En av hovedformålene med mikrokontrollere er å kontrollere relativt enkle enheter og systemer, noe som åpenbart krever pollingsensorer og utsendelse av kontrollsignaler til aktuatorer. Ofte kan det hende at de tilgjengelige mikrokontrollerportene for slike formål ikke er nok. En måte å øke antall tilkoblede eksterne enheter er SN74HC595N skiftregister. Denne brikken ble kjøpt på Ru.aliexpress.com for $0,6 per batch på 10 stykker.
Det tillater bruk av tre porter på mikrokontrolleren for å kontrollere 8 utganger, noe som er viktig, dette registeret tillater kaskade, og oppnår dermed 16 eller flere digitale utganger kontrollert av de samme tre portene på mikrokontrolleren. Strukturelt sett er dette en brikke i en DIP-16-pakke
Mikrokretsen har 16 kontakter, som har følgende formål: henholdsvis Vcc og GND +5V forsyning og en felles buss. DS - datainngang, SHcp - synkroniseringsinngang for å skrive DS-tilstanden til registerminnet, STcp - styresignal, på det lave nivået som data fra registerminnet går inn i informasjonsutgangene Q0-Q7, Q7' - utgang for data overføring til neste register (kreves når flere registre jobber sammen), - kontroll av å slå på/av utganger Q0-Q7, - tilbakestilling av registeret.
For eksempel kan du ta koden fra produsentene av Arduino-maskinvareplattformen, som illustrerer driften av dette registeret. Dette programmet sender sekvensielt ut et binært tall fra 00000000 til 11111111 til utgangene Q0-Q7. Bare fem lysdioder er koblet til i eksemplet, men generelt er det klart at dette programmet bare er en teller fra 0 til 255.
Video
Som et resultat har vi en enkel og billig måte å øke antallet på, men vi må betale for dette med lavere hastighet. Men for informasjonsutdataenheter, for eksempel syv-segmentindikatorer og lineære LED-skalaer, er dette ikke veldig kritisk, siden hastigheten på informasjonsutgang fortsatt vil være høyere enn hastigheten på persepsjon av menneskelige sanser ...
God dag kjære radioamatører!
Jeg ønsker deg velkommen til siden ""
Mikrokretser
Chip (IC - Integrert krets, IC - Integrert krets, brikke eller mikrobrikke fra English Chip, Microchip) er en hel enhet som inneholder transistorer, dioder, motstander og andre aktive og passive elementer, hvis totale antall kan nå flere titalls, hundrevis, tusenvis, titusenvis eller mer. Det finnes mange typer mikrokretser. De mest brukte blant dem er hjernetrim, operasjonsforsterkere, spesialisert.
De fleste mikrokretsene er plassert i en rektangulær plastpakke med fleksible plateledninger (se fig. 1) plassert langs begge sider av pakken. På toppen av saken er det en betinget nøkkel - en rund eller annen form for etikett, hvorfra pinnene er nummerert. Hvis du ser på mikrokretsen ovenfra, må du telle konklusjonene mot klokken, og hvis nedenfra, så med klokken. Sjetonger kan ha et hvilket som helst antall pinner.
I innenlandsk elektronikk (men også i utenlandsk) er mikrokretser spesielt populære hjernetrim, bygget på grunnlag av bipolare transistorer og motstander. De kalles også TTL-brikker (TTL - Transistor-Transistor Logic). Navnet transistor-transistor kom fra det faktum at transistorer brukes både til å utføre logiske funksjoner og for å forsterke utgangssignalet. Hele operasjonsprinsippet deres er bygget på to betingede nivåer: lavt eller høyt, eller tilsvarende tilstanden logisk 0 eller logisk 1. Så for mikrokretser i K155-serien blir spenninger fra 0 til 0,4 tatt som et lavt nivå tilsvarende logisk 0. V, det vil si ikke mer enn 0,4 V, og for høy, tilsvarende logisk 1, - ikke mindre enn 2,4 V og ikke mer enn strømforsyningsspenningen - 5 V, og for mikrokretser i K176-serien designet for å få strøm fra en kilde , en spenning på 9 B, henholdsvis 0,02. ..0.05 og 8.6. ..8,8 V.
