Микроконтроллерлердің негізгі мақсаттарының бірі салыстырмалы түрде қарапайым құрылғылар мен жүйелерді басқару болып табылады, бұл анық сұрау сенсорларын және жетектерге басқару сигналдарын беруді қажет етеді. Көбінесе мұндай мақсаттар үшін қол жетімді микроконтроллер порттары жеткіліксіз болуы мүмкін. Қосылған сыртқы құрылғылардың санын көбейтудің бір жолы SN74HC595N ауысым регистрі болып табылады. Бұл чип Ru.aliexpress.com сайтында 10 данадан тұратын партия үшін 0,6 долларға сатып алынды.
Ол 8 шығысты басқару үшін микроконтроллердің үш портын пайдалануға мүмкіндік береді, бұл маңызды, бұл регистр каскадтауға мүмкіндік береді, осылайша микроконтроллердің бірдей үш портымен басқарылатын 16 немесе одан да көп сандық шығыстарды алуға мүмкіндік береді. Құрылымдық жағынан бұл DIP-16 пакетіндегі чип
Микросұлбада 16 контакт бар, олар келесі мақсатқа ие: сәйкесінше Vcc және GND +5V қоректену және жалпы шина. DS - мәліметтерді енгізу, SHcp - регистр жадына DS күйін жазу үшін синхрондау кірісі, STcp - басқару сигналы, оның төменгі деңгейінде регистр жадысынан деректер Q0-Q7, Q7' ақпараттық шығыстарына енеді - деректерге арналған шығыс. келесі регистрге көшіру (бірнеше регистрлер бірге жұмыс істегенде қажет), - Q0-Q7 шығыстарын қосу/өшіруді бақылау, - регистрді қалпына келтіру.
Мысалы, Arduino аппараттық платформасын өндірушілерден осы регистрдің жұмысын суреттейтін кодты алуға болады. Бұл бағдарлама Q0-Q7 шығыстарына 00000000-нан 11111111-ге дейінгі екілік санды дәйекті түрде шығарады.Мысалда бес светодиод қосылған, бірақ жалпы бұл бағдарлама 0-ден 255-ке дейінгі санауыш екені анық.
Бейне
Нәтижесінде бізде санын көбейтудің қарапайым және арзан әдісі бар, бірақ біз бұл үшін олардың төмен жылдамдығымен төлеуіміз керек. Алайда, жеті сегментті индикаторлар және сызықтық жарықдиодты шкалалар сияқты ақпаратты шығару құрылғылары үшін бұл өте маңызды емес, өйткені ақпаратты шығару жылдамдығы әлі де адамның сезім мүшелерінің қабылдау жылдамдығынан жоғары болады ...
Қайырлы күн құрметті радиосүйер қауым!
Мен сізді «» сайтына қош келдіңіз
Микросұлбалар
Чип (IC - интегралды схема, IC - Интегралды схема, ағылшын чипінен алынған чип немесе микрочип, микрочип)транзисторлар, диодтар, резисторлар және басқа белсенді және пассивті элементтерден тұратын тұтас құрылғы, олардың жалпы саны бірнеше ондаған, жүздеген, мыңдаған, он мыңдаған және одан да көп болуы мүмкін. Микросұлбалардың көптеген түрлері бар. Олардың ішінде ең көп қолданылатындары ақыл-ой ойыны, операциялық күшейткіштер, мамандандырылған.
Микросұлбалардың көпшілігі орамның екі жағында орналасқан икемді пластина сымдары (1-суретті қараңыз) бар тікбұрышты пластик қаптамада орналасқан. Корпустың жоғарғы жағында шартты кілт бар - дөңгелек немесе басқа нысандағы жапсырма, одан түйреуіштер нөмірленеді. Егер сіз микросхеманы жоғарыдан қарасаңыз, қорытындыларды сағат тіліне қарсы, ал төменнен болса, сағат тілі бағытымен санау керек. Чиптерде түйреуіштердің кез келген саны болуы мүмкін.
Отандық электроникада (бірақ шетелде де) микросұлбалар әсіресе танымал ақыл-ой ойыны,биполярлы транзисторлар мен резисторлар негізінде салынған. Оларды да атайды TTL чиптері (TTL - транзисторлы-транзисторлық логика). Транзистор-транзистор атауы транзисторлардың логикалық функцияларды орындау үшін де, шығыс сигналын күшейту үшін де пайдаланылуынан туындады. Олардың бүкіл жұмыс принципі екі шартты деңгейде құрылады: төмен немесе жоғары, немесе, эквивалентті түрде, логикалық 0 немесе логикалық 1 күйі. Сонымен, K155 сериялы микросұлбалар үшін логикаға сәйкес келетін төменгі деңгей ретінде 0-ден 0,4-ке дейінгі кернеулер алынады. 0. V, яғни 0,4 В артық емес, ал жоғары үшін, логикалық 1-ге сәйкес, - кемінде 2,4 В және қоректену кернеуінен артық емес - 5 В, ал K176 сериялы микросұлбалар үшін көзден қоректендіруге арналған. , кернеуі 9 В, тиісінше 0,02. ..0.05 және 8.6. ..8.8 В.
