemo lygio signalą. Multivibratoriaus režimu yra prijungti kaiščiai "4" ir "8". Kuriant grandines, pagrįstas vienu vibratoriumi, reikia atsižvelgti į šiuos niuansus:
- Maitinimo įtampa negali turėti įtakos impulso laikui. Didėjant įtampai, kondensatoriaus, kuris nustato laiką, įkrovimo greitis yra didesnis. Vadinasi, signalo amplitudė išėjime didėja.
- Jei prie įvesties bus taikomas papildomas impulsas (jau po pagrindinio), tai jis neturės įtakos laikmačio darbui iki laiko pabaigos t.
Norėdami paveikti generatoriaus veikimą, galite naudoti vieną iš šių būdų:
- Prijunkite žemo lygio signalą RESET kaiščiui. Tai grąžins laikmatį į numatytąją būseną.
- Jei įvestis "2" yra žemo lygio signalas, tada išėjimas visada bus aukštas impulsas.
Pavienių impulsų, nukreiptų į įėjimą, pagalba ir keičiant laiko komponentų parametrus, išėjime galima gauti norimos trukmės stačiakampį signalą.
Multivibratoriaus grandinė
Bet kuris naujokas radijo mėgėjas gali pagaminti metalo detektorių ant 555 lusto, tačiau tam reikia ištirti šio įrenginio ypatybes. Multivibratorius yra specialus generatorius, kuris reguliariais intervalais generuoja stačiakampius impulsus. Be to, amplitudė, trukmė ir dažnis yra griežtai nustatyti - reikšmės priklauso nuo to, su kokia užduotimi įrenginys susiduria.
Rezistoriai ir kondensatoriai naudojami pasikartojantiems signalams formuoti. Signalo trukmę t1, pauzę t2, dažnį f ir periodą T galima rasti naudojant šias formules:
- t1=ln2*(R1+R2)*C=0,693*(R1+R2)*C;
- t2=0,693*C*(R1+2*R2);
- T=0,693*C*(R1+2*R2);
- f=1/(0,693*C*(R1+2*R2)).
Remiantis šiomis išraiškomis, matyti, kad pauzė neturėtų būti ilgesnė už signalo laiką. Kitaip tariant, darbo ciklas niekada nebus didesnis nei 2. Nuo to tiesiogiai priklauso praktinis mikroschemos 555 pritaikymas.Įvairių įrenginių ir konstrukcijų schemos statomos pagal duomenų lapus – instrukcijas. Jie pateikia visas įmanomas rekomendacijas dėl prietaisų surinkimo. Darbo ciklą galima rasti pagal formulę S=T/t1. Norėdami padidinti šį skaičių, į grandinę turite pridėti puslaidininkinį diodą. Jo katodas yra prijungtas prie šeštos kojos, o anodas - su septintuoju.
Jei pažvelgsite į duomenų lapą, tai rodo darbo ciklo atvirkštinį koeficientą - jį galima apskaičiuoti naudojant formulę D \u003d 1 / S. Jis matuojamas procentais. Multivibratoriaus grandinės veikimą galima apibūdinti taip:
- Įjungus maitinimą, kondensatorius visiškai išsikrauna.
- Laikmatis nustatytas į aukšto lygio būseną.
- Kondensatorius kaupia įkrovą ir įtampa ant jo pasiekia maksimalią – 2/3 maitinimo įtampos.
- Lustas persijungia ir išvestyje pasirodo žemo lygio signalas.
- Kondensatorius išsikrauna per t1 iki 1/3 maitinimo įtampos lygio.
- 555 vėl persijungia, o išėjimas vėl padidėja.
Šis veikimo būdas vadinamas savaiminiu virpesiu. Signalo reikšmė nuolat keičiasi išėjime, 555 laikmačio lustas reguliariais intervalais veikia skirtingais režimais.