Merking av utenlandske TTL-mikrokretser begynner med tallene 74, for eksempel 7400. Konvensjonelle grafiske betegnelser for hovedelementene til logiske mikrokretser er vist i fig. 2. Det er også sannhetstabeller som gir en ide om logikken til disse elementene.
Symbolet for det logiske elementet OG er tegnet "&"(konjunksjon "og" på engelsk) som står inne i rektangelet (se fig. 2). Venstre - to (eller flere) inngangspinner, høyre - en utgangspinne. Logikken til dette elementet er som følger: en høynivåspenning vises ved utgangen bare når signaler på samme nivå er på alle inngangene. Den samme konklusjonen kan trekkes ved å se på sannhetstabellen som karakteriserer den elektriske tilstanden til OG-elementet og den logiske forbindelsen mellom utgangs- og inngangssignalene. Så for eksempel, for at utgangen (Out.) til elementet skal ha en høynivåspenning, som tilsvarer en enkelt (1) tilstand av elementet, må begge inngangene (In. 1 og In. 2) har spenninger på samme nivå. I alle andre tilfeller vil elementet være i null (0) tilstand, det vil si at en lavnivåspenning vil fungere ved utgangen.
Betinget boolsk symbol ELLER- Antall 1
i et rektangel. Det, som AND-elementet, kan ha to eller flere innganger. Utgangssignalet som tilsvarer et høyt nivå (logikk 1) vises når et signal med samme nivå tilføres inngang 1 eller inngang 2, eller samtidig til alle innganger. Sjekk disse logiske relasjonene til utgangs- og inngangssignalene til dette elementet mot sannhetstabellen.
Symbol for betinget element IKKE- også et tall 1
inne i rektangelet. Men den har én inngang og én utgang. En liten sirkel, som begynner utgangssignallinjen, symboliserer den logiske negasjonen av "IKKE" ved utgangen av elementet. På digitalteknologiens språk betyr "NOT" at elementet IKKE er en omformer, det vil si en elektronisk "kloss", hvis utgangssignal er motsatt i nivå med inngangen. Med andre ord: så lenge det er et lavnivåsignal ved inngangen, vil utgangen være et høynivåsignal, og omvendt. Dette er også indikert av de logiske nivåene i sannhetstabellen for driften av dette elementet.
Logisk element OG IKKE er en kombinasjon av elementer OG Og IKKE, derfor, på den betingede grafiske betegnelsen er det et tegn " &
” og en liten sirkel på utgangssignallinjen, som symboliserer logisk negasjon. Det er bare én utgang, men to eller flere innganger. Logikken til elementet er som følger: et høynivåsignal vises ved utgangen bare når det er lavnivåsignaler ved alle innganger. Hvis minst én av inngangene har et lavnivåsignal, vil utgangen fra OG-NOT-elementet ha et høynivåsignal, det vil si at den vil være i en enkelt tilstand, og hvis det er et høynivåsignal ved alle innganger vil den være i nulltilstand. OG-NOT-elementet kan utføre funksjonen til NOT-elementet, det vil si bli en inverter. For å gjøre dette trenger du bare å koble sammen alle inngangene. Deretter, når et lavnivåsignal påføres en slik kombinert inngang, vil utgangen fra elementet være et høynivåsignal, og omvendt. Denne egenskapen til OG-NOT-elementet er svært mye brukt i digital teknologi.
Betegnelsen på symboler for logiske elementer (tegn "&" eller "1") brukes bare i hjemmekretser.
TTL-mikrokretser gir konstruksjonen av et bredt utvalg av digitale enheter som opererer ved frekvenser opp til 80 MHz, men deres betydelige ulempe er deres høye strømforbruk.