Шетелдік TTL микросұлбаларын таңбалау 74 санынан басталады, мысалы 7400. Логикалық микросұлбалардың негізгі элементтерінің шартты графикалық белгілеулері күріште көрсетілген. 2. Бұл элементтердің логикасы туралы түсінік беретін ақиқат кестелері де бар.
AND логикалық элементінің таңбасы «&» белгісі болып табылады.(ағылшын тіліндегі «және» қосылысы) тіктөртбұрыштың ішінде тұрған (2-суретті қараңыз). Сол жақта – екі (немесе одан да көп) кіріс түйреуіштері, оң жақта – бір шығыс түйреуіштері. Бұл элементтің логикасы келесідей: жоғары деңгейлі кернеу оның барлық кірістерінде бірдей деңгейдегі сигналдар болған кезде ғана шығыста пайда болады. ЖӘНЕ элементінің электрлік күйін және оның шығыс және кіріс сигналдары арасындағы логикалық байланысты сипаттайтын ақиқат кестесін қарау арқылы да осындай қорытынды жасауға болады. Сонымен, мысалы, элементтің шығысында (Шығыс.) элементтің бір (1) күйіне сәйкес келетін жоғары деңгейлі кернеу болуы үшін екі кіріс те (In. 1 және In. 2) болуы керек. бірдей деңгейдегі кернеулер бар. Барлық басқа жағдайларда элемент нөлдік (0) күйде болады, яғни оның шығысында төмен деңгейлі кернеу жұмыс істейді.
Шартты логикалық таңба НЕМЕСЕ- саны 1
төртбұрышта. Ол ЖӘНЕ элементі сияқты екі немесе одан да көп кірістерге ие болуы мүмкін. Жоғары деңгейге сәйкес келетін шығыс сигналы (логика 1) бірдей деңгейдегі сигнал 1 кіріске немесе 2 кіріске немесе бір уақытта барлық кірістерге қолданылғанда пайда болады. Осы элементтің шығыс және кіріс сигналдарының логикалық байланыстарын оның ақиқат кестесімен салыстырыңыз.
Шартты элемент белгісі ЖОҚ- сонымен қатар сан 1
тіктөртбұрыштың ішінде. Бірақ оның бір кіретін және бір шығатыны бар. Шығыс сигнал сызығын бастайтын шағын шеңбер элементтің шығысындағы «ЕМЕС» логикалық терістеуін білдіреді. Цифрлық технология тілінде «ЕМЕС» элементтің инвертор ЕМЕС, яғни шығыс сигналы кіріс деңгейіне қарама-қарсы болатын электронды «кірпіш» дегенді білдіреді. Басқаша айтқанда: оның кірісінде төмен деңгейлі сигнал болғанша, шығыс жоғары деңгейлі сигнал болады және керісінше. Мұны осы элементтің жұмысының ақиқат кестесіндегі логикалық деңгейлер де көрсетеді.
Логикалық элемент ЖӘНЕ ЕМЕСэлементтердің қосындысы болып табылады ЖӘНЕЖәне ЖОҚ, сондықтан оның шартты графикалық белгілеуінде « белгісі бар &
” және шығыс сигнал сызығында логикалық терістеуді білдіретін шағын шеңбер. Бір ғана шығу бар, бірақ екі немесе одан да көп кіреберіс. Элементтің логикасы келесідей: жоғары деңгейлі сигнал барлық кірістерде төменгі деңгейлі сигналдар болған кезде ғана шығыста пайда болады. Егер кірістердің ең болмағанда біреуінде төмен деңгейлі сигнал болса, ЖӘНЕ-ЕМЕС элементінің шығысында жоғары деңгейлі сигнал болады, яғни ол бір күйде болады, ал жоғары деңгейлі сигнал болса. барлық кірістерде ол нөлдік күйде болады. ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі ЕМЕС элементінің қызметін атқара алады, яғни инвертор бола алады. Мұны істеу үшін оның барлық кірістерін біріктіру жеткілікті. Содан кейін мұндай біріктірілген кіріске төменгі деңгейлі сигнал берілгенде, элементтің шығысы жоғары деңгейлі сигнал болады және керісінше. ЖӘНЕ-ЕМЕС элементінің бұл қасиеті цифрлық технологияда өте кең қолданылады.
Логикалық элементтердің таңбаларын белгілеу («&» немесе «1» белгілері) тек отандық схемаларда қолданылады.
TTL микросұлбалары 80 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істейтін сандық құрылғылардың алуан түрлілігін құруды қамтамасыз етеді, бірақ олардың маңызды кемшілігі - жоғары қуатты тұтыну.
Кейбір жағдайларда, жоғары өнімділік қажет емес, бірақ ең аз қуат тұтыну қажет, CMOS чиптері пайдаланыладыолар биполярлы емес, өріс эффектісі транзисторларын пайдаланады. Қысқарту CMOS (CMOS қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш)Қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш дегенді білдіреді. CMOS микросұлбаларының негізгі ерекшелігі - статикалық режимде елеусіз ток тұтынуы - 0,1 ... 100 мкА. Максималды жұмыс жиілігінде жұмыс істегенде, қуат тұтынуы артады және ең аз қуатты TTL чиптерінің қуат тұтынуына жақындайды. CMOS микросұлбаларына K176, K561, KR1561 және 564 сияқты белгілі сериялар кіреді.