Tikslus Schmitt trigeris
NE555 ir panašūs laikmačiai turi įmontuotą komparatorių su dviem slenksčiais – apatine ir viršutine. Be to, jis turi specialų RS gaiduką. Būtent tai leidžia įgyvendinti tikslaus Schmitt gaiduko konstrukciją. Įėjimo įtampa lygintuvu padalyta į tris lygias dalis. Ir kai tik pasiekia slenkstinės vertės lygį, mikroschemos veikimo režimas perjungiamas. Tokiu atveju histerezė didėja, jos vertė siekia 1/3 maitinimo įtampos. Tikslus trigeris naudojamas projektuojant sistemas su automatiniu valdymu.
Laikmatis NE555 yra bene populiariausia savo laiko integrinė grandynė. Nepaisant to, kad jis buvo sukurtas daugiau nei prieš 40 metų (1972 m.), jį vis dar gamina daugelis gamintojų. Šiame straipsnyje mes stengsimės išsamiai aprašyti NE555 laikmačio aprašymą ir pritaikymą.
Išmanios lygintuvo, atstatomo flip-flop ir invertuojančio stiprintuvo jungtys vienoje monolitinėje integrinėje grandinėje kartu su keliais kitais elementais pagimdė beveik nemirtingas įrenginių grandines, kurias šiandien naudoja daugelis radijo mėgėjų.
555 Laikmatis buvo sukurtas Amerikos kompanijos Signetics 1972 metais ir užregistruotas pasaulinėje rinkoje. Po dvejų metų ta pati įmonė sukūrė lustą su pavadinimu 556, kuris sujungė du atskirus NE555 laikmačius su tik bendrais maitinimo laidais. Dar vėliau 557, 558 ir 559 lustai buvo sukurti naudojant iki keturių NE555 laikmačių vienoje pakuotėje. Tačiau vėliau jie buvo nutraukti ir beveik pamiršti.
Integrinis grandynas NE555 buvo sukurtas kaip laikmatis ir turi analoginių ir skaitmeninių elementų derinį viename luste. Galimi įvairūs dizainai – nuo klasikinio standartinio DIP paketo ir SOIC, skirto SMD tvirtinimui, iki miniatiūrinės SSOP arba SOT23-5 versijos. (NE555 laikmačio kainos)
NE555 laikmatis, be standartinės versijos, gaminamas ir mažos galios CMOS versija. NE555 maitinimo šaltinis yra nuo 4,5 iki 15 voltų (maksimaliai 18 voltų), o CMOS versija naudoja 3 voltus. Maksimali NE555 apkrova yra 200 mA, mažos galios laikmačio versija yra tik 20 mA esant 9 voltams.
Standartinės versijos 555 stabilumas labai priklauso nuo maitinimo kokybės. Tai neturi tiek įtakos paprastoms grandinėms, kuriose naudojamas laikmatis, tačiau sudėtingesnėse konstrukcijose patartina į maitinimo grandinę sumontuoti buferinį kondensatorių, kurio talpa yra 100 mikrofaradų.
Pagrindinės NE555 integruoto laikmačio savybės
- Didžiausias dažnis yra didesnis nei 500 kHz.
- Vieno impulso trukmė yra nuo 1 ms iki valandos.
- Jis gali veikti kaip monostabilus multivibratorius.
- Didelė išėjimo srovė (iki 200 mA)
- Reguliuojamas impulso darbo ciklas (impulso periodo ir trukmės santykis).
- Suderinamas su TTL lygiais.
- Temperatūros stabilumas 0,005% 1 laipsniui Celsijaus.
NE555 mikroschemoje yra kiek daugiau nei 20 tranzistorių ir 10 rezistorių. Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta „Philips Semiconductors“ laikmačio blokinė schema.
Šioje lentelėje išvardytos pagrindinės NE555 savybės
NE555 laikmačio kaiščio priskyrimas
2 – paleisti (paleidiklis)
Trigeris įsijungia, jei šio kaiščio įtampa nukrenta žemiau 1/3 maitinimo įtampos. Šis išėjimas turi didelę įėjimo varžą, daugiau nei 2 mΩ. Esant nestabiliam režimui, jis naudojamas laiko kondensatoriaus įtampai valdyti, bistabiliame režime prie jo prijungiamas perjungimo elementas, pavyzdžiui, mygtukas.