I noen tilfeller, når høy ytelse ikke er nødvendig, men minimum strømforbruk kreves, CMOS-brikker brukes som bruker felteffekttransistorer i stedet for bipolare. Reduksjon CMOS (CMOS komplementær metalloksyd-halvleder) står for Complementary Metal Oxide Semiconductor. Hovedtrekket til CMOS-mikrokretser er ubetydelig strømforbruk i statisk modus - 0,1 ... 100 μA. Ved drift med maksimal driftsfrekvens øker strømforbruket og nærmer seg strømforbruket til de minst kraftige TTL-brikkene. CMOS-mikrokretser inkluderer så velkjente serier som K176, K561, KR1561 og 564.
I klassen analoge brikker isolerte mikrokretser med lineære egenskaper - lineære mikrokretser, som inkluderer OU – Operasjonsforsterkere. Navn " operasjonsforsterker” skyldes det faktum at for det første har slike forsterkere blitt brukt til å utføre operasjoner av summeringssignaler, deres differensiering, integrasjon, inversjon, etc. Analoge mikrokretser produseres som regel funksjonelt uferdige, noe som åpner for store muligheter for amatørradiokreativitet.
Operasjonsforsterkere har to innganger - inverterende og ikke-inverterende. I diagrammet er de indikert med henholdsvis minus og pluss (se fig. 3). Ved å tilføre et plusssignal til inngangen er utgangen et konstant, men forsterket signal. Ved å bruke den på minusinngangen er utgangen et invertert, men også forsterket signal.
I produksjon av radio elektroniske produkter bruk av multifunksjonelle spesialiserte mikrokretser som krever et minimum antall eksterne komponenter kan redusere utviklingstiden til den endelige enheten og produksjonskostnadene betydelig. Denne kategorien sjetonger inkluderer sjetonger som er designet for noe spesifikt. For eksempel finnes det mikrokretser for effektforsterkere, stereomottakere og ulike dekodere. Alle kan ha et helt annet utseende. Hvis en av disse mikrokretsene har en metalldel med hull, betyr dette at den må skrus fast
radiator.
Å håndtere spesialiserte mikrokretser er mye mer behagelig enn med en masse transistorer og motstander. Hvis det tidligere var nødvendig å sette sammen en radiomottaker med mange deler, kan du nå klare deg med en mikrokrets.
Jeg tenkte veldig lenge på hvordan jeg skulle forklare med enkle menneskelige ord hva en transistor er. Selv om jeg snakker om transistoren veldig, veldig overfladisk, må jeg skrive minst fem ark med grove termer.
Så gikk det opp for meg: tross alt var ikke hovedmålet med min anmeldelse å gi akademisk kunnskap (vær så snill å gå til universitetet eller i det minste til Wikipedia for dem), men å lære en nybegynner radioamatør å i det minste skille en transistor fra en kondensator og en motstand for å lykkes med å sette sammen sine første design (for eksempel setter Master Kit).
Derfor er det best å si dette: transistorer er tre-terminale radiokomponenter designet for å forsterke og konvertere signaler. Slik ser de ut i det virkelige liv:
Så transistoren er indikert i diagrammet:
Transistoren, som vi allerede har forstått, har tre terminaler: base (B), kollektor (C), emitter (E).
Et inngangssignal påføres vanligvis basen, et forsterket signal fjernes fra kollektoren, og emitteren er den vanlige ledningen til kretsen. Selvfølgelig er dette en veldig primitiv beskrivelse av prinsippene til transistoren, og generelt er det mange nyanser, men vi har allerede blitt enige om at jeg ikke vil plage deg ved å lese et flersidig verk.
På selve radiokomponenten er ikke konklusjonene markert på noen måte. Det er heller ingen standard for plassering av pinner. Så hvordan bestemmer du hvilken utgang som er hvilken?
Du må bruke referanseinformasjonen: for hver transistor er det et såkalt datablad, eller med andre ord et radiokomponentpass. Dataarket inneholder all informasjon om transistoren: maksimal tillatt strøm og spenning, forsterkning, pinout og mye, mye mer. Datablader er enklest å se etter på Internett, og hovedparametrene til transistorer finnes i amatørradiolitteratur.