Сыныпта аналогтық чиптербар оқшауланған микросұлбалар сызықтық сипаттамалар - сызықтық микросұлбалар, соның ішінде OU – Операциялық күшейткіштер. аты " операциялық күшейткіш” біріншіден, мұндай күшейткіштер сигналдарды қосу, оларды дифференциациялау, біріктіру, инверсиялау және т.б. операцияларды орындау үшін пайдаланылғандығына байланысты. Аналогтық микросұлбалар, әдетте, функционалды аяқталмаған шығарылады, бұл әуесқойлық радиошығармашылық үшін кең мүмкіндіктер ашады.
Операциялық күшейткіштерекі кірісі бар - инвертивті және инвертивті емес. Диаграммада олар тиісінше минус және плюс арқылы көрсетілген (3-суретті қараңыз). Кіріске плюс сигналын қолдану арқылы шығыс тұрақты, бірақ күшейтілген сигнал болып табылады. Оны минус кірісіне қолдану арқылы шығыс инверттелген, бірақ күшейтілген сигнал болып табылады.
Радиоэлектрондық өнімдер өндірісіндесыртқы компоненттердің ең аз санын талап ететін көп функциялы мамандандырылған микросұлбаларды пайдалану соңғы құрылғыны әзірлеу уақытын және өндіріс шығындарын айтарлықтай қысқартуы мүмкін. Чиптердің бұл санаты белгілі бір нәрсеге арналған чиптерді қамтиды. Мысалы, қуатты күшейткіштерге, стереоқабылдағыштарға және әртүрлі декодерлерге арналған микросұлбалар бар. Олардың барлығы мүлдем басқа көрініске ие болуы мүмкін. Егер осы микросұлбалардың бірінде тесігі бар металл бөлігі болса, бұл оны бұрандамен бекіту керек дегенді білдіреді.
радиатор.
Мамандандырылған микросхемалармен жұмыс істеу транзисторлар мен резисторлардың массасына қарағанда әлдеқайда жағымды. Егер бұрын бөлшектері көп радиоқабылдағышты құрастыру қажет болса, енді бір микросұлбамен жүруге болады.
Мен транзистордың не екенін қарапайым адам сөздерімен қалай түсіндіруге болатынын өте ұзақ ойладым. Транзистор туралы өте, өте үстірт айтсам да, абструктивтік терминдерді қолданып, кем дегенде бес парақ жазуға тура келеді.
Содан кейін маған таң қалды: менің шолуымның негізгі мақсаты академиялық білім беру емес (университетке немесе олар үшін кем дегенде Википедияға барыңыз), бірақ жаңадан келген радиоәуесқойға транзисторды кем дегенде ажырата білуге үйрету болды. алғашқы конструкцияларын сәтті құрастыру үшін конденсатор мен резистор (мысалы, Master Kit жиынтығы).
Сондықтан бұл туралы айтқан дұрыс: транзисторлар сигналдарды күшейтуге және түрлендіруге арналған үш терминалды радио компоненттері. Олар шынайы өмірде осылай көрінеді:
Сонымен транзистор диаграммада көрсетілген:
Транзистордың, біз түсінгеніміздей, үш терминалы бар: база (B), коллектор (C), эмитент (E).
Әдетте кіріс сигналы негізге қолданылады, күшейтілген сигнал коллектордан жойылады, ал эмитент - тізбектің жалпы сымы. Әрине, бұл транзистордың принциптерінің өте қарабайыр сипаттамасы, және тұтастай алғанда, көптеген нюанстар бар, бірақ біз көп беттік жұмысты оқып, сізді азаптамаймын деп келістік.
Радиокомпоненттің өзінде қорытындылар ешқандай жолмен белгіленбейді. Сондай-ақ түйреуіштердің орналасуының стандарты жоқ. Сонымен, қандай нәтиженің қайсысы екенін қалай анықтауға болады?
Анықтамалық ақпаратты пайдалану керек: әрбір транзистор үшін деректер парағы немесе басқаша айтқанда, радио компонентінің төлқұжаты бар. Деректер парағында транзистор туралы барлық ақпарат бар: максималды рұқсат етілген ток және кернеу, күшейту, пинут және тағы басқалар. Деректер кестелерін Интернетте іздеу оңай, ал транзисторлардың негізгі параметрлерін әуесқойлық радио әдебиетінен табуға болады.
Транзисторлардың өзара ауыстырымдылығы
Транзистор резисторға, конденсаторға немесе диодқа қарағанда әлдеқайда күрделі құрылымға және маңызды параметрлерге ие болғандықтан, жетіспейтін құрамдастың жарамды орнын табу оңай емес. Кем дегенде, ауыстырылатын транзистордың қаптама түрі және түйреуіш (pinout) бірдей болуы керек. Жаңа транзистордың құрылымы бірдей болуы керек: NPN немесе PNP. Сонымен қатар, электрлік параметрлерді ескеру қажет: рұқсат етілген токтар, кернеулер, кейбір жағдайларда кесу жиілігі және т.б.
Кейде схема дизайнері транзистордың ықтимал аналогтарын ұсына отырып, сіз үшін жұмыс жасайды. Интернетте және әуесқойлық радио әдебиетінде транзисторлардың ықтимал аналогтары туралы ақпарат бар анықтамалық кестелер де бар.