#4 – Atstatyti
Jei šio kaiščio įtampa yra mažesnė nei 0,7 volto, vidinis lygintuvas nustatomas iš naujo. Nenaudojant šiam NE555 laikmačio išėjimui turi būti tiekiama maitinimo įtampa. Išėjimo varža yra apie 10 kΩ.
#5 – Valdymas
Galima naudoti išėjimo impulso trukmei reguliuoti, taikant 2/3 maitinimo įtampos. Jei ši išvestis nenaudojama, pageidautina jį prijungti prie maitinimo šaltinio minuso per 0,01 mikrofaradų kondensatorių.
Nr. 6 – sustojimas (lyginamoji priemonė)
Sustabdo laikmatį, jei šio kaiščio įtampa yra didesnė nei 2/3 maitinimo įtampos. Išėjimas turi didelę įėjimo varžą, daugiau nei 10 mΩ. Paprastai jis naudojamas įtampai per laiko kondensatorių matuoti.
Nr.7 – Išleidimas
Išėjimas per vidinį tranzistorių yra prijungtas prie žemės, kai aktyvus vidinis trigeris. Išėjimas (atviras kolektorius) daugiausia naudojamas laiko kondensatoriui iškrauti.
#3 – Išeik
NE555 lustas turi tik vieną išėjimą, kurio srovė yra iki 200 mA. Tai daug daugiau nei įprasti integriniai grandynai. Išvestis gali valdyti, pavyzdžiui, šviesos diodus (su srovę ribojančiu rezistoriumi), mažas lemputes, pjezoelektrinį keitiklį, garsiakalbį (su kondensatoriumi), elektromagnetinę relę (su apsauginiu diodu) ar net mažos galios DC varikliai. Jei reikia didesnės išėjimo srovės, kaip stiprintuvą galima prijungti tinkamą tranzistorių.
Laikmatis NE555 - laidų schema
NE555 laikmačio 3 išvesties galimybė sukurti tiek aukštą, tiek žemą įtampos lygį (beveik 0 voltų), leidžia valdyti apkrovą, prijungtą tiek prie minuso, tiek prie pliuso. Pavyzdžiui, šviesos diodų prijungimas. Tai, žinoma, nėra privalomas reikalavimas, o apkrovą (LED) galima prijungti prie minusinės arba pliusinės galios.
Jei NE555 laikmatis veikia nestabilioje būsenoje (generatoriaus režimu), tada prie jo išvesties galima prijungti garsiakalbį. Jis jungiamas po atjungimo kondensatoriaus (pavyzdžiui, 100 mikrofaradų) ir turi turėti ne mažesnę kaip 64 omų varžą dėl ribotos maksimalios laikmačio išėjimo apkrovos srovės. Kondensatorius skirtas atskirti nuolatinės srovės signalo komponentą ir praleidžia tik garso signalą.
Garsiakalbį, kurio ritės varža mažesnė nei 64 omai, galima prijungti per mažesnės talpos (reaktyvumo) kondensatorių, kuris yra papildoma varža, arba su stiprintuvu. Su stiprintuvu galima prijungti ir galingesnį garsiakalbį.
Kaip ir visų integrinių grandynų, NE555 laikmačio, valdančio indukcinę apkrovą (relę), išėjimas turi būti apsaugotas nuo viršįtampių, atsirandančių išjungimo metu. Diodas (pvz., 1N4148) visada yra prijungtas lygiagrečiai su relės rite atvirkštine kryptimi.
Tačiau NE555 reikia antrojo diodo nuosekliai su relės rite. Jis riboja žemą įtampą, kuri yra 3 laikmačio išėjime, ir neleidžia relei įjungti mažos srovės.
Toks diodas gali būti, pavyzdžiui, 1N4001 (diodas 1N4148 netinka) arba šviesos diodas.
(atsiųsta: 3 774)