Utskiftbarhet av transistorer
Siden en transistor har en mye mer kompleks struktur og mer betydningsfulle parametere enn en motstand, kondensator eller diode, er det ikke lett å finne en gyldig erstatning for en manglende komponent. Som et minimum må transistoren som skal skiftes ha samme pakketype og pinout (pinout). Den nye transistoren må ha samme struktur: NPN eller PNP. I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til elektriske parametere: tillatte strømmer, spenninger, i noen tilfeller avskjæringsfrekvens, etc.
Noen ganger gjør kretsdesigneren jobben for deg ved å foreslå mulige analoger til transistoren. På Internett og i amatørradiolitteratur er det også referansetabeller med informasjon om mulige analoger av transistorer.
Master Kits er også noen ganger investert i i stedet for de originale (midlertidig utsolgte) transistorene, deres analoger, og en slik erstatning forringer ikke kvaliteten på det ferdige designet.
Installere en transistor på et trykt kretskort
Generelt, for en vellykket montering av Master Kit, er det ikke nødvendig å vite hvor utgangen til transistoren er. Det er nok å kombinere "nøklene" på transistoren og på kretskortet - og transistorutgangene vil "automatisk" stilles inn som forventet.
Se på bildet. Transistoren har en "nøkkel" - når man ser på den ovenfra, er det godt synlig at huset er halvsirkelformet. Den samme "nøkkelen" er tilgjengelig på kretskortet. For å installere transistoren riktig, er det nok å kombinere "nøklene" på transistoren og på kretskortet:
En mikrokrets er en nesten ferdig enhet, eller billedlig talt et elektronisk halvfabrikat.
Mikrokretsen inneholder en elektronisk krets som utfører en spesifikk funksjon: det kan være en logisk enhet, en nivåomformer, en stabilisator, en forsterker. En mikrobrikke på størrelse med en negl kan inneholde dusinvis (og noen ganger hundrevis, millioner og milliarder) av motstander, dioder, transistorer og kondensatorer.
Mikrokretser er tilgjengelige i ulike pakker og har et annet antall pinner. Her er noen eksempler på brikker som en nybegynner radioamatør kan jobbe med:
Krets pinout
Pinnene er nummerert mot klokken fra øverst til venstre. Den første konklusjonen bestemmes ved hjelp av en "nøkkel" - et hakk på kanten av saken eller et punkt i form av en fordypning.
Chip-utskiftbarhet
En mikrokrets er en svært spesifikk ferdig elektronisk krets som inneholder et stort antall elementer, og i det generelle tilfellet er hver mikrokrets unik.
Men likevel, i noen tilfeller kan du finne en erstatning. Ulike produsenter kan produsere de samme brikkene. Det eneste problemet er at det ikke er noen enhet i navnet (noen ganger, men ikke nødvendigvis, kan numrene på navnene sammenfalle). For eksempel er MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, K153UD1A / B den samme brikken fra forskjellige produsenter.
I noen tilfeller kan Master Kits også inneholde analoger av mikrokretser. Dette er normalt og forringer ikke ytelsen til den ferdige kretsen.
Mikrokretser - Spenningsstabilisatorer
Spenningsstabilisatorbrikker har tre pinner, så de kan lett forveksles med en transistor. Men pakken med denne lille komponenten kan inneholde dusinvis av transistorer, motstander og dioder. For eksempel viser figuren nedenfor 78L05-brikken. Du kan bruke en spenning på 5 til 30V på inngangen, mens utgangen til mikrokretsen vil ha en konstant spenning på 5V, mens belastningskapasiteten til mikrokretsen er 100 mA. En lignende stabilisator er også tilgjengelig i en kraftigere versjon - opptil 1A lastekapasitet, den heter 7805 og har en større kasse.