Бастапқы (уақытша қорда жоқ) транзисторлардың орнына кейде мастер-жинақтар, олардың аналогтары инвестицияланады және мұндай ауыстыру дайын дизайнның сапасын нашарлатпайды.
Транзисторды баспа платасына орнату
Жалпы алғанда, Мастер жинағын сәтті құрастыру үшін транзистордың шығуы қайда екенін білу қажет емес. Транзистордағы және баспа платасындағы «кілттерді» біріктіру жеткілікті - транзистордың шығыстары күтілгендей «автоматты түрде» орнатылады.
Суретке қара. Транзисторда «кілт» бар - оны жоғарыдан қараған кезде корпустың жарты шеңбер тәрізді екендігі анық көрінеді. Дәл осындай «кілт» баспа платасында бар. Транзисторды дұрыс орнату үшін транзистордағы және баспа платасындағы «кілттерді» біріктіру жеткілікті:
Микросұлба - бұл дерлік дайын құрылғы немесе бейнелеп айтқанда, электронды жартылай фабрикат.
Микросұлбада белгілі бір функцияны орындайтын электрондық схема бар: ол логикалық құрылғы, деңгей түрлендіргіші, тұрақтандырғыш, күшейткіш болуы мүмкін. Тырнақ көлеміндей микрочипте ондаған (кейде жүздеген, миллиондаған және миллиардтаған) резисторлар, диодтар, транзисторлар және конденсаторлар болуы мүмкін.
Микросұлбалар әртүрлі пакеттерде бар және түйреуіштердің әртүрлі саны бар. Жаңадан бастаған радиоәуесқой жұмыс істей алатын чиптердің кейбір мысалдары:
Схема түйреуіш
Істікшелер жоғарғы сол жақтан бастап сағат тіліне қарсы нөмірленген. Бірінші қорытынды «кілт» көмегімен анықталады - корпустың шетіндегі ойық немесе ойық түріндегі нүкте.
Чиптердің алмасу мүмкіндігі
Микросұлба - бұл көптеген элементтерді қамтитын жоғары спецификалық дайын электрондық схема және жалпы жағдайда әрбір микросұлба бірегей.
Дегенмен, кейбір жағдайларда сіз ауыстыруды таба аласыз. Әртүрлі өндірушілер бірдей чиптерді шығара алады. Жалғыз мәселе - атауда біріздендіру жоқ (кейде, бірақ міндетті емес, атаулардың сандары сәйкес келуі мүмкін). Мысалы, MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, K153UD1A / B - әртүрлі өндірушілердің бір чипі.
Кейбір жағдайларда мастер жинақтар микросұлбалардың аналогтарын қамтуы мүмкін. Бұл қалыпты жағдай және дайын схеманың өнімділігін төмендетпейді.
Микросұлбалар - Кернеу тұрақтандырғыштары
Кернеу тұрақтандырғыш чиптерінде үш түйреуіш бар, сондықтан оларды транзистормен оңай шатастыруға болады. Бірақ бұл шағын компоненттің пакетінде ондаған транзисторлар, резисторлар және диодтар болуы мүмкін. Мысалы, төмендегі суретте 78L05 чипі көрсетілген. Оның кірісіне 5-тен 30В-ға дейінгі кернеуді қолдануға болады, бұл кезде микросұлбаның шығысында тұрақты кернеу 5В болады, ал микросұлбаның жүктемесі 100 мА. Ұқсас тұрақтандырғыш қуаттырақ нұсқада да бар - жүк сыйымдылығы 1А дейін, ол 7805 деп аталады және үлкен корпусы бар.
Чипті баспа платасына орнату
Микросұлбада және баспа платасында «кілттер» бар және микросұлбаны тақтаға орнату кезінде төмендегі суретте көрсетілгендей оларды біріктіру қажет:
555 чиптері әуесқойлық радио тәжірибесінде жиі қолданылады - олар практикалық, көп функциялы және пайдалану өте оңай. Мұндай микросұлбаларда кез келген дизайнды жүзеге асыруға болады - екі қосымша элементтері бар қарапайым Шмитт триггерлері де, көп сатылы аралас құлыптар да.
NE555 ұзақ уақыт бойы әзірленді, тіпті кеңестік радио, модельер-конструктор журналдарында осы микросхеманың аналогтарында көптеген үйде жасалған өнімдерді табуға болады. Бүгінгі күні бұл микросхема жарық диодтары бар дизайнда белсенді түрде қолданылады.
Микросұлбаға сипаттама
Бұл АҚШ-тың Signetics компаниясының әзірлемесі. Камензинд Ганстың жұмысын іс жүзінде жүзеге асыра алған оның мамандары болды. Бұл интегралдық микросхеманың атасы деп айтуға болады - жоғары бәсекелестіктің қиын жағдайында инженерлер әлемдік нарыққа шығып, кең танымалдыққа ие өнім жасай алды.
Сол жылдары 555 сериялы микросұлбаның әлемде аналогтары болған жоқ - құрылғыдағы орнату элементтерінің өте жоғары тығыздығы және өте төмен құны. Дәл осы параметрлердің арқасында ол дизайнерлер арасында жоғары танымалдылыққа ие болды.
Отандық аналогтар
Осыдан кейін бұл радио элементті жаппай көшіру басталды - микросхеманың кеңестік аналогы KR1006VI1 деп аталды. Айтпақшы, аналогтары көп болса да, бұл барлық жағынан бірегей даму. Тек отандық микросұлбалар үшін тоқтату кірісі іске қосу кірісіне қарағанда басымдыққа ие. Шетелдік дизайндардың ешқайсысында мұндай мүмкіндік жоқ. Бірақ бұл мүмкіндікті екі кіріс те белсенді қолданылатын тізбектерді жобалау кезінде ескеру қажет.
Ол қайда қолданылады?
Бірақ кірістердің басымдықтары микросұлбаның жұмысына айтарлықтай әсер етпейтінін атап өткен жөн. Бұл сирек жағдайларда ескеру қажет шағын нюанс. 70-жылдардың ортасында қуат тұтынуды азайту үшін CMOS элементтерінің өндірісі іске қосылды. КСРО-да дала жұмысшыларындағы микросұлбалар KR1441VI1 деп аталды.
555 чипіндегі генераторлар ветчина радиосының конструкцияларында жиі қолданылады. Бұл микросұлбада уақыт релесін орындау оңай, ал кідірісті бірнеше миллисекундтан сағатқа дейін орнатуға болады. 555 тізбегіне негізделген күрделірек элементтер бар - оларда контактілі сөйлесуді, PWM контроллерлерін және цифрлық түрдегі сигналды қалпына келтіруді болдырмайтын құрылғылар бар.
Микросұлбаның артықшылықтары мен кемшіліктері
Таймердің ішінде кірістірілген кернеу бөлгіші бар - ол компараторлар іске қосылатын қатаң бекітілген төменгі және жоғарғы шекті орнатуға мүмкіндік береді. Осы жерден біз негізгі кемшілік деп қорытынды жасауға болады, бұл шекті мәндерді бақылау мүмкін емес, ал бөлгішті де дизайннан алып тастауға болмайды, практикалық қолдану аймағы. 555 микросхемасы айтарлықтай тарылды.Мультивибраторлық және жалғыз вибраторлық схемаларды құруға болады, бірақ күрделі конструкциялар жұмыс істемейді.
Кемшіліктерден қалай құтылуға болады?
Бірақ мұндай мәселеден құтылуға болады, басқару терминалы мен қуат көзі минус арасында 0,1 мкФ аспайтын полярлық конденсаторды орнату жеткілікті.
Шуға қарсы иммунитетті айтарлықтай арттыру үшін қуат тізбегінде сыйымдылығы 1 мкФ болатын полярлық емес конденсатор орнатылған. 555 микросұлбаны практикалық қолдануда пассивті элементтердің - резисторлар мен конденсаторлардың олардың жұмысына әсер ететінін ескеру маңызды. Бірақ бір ерекшелікті атап өту керек - CMOS элементтерінде таймерлерді пайдаланған кезде, барлық бұл кемшіліктер жай ғана кетеді, қосымша конденсаторларды пайдаланудың қажеті жоқ.
Микросұлбалардың негізгі параметрлері
Егер сіз 555 чипінде таймер жасауды шешсеңіз, онда оның негізгі мүмкіндіктерін білуіңіз керек. Барлығы құрылғыда бес түйін бар, оларды диаграммада көруге болады. Кірісте резистивті кернеу бөлгіші бар. Оның көмегімен компараторлардың жұмысына қажетті екі тірек кернеудің қалыптасуы орын алады. Салыстырғыштардың шығыстары RS флип-флопқа және сыртқы қалпына келтіру пиніне қосылған. Осыдан кейін ғана сигналдың мәні жоғарылайтын күшейткіш құрылғыға.
Чиптің қуаты
Соңында транзистор бар, онда коллектор ашық - ол бірқатар функцияларды орындайды, бәрі оның алдында қандай нақты тапсырмаға байланысты. NE, SA, NA интегралды схемаларын 4,5-16 В диапазонында қоректендіру кернеуімен қамтамасыз ету ұсынылады. SE аббревиатурасы бар 555 микросұлбаны пайдалану үшін ғана 18 В-қа дейін арттыруға рұқсат етіледі.
4,5 В кернеуде максималды ток тұтынуы 10-15 мА жетуі мүмкін, ең төменгі мәні 2-5 мА. CMOS микросұлбалары бар, оларда ток тұтынуы 1 мА аспайды. KR1006VI1 типті отандық IC үшін ток тұтынуы 100 мА аспайды. 555 чипінің және оның отандық аналогтарының толық сипаттамасын деректер парағында табуға болады.
Чиптің жұмысы
Жұмыс шарттары чипті қай компания шығаратынына тікелей байланысты. Мысал ретінде екі аналогты келтіруге болады - NE555 және SE555. Біріншіден, ол әдетте жұмыс істейтін температура диапазоны 0-70 градус аралығында болады. Екіншісінде ол әлдеқайда кеңірек - -55-тен +125 градусқа дейін. Сондықтан құрылғыларды жобалау кезінде мұндай параметрлерді әрқашан ескеру қажет. Қалпына келтіру, TRIG, THRES, CONT түйреуіштеріндегі кернеулер мен токтардың барлық типтік мәндерімен танысқан жөн. Мұны істеу үшін сіз белгілі бір үлгіге арналған деректер кестесін пайдалана аласыз - онда сіз толық ақпаратты таба аласыз.