Installere brikken på kretskortet
Det er "nøkler" på mikrokretsen og på kretskortet, og når du installerer mikrokretsen på kortet, er det nødvendig å kombinere dem, som vist i figuren nedenfor:
Chips 555 brukes ganske ofte i amatørradiopraksis - de er praktiske, multifunksjonelle og veldig enkle å bruke. Ethvert design kan implementeres på slike mikrokretser - både de enkleste Schmitt-utløserne med et par tilleggselementer og flertrinns kombinasjonslåser.
NE555 har blitt utviklet i ganske lang tid, selv i de sovjetiske magasinene Radio, Modeler-Constructor, kunne mange hjemmelagde produkter bli funnet på analogene til denne mikrokretsen. I dag brukes denne mikrokretsen aktivt i design med lysdioder.
Beskrivelse av mikrokretsen
Dette er en utvikling av et amerikansk selskap Signetics. Det var hennes spesialister som var i stand til å sette ut i praksis arbeidet til Kamenzind Hans. Dette, kan man si, er faren til den integrerte kretsen - under de vanskelige forholdene med høy konkurranse klarte ingeniører å lage et produkt som kom inn på verdensmarkedet og fikk stor popularitet.
I disse årene hadde mikrokretsen i 555-serien ingen analoger i verden - en veldig høy tetthet av monteringselementer i enheten og en ekstremt lav kostnad. Det er takket være disse parameterne at hun har fått høy popularitet blant designere.
Innenlandske analoger
Etter det begynte massekopiering av dette radioelementet - den sovjetiske analogen til mikrokretsen ble kalt KR1006VI1. Det er forresten på alle måter en unik utvikling, selv om den har mange analoger. Bare for husholdningsmikrokretser har stoppinngangen prioritet over startinngangen. Ingen av de utenlandske designene har en slik funksjon. Men denne funksjonen må tas i betraktning når du designer kretser der begge inngangene brukes aktivt.
Hvor brukes det?
Men det skal bemerkes at prioriteringene til inngangene ikke i stor grad påvirker ytelsen til mikrokretsen. Dette er bare en liten nyanse som må vurderes i sjeldne tilfeller. For å redusere strømforbruket på midten av 70-tallet ble produksjonen av CMOS-elementer lansert. I USSR ble mikrokretser på feltarbeidere kalt KR1441VI1.
Generatorer på 555-brikken brukes veldig ofte i radiodesign med skinke. Det er enkelt å implementere et tidsrelé på denne mikrokretsen, og forsinkelsen kan stilles inn fra flere millisekunder til timer. Det er mer komplekse elementer basert på 555-kretsen - de inneholder enheter for å forhindre kontaktskravling, PWM-kontrollere og digital-type signalgjenoppretting.
Fordeler og ulemper med mikrokretsen
Inne i timeren er det en innebygd spenningsdeler - det er han som lar deg stille inn en strengt fast nedre og øvre terskel der komparatorene utløses. Det er herfra vi kan konkludere med at hovedulempen er at terskelverdiene er umulige å kontrollere, og skillelinjen kan heller ikke utelukkes fra designet, området for praktisk anvendelse av 555 mikrokrets er betydelig innsnevret. Det er mulig å bygge multivibrator- og enkeltvibratorkretser, men mer komplekse design vil ikke fungere.
Hvordan bli kvitt mangler?
Men du kan bli kvitt et slikt problem, det er nok å installere en polar kondensator på ikke mer enn 0,1 uF mellom kontrollterminalen og strømforsyningen minus.
Og for å øke støyimmuniteten betydelig, er en ikke-polar kondensator med en kapasitet på 1 μF installert i strømkretsen. I den praktiske anvendelsen av 555 mikrokretser er det viktig å vurdere om passive elementer - motstander og kondensatorer - påvirker deres drift. Men en funksjon bør bemerkes - når du bruker tidtakere på CMOS-elementer, forsvinner alle disse manglene ganske enkelt, det er ikke nødvendig å bruke ekstra kondensatorer.