Схеманы практикалық қолдану да осыған байланысты. 555 чипін радиоәуесқойлар жиі пайдаланады - басқару жүйелерінде тіпті осы элементте радиотаратқыштар үшін негізгі осцилляторлар бар. Оның кез келген транзистор немесе түтік нұсқасынан артықшылығы оның керемет жоғары жиілікті тұрақтылығы болып табылады. Ал тұрақтылығы жоғары элементтерді таңдаудың, кернеуді теңестіру үшін қосымша құрылғыларды орнатудың қажеті жоқ. Қарапайым микросхеманы орнату және шығыста пайда болатын сигналды күшейту жеткілікті.
IC түйреуіштерінің мақсаты
555 сериялы микросұлбаларда тек сегіз түйреуіш бар, пакет түрі PDIP8, SOIC, TSSOP. Бірақ барлық жағдайда қорытындылардың мақсаты бір. UGO элементі бір импульстік генератор жағдайында «G1» және мультивибратор үшін «GN» деп белгіленген тіктөртбұрыш болып табылады. PIN тағайындау:
- GND - жалпы, реті бойынша ол бірінші (егер сіз кілт белгісінен санасаңыз). Бұл түйреуіш қуат көзінен теріс.
- TRIG – триггер кірісі. Дәл осы түйреуішке төмен деңгейлі импульс беріледі және ол екінші компараторға өтеді. Нәтижесінде IC іске қосылады және шығыста жоғары деңгейлі сигнал пайда болады. Сонымен қатар, сигналдың ұзақтығы C және R мәндеріне байланысты.
- OUT – жоғары және төмен деңгейлі сигнал пайда болатын шығыс. Олардың арасында ауысу 0,1 мкс аспайды.
- RESET - қалпына келтіру. Бұл кіріс ең жоғары басымдыққа ие, ол таймерді басқарады және ол микросұлбаның қалған аяқтарында кернеу бар-жоғына байланысты емес. Іске қосуға рұқсат беру үшін сізге 0,7 В жоғары кернеу қажет. Импульс 0,7 В төмен болған жағдайда, 555 микросхемасының жұмысына тыйым салынады.
- CTRL - кернеу бөлгішке қосылған басқару кірісі. Ал егер жұмысқа әсер ететін сыртқы факторлар болмаса, бұл шығыста қоректену кернеуінен 2/3 кернеу шығады. Бұл кіріске басқару сигналы қолданылған кезде шығыста модуляцияланған импульс пайда болады. Қарапайым тізбектер жағдайында бұл шығыс конденсаторға қосылады.
- THR - тоқтату. Бұл 1-ші компаратордың кірісі, қоректену кернеуінен 2/3 кернеу пайда болған жағдайда триггер тоқтайды және таймер төменгі деңгейге орнатылады. Бірақ міндетті шарт - TRIG аяғында триггер сигналы болмауы керек (өйткені оның басымдығы бар).
- DIS - разряд. Ол 555 микросхемасының ішінде орналасқан транзисторға тікелей қосылады.Оның ортақ коллекторы бар. Эмитент-коллектор тізбегінде конденсатор орнатылған, ол уақытты орнату үшін қажет.
- VCC - қуат көзінің плюсіне қосылу.
Жалғыз вибратор режимі
Барлығы NE555 чипінің үш жұмыс режимі бар, олардың бірі - жалғыз вибратор. Импульстердің қалыптасуын жүзеге асыру үшін полярлық типті конденсатор мен резисторды пайдалану қажет.
Схема келесідей жұмыс істейді:
- Таймер кірісіне кернеу қолданылады - төмен деңгейлі импульс.
- Микросұлбаның жұмыс режимі ауыстырылды.
- 3-ші істікте жоғары деңгейлі сигнал пайда болады.
Осы уақыттан кейін шығыс төмен деңгейлі сигнал жасайды. Мультивибратор режимінде «4» және «8» түйреуіштері қосылады. Бір вибраторға негізделген тізбектерді жасау кезінде келесі нюанстарды ескеру қажет:
- Қоректену кернеуі импульс уақытына әсер ете алмайды. Кернеу жоғарылаған сайын уақытты белгілейтін конденсатордың зарядтау жылдамдығы үлкен болады. Демек, шығыстағы сигнал амплитудасы артады.
- Егер кіріске қосымша импульс берілсе (негізгіден кейін), онда ол t уақытының соңына дейін таймердің жұмысына әсер етпейді.
Генератордың жұмысына әсер ету үшін келесі әдістердің бірін қолдануға болады:
- Төмен деңгей сигналын RESET істікшесіне қолданыңыз. Бұл таймерді әдепкі күйіне қайтарады.
- Егер «2» кірісі төмен деңгейлі сигнал болса, онда шығыс әрқашан жоғары импульс болады.
Кіріске қолданылатын жалғыз импульстердің көмегімен және уақыт құрауыштарының параметрлерін өзгерту арқылы шығыста қажетті ұзақтықтағы тікбұрышты сигнал алуға болады.
Мультивибратор тізбегі
Кез келген жаңадан келген радиоәуесқой 555 чипінде металл детекторын жасай алады, бірақ бұл үшін осы құрылғының мүмкіндіктерін зерттеу керек. Мультивибратор - бұл тұрақты аралықта тікбұрышты импульстарды тудыратын арнайы генератор. Сонымен қатар, амплитудасы, ұзақтығы және жиілігі қатаң түрде белгіленеді - мәндер құрылғының алдында тұрған тапсырмаға байланысты.
Қайталанатын сигналдарды қалыптастыру үшін резисторлар мен конденсаторлар қолданылады. Сигнал ұзақтығы t1, үзіліс t2, f жиілігі және T кезеңін келесі формулалар арқылы табуға болады:
- 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)).
Осы өрнектерге сүйене отырып, ұзақтықтағы үзіліс сигнал уақытынан ұзақ болмауы керек екенін көруге болады. Басқаша айтқанда, жұмыс циклі ешқашан 2-ден аспайды.555 микросхемасының практикалық қолданылуы тікелей осыған байланысты.Түрлі құрылғылар мен конструкциялардың схемалары деректер парағы - нұсқауларға сәйкес құрастырылған. Олар құрылғыларды құрастыру бойынша барлық ықтимал ұсыныстарды береді. Жұмыс циклін S=T/t1 формуласы бойынша табуға болады. Бұл көрсеткішті арттыру үшін тізбекке жартылай өткізгіш диодты қосу керек. Оның катоды алтыншы аяққа, ал анод жетіншіге жалғанған.
Егер сіз деректер парағын қарасаңыз, онда ол жұмыс циклінің өзара әрекетін көрсетеді - оны D \u003d 1 / S формуласы арқылы есептеуге болады. Ол пайызбен өлшенеді. Мультивибратор тізбегінің жұмысын келесідей сипаттауға болады:
- Қуатты қосқан кезде конденсатор толығымен зарядсызданады.
- Таймер жоғары деңгейлі күйге орнатылған.
- Конденсатор зарядты жинайды және ондағы кернеу максимумға жетеді - қоректендіру кернеуінің 2/3.
- Чип ауысады және шығыста төмен деңгейлі сигнал пайда болады.
- Конденсатор t1 кезінде қоректену кернеуінің 1/3 деңгейіне дейін разрядталады.
- 555 қайтадан ауысады және шығыс қайтадан жоғарылайды.
Бұл жұмыс режимі өздігінен тербелмелі деп аталады. Сигнал мәні шығыста үнемі өзгеріп отырады, 555 таймер чипі тұрақты аралықта әртүрлі режимдерде болады.
Дәлдік Шмитт триггері
NE555 және соған ұқсас таймерлер екі табалдырығы бар кірістірілген компараторға ие - төменгі және жоғарғы. Сонымен қатар, оның арнайы RS-триггері бар. Бұл дәл Шмитт триггерінің дизайнын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Кіріс кернеуі компаратор арқылы үш тең бөлікке бөлінеді. Ал шекті мәннің деңгейіне жеткенде микросұлбаның жұмыс режимі ауыстырылады. Бұл жағдайда гистерезис артады, оның мәні қоректендіру кернеуінің 1/3 бөлігіне жетеді. Дәл триггер автоматты басқаруы бар жүйелердің конструкцияларында қолданылады.
Таймер NE555өз уақытындағы ең танымал интегралды схема болуы мүмкін. Ол 40 жыл бұрын (1972 жылы) жасалғанына қарамастан, оны әлі де көптеген өндірушілер шығарады. Бұл мақалада біз NE555 таймерінің сипаттамасы мен қолданылуын егжей-тегжейлі қарастыруға тырысамыз.
Бір монолитті интегралды схемадағы компаратордың, қайта реттелетін флип-флоптың және инвертивті күшейткіштің смарт қосылымдары басқа бірнеше элементтермен бірге қазіргі уақытта көптеген радиоәуесқойлар қолданатын өлмейтін дерлік құрылғы схемаларын тудырды.
555 Таймерді американдық Signetics компаниясы 1972 жылы жасап, әлемдік нарықта тіркелген. Екі жылдан кейін сол компания екі бөлек NE555 таймерін тек жалпы қуат сымдарымен біріктіретін 556 белгісі бар чипті жасады. Кейінірек 557, 558 және 559 чиптері бір пакетте төрт NE555 таймеріне дейін қолданылды. Бірақ кейінірек олар тоқтатылды және ұмытылды.
NE555 интегралдық схемасы таймер ретінде жасалған және бір чипте аналогтық және сандық элементтердің комбинациясын қамтиды. Классикалық стандартты DIP пакетінен және SMD орнатуға арналған SOIC шағын SSOP немесе SOT23-5 нұсқасына дейінгі әртүрлі конструкцияларда қол жетімді. (NE555 таймерінің бағасы)
NE555 таймері стандартты нұсқаға қоса, қуатты аз CMOS нұсқасында да шығарылады. NE555 қуат көзі 4,5-15 вольт (максимум 18 вольт), ал CMOS нұсқасы 3 вольтты пайдаланады. NE555 үшін максималды жүктеме шығысы 200 мА, төмен қуат таймер нұсқасы 9 вольтта тек 20 мА.
555 стандартты нұсқасының тұрақтылығы қуат көзінің сапасына өте тәуелді. Таймерді қолданатын қарапайым тізбектерге бұл соншалықты әсер етпейді, дегенмен күрделі конструкцияларда қуаты 100 микрофарад болатын қуат тізбегіне буферлік конденсаторды орнатқан жөн.