Hovedparametre for mikrokretser
Hvis du bestemmer deg for å lage en timer på en 555-brikke, må du vite hovedfunksjonene. Totalt har enheten fem noder, de kan sees i diagrammet. Ved inngangen er det en resistiv spenningsdeler. Med dens hjelp skjer dannelsen av to referansespenninger som er nødvendige for driften av komparatorene. Utgangene til komparatorene er koblet til en RS flip-flop og en ekstern tilbakestillingsstift. Og først etter det til forsterkerenheten, hvor verdien av signalet øker.
Chip kraft
På slutten er det en transistor, der kollektoren er åpen - den utfører en rekke funksjoner, alt avhenger av hvilken spesifikk oppgave den står overfor. Det anbefales at NE, SA, NA integrerte kretser forsynes med en forsyningsspenning i området 4,5-16 V. Kun for bruk av 555 mikrokretser med forkortelsen SE er en økning til 18 V tillatt.
Maksimalt strømforbruk ved en spenning på 4,5 V kan nå 10-15 mA, minimumsverdien er 2-5 mA. Det er CMOS-mikrokretser, der strømforbruket ikke overstiger 1 mA. For innenlandske IC-er av typen KR1006VI1 overstiger ikke strømforbruket 100 mA. En detaljert beskrivelse av 555-brikken og dens innenlandske motparter finnes i databladene.
Brikkeoperasjon
Driftsforholdene avhenger direkte av hvilket selskap som produserer brikken. To analoger kan nevnes som et eksempel - NE555 og SE555. For det første er temperaturområdet som det normalt vil fungere i i området 0-70 grader. I den andre er den mye bredere - fra -55 til +125 grader. Derfor bør slike parametere alltid tas i betraktning ved utforming av enheter. Det anbefales å gjøre deg kjent med alle de typiske verdiene for spenninger og strømmer ved Reset, TRIG, THRES, CONT pinnene. For å gjøre dette kan du bruke dataarket for en bestemt modell - i det finner du omfattende informasjon.
Den praktiske anvendelsen av ordningen avhenger også av dette. 555-brikken brukes ganske ofte av radioamatører - i kontrollsystemer er det til og med masteroscillatorer for radiosendere på dette elementet. Fordelen fremfor enhver transistor- eller rørversjon er dens utrolig høye frekvensstabilitet. Og det er ikke nødvendig å velge elementer med høy stabilitet, for å installere ekstra enheter for spenningsutjevning. Det er nok å installere en enkel mikrokrets og forsterke signalet som vil bli generert ved utgangen.
Formål med IC-pinner
Det er bare åtte pinner på 555-seriens mikrokretser, pakketypen er PDIP8, SOIC, TSSOP. Men i alle tilfeller er hensikten med konklusjonene den samme. UGO-elementet er et rektangel merket "G1" i tilfelle av en enkelt pulsgenerator og "GN" for en multivibrator. Pin oppgave:
- GND - vanlig, i rekkefølge er det den første (hvis du teller fra nøkkeletiketten). Denne pinnen er negativ fra strømforsyningen.
- TRIG - triggerinngang. Det er til denne pinnen at en lavnivåpuls påføres og den går til den andre komparatoren. Som et resultat starter IC-en og et høynivåsignal vises på utgangen. Dessuten avhenger varigheten av signalet av verdiene til C og R.
- OUT - en utgang hvor et signal på høyt og lavt nivå vises. Å bytte mellom dem tar ikke mer enn 0,1 µs.
- RESET - tilbakestill. Denne inngangen har høyeste prioritet, den styrer timeren, og den er ikke avhengig av om det er spenning på de gjenværende bena på mikrokretsen. For å tillate start, trenger du en spenning større enn 0,7V. I tilfelle pulsen er mindre enn 0,7V, er driften av 555-mikrokretsen forbudt.
- CTRL er en kontrollinngang som er koblet til en spenningsdeler. Og hvis det ikke er noen ytre faktorer som kan påvirke driften, utgis en spenning på 2/3 fra forsyningsspenningen på denne utgangen. Når et styresignal tilføres denne inngangen, genereres en modulert puls ved utgangen. Ved enkle kretser er denne utgangen koblet til en kondensator.