NE555 интегралдық таймердің негізгі мүмкіндіктері
- Максималды жиілік 500 кГц-тен жоғары.
- Бір импульстің ұзақтығы 1 мс-ден сағатқа дейін.
- Ол монотұрақты мультивибратор ретінде жұмыс істей алады.
- Жоғары шығыс тогы (200 мА дейін)
- Импульстің реттелетін жұмыс циклі (импульс кезеңінің оның ұзақтығына қатынасы).
- TTL деңгейлерімен үйлесімді.
- Температураның тұрақтылығы Цельсий бойынша 1 градусқа 0,005%.
NE555 чипінде 20-дан астам транзисторлар мен 10 резисторлар бар. Төмендегі суретте Philips Semiconductors таймерінің құрылымдық диаграммасы берілген.
Келесі кестеде NE555 негізгі мүмкіндіктерінің тізімі берілген
NE555 Таймер істікшесін тағайындау
№2 - Іске қосу (триггер)
Бұл түйреуіштегі кернеу қоректену кернеуінің 1/3-інен төмен түссе, триггер қосылады. Бұл шығыстың кіріс кедергісі жоғары, 2 мОм астам. Тұрақсыз режимде ол уақыт конденсаторындағы кернеуді басқару үшін қолданылады, екі тұрақты режимде оған коммутациялық элемент, мысалы, түйме қосылады.
№4 - Қалпына келтіру
Егер бұл түйреуіштегі кернеу 0,7 вольттан төмен болса, ішкі компаратор қалпына келтіріледі. Пайдаланбаған жағдайда, NE555 таймерінің бұл шығысы қоректену кернеуімен қамтамасыз етілуі керек. Шығу кедергісі шамамен 10 кОм.
№5 - Бақылау
Қоректендіру кернеуінің 2/3 кернеуін қолдану арқылы шығыс импульсінің ұзақтығын реттеу үшін пайдалануға болады. Егер бұл шығыс пайдаланылмаса, оны 0,01 микрофарад конденсаторы арқылы қуат көзінің минусына қосқан жөн.
№6 - аялдама (салыстырғыш)
Бұл түйреуіштегі кернеу қоректендіру кернеуінің 2/3 бөлігінен жоғары болса, таймерді тоқтатады. Шығудың кіріс кедергісі жоғары, 10 мОм-нан жоғары. Ол әдетте уақыт конденсаторындағы кернеуді өлшеу үшін қолданылады.
№ 7 - разряд
Ішкі транзистор арқылы шығу ішкі триггер белсенді болған кезде жерге қосылады. Шығу (ашық коллектор) негізінен уақыт конденсаторын разрядтау үшін қолданылады.
№3 - Шығу
NE555 чипінде ток күші 200 мА дейін бір ғана шығыс бар. Бұл кәдімгі интегралдық схемаларға қарағанда әлдеқайда көп. Шығу, мысалы, жарық диодтарын (ток шектеуші резисторы бар), шағын шамдарды, пьезоэлектрлік түрлендіргішті, динамикті (конденсатормен), электромагниттік реледі (қорғаныш диодымен) немесе тіпті төмен қуатты басқаруға қабілетті. Тұрақты ток қозғалтқыштары. Жоғары шығыс тогы қажет болса, күшейткіш ретінде қолайлы транзисторды қосуға болады.
Таймер NE555 - қосу схемасы
NE555 таймерінің 3 шығысының жоғары кернеу деңгейін де, төмен деңгейін де (0 вольтқа жуық) жасау мүмкіндігі минус қуат көзіне де, плюсқа да қосылған жүктемені басқаруға мүмкіндік береді. Мысалы, жарықдиодты қосу. Бұл, әрине, міндетті талап емес, жүктемені (жарық диодты) минус немесе плюс қуатқа қосуға болады.
NE555 таймері тұрақсыз күйде (генератор режимі) жұмыс істеп тұрса, оның шығысына динамикті қосуға болады. Ол ажырату конденсаторынан кейін қосылады (мысалы, 100 микрофарад) және таймер шығысының шектелген максималды жүктеме тогына байланысты кем дегенде 64 Ом кедергісі болуы керек. Конденсатор сигналдың тұрақты компонентін бөлуге арналған және тек дыбыстық сигналды өткізеді.
Катушка кедергісі 64 Ом-тан төмен динамикті қосымша кедергі болып табылатын сыйымдылығы (реактивтілігі) кіші конденсатор арқылы немесе күшейткіш арқылы қосуға болады. Күшейткішті қуаттырақ дыбыс зорайтқышты қосу үшін де пайдалануға болады.
Барлық интегралды схемалар сияқты, индуктивті жүктемені (реле) басқаратын NE555 таймерінің шығысы өшіру кезінде пайда болатын асқын кернеуден қорғалуы керек. Диод (мысалы, 1N4148) әрқашан кері бағытта релелік катушкаға параллель қосылады.
Дегенмен, NE555 релелік катушкамен қатар екінші диодты қажет етеді. Ол таймердің 3 шығысындағы төмен кернеуді шектейді және релені аз токпен қуаттандыруға жол бермейді.
Мұндай диод, мысалы, 1N4001 (1N4148 диод жарамайды) немесе жарық диодты болуы мүмкін.
(жүктелген: 3 774)