- THR - stopp. Dette er inngangen til 1. komparator, i tilfelle en spenning på 2/3 fra forsyningsspenningen vises på den, stopper utløseren og timeren settes til et lavere nivå. Men en forutsetning er at det ikke skal være triggersignal på TRIG-benet (siden det har prioritet).
- DIS - utflod. Den kobles direkte til en transistor plassert inne i brikken 555. Den har en felles kollektor. En kondensator er installert i emitter-kollektorkretsen, som er nødvendig for å stille inn tiden.
- VCC - tilkobling til pluss av strømforsyningen.
Enkel vibratormodus
Totalt er det tre driftsmoduser for NE555-brikken, en av dem er en enkelt vibrator. For å utføre dannelsen av pulser, er det nødvendig å bruke en polar-type kondensator og en motstand.
Opplegget fungerer slik:
- En spenning påføres timerinngangen - en lavnivåpuls.
- Driftsmodusen til mikrokretsen er byttet.
- Et høynivåsignal vises ved pinne 3.
Etter denne tiden vil utgangen generere et lavnivåsignal. I multivibratormodus er pinnene "4" og "8" tilkoblet. Når du utvikler kretsløp basert på en enkelt vibrator, må følgende nyanser tas i betraktning:
- Forsyningsspenningen kan ikke påvirke pulstiden. Når spenningen øker, er ladehastigheten til kondensatoren, som setter tiden, større. Følgelig øker amplituden til signalet ved utgangen.
- Hvis en ekstra puls påføres inngangen (allerede etter den viktigste), vil det ikke påvirke driften av timeren før slutten av tiden t.
For å påvirke funksjonen til generatoren kan du bruke en av følgende metoder:
- Påfør et lavnivåsignal til RESET-pinnen. Dette vil returnere tidtakeren til standardtilstanden.
- Hvis inngangen "2" er et lavnivåsignal, vil utgangen alltid være en høy puls.
Ved hjelp av enkeltpulser påført inngangen, og endring av parametrene til tidskomponentene, er det mulig å oppnå et rektangulært signal med ønsket varighet ved utgangen.
Multivibratorkrets
Enhver nybegynner radioamatør kan lage en metalldetektor på 555-brikken, men for dette må du studere funksjonene til denne enheten. En multivibrator er en spesiell generator som genererer rektangulære pulser med jevne mellomrom. Dessuten er amplituden, varigheten og frekvensen strengt satt - verdiene er avhengig av hvilken oppgave enheten står overfor.
Motstander og kondensatorer brukes til å danne repeterende signaler. Signalvarighet t1, pause t2, frekvens f og periode T kan finnes ved å bruke følgende formler:
- tl=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)).
Basert på disse uttrykkene kan man se at pausen i varighet ikke bør være lengre enn signaltiden. Med andre ord vil driftssyklusen aldri være mer enn 2. Den praktiske anvendelsen av mikrokretsen 555 avhenger direkte av dette. Opplegg av ulike enheter og design er bygget i henhold til datablad - instruksjoner. De gir alle mulige anbefalinger for montering av enheter. Driftssyklusen kan finnes ved formelen S=T/t1. For å øke dette tallet, må du legge til en halvlederdiode til kretsen. Katoden er koblet til det sjette benet, og anoden til det syvende.
Hvis du ser i dataarket, indikerer det gjensidigheten av arbeidssyklusen - den kan beregnes ved hjelp av formelen D \u003d 1 / S. Det måles i prosent. Driften av multivibratorkretsen kan beskrives som følger:
- Når strøm tilføres, er kondensatoren fullstendig utladet.
- Tidtakeren er satt til en tilstand på høyt nivå.
- Kondensatoren akkumulerer en ladning og spenningen på den når maksimalt - 2/3 av forsyningsspenningen.
- Brikken bytter og et lavnivåsignal vises ved utgangen.
- Kondensatoren utlades under t1 til et nivå på 1/3 av forsyningsspenningen.
- 555 veksler igjen og utgangen blir høy igjen.
Denne driftsmåten kalles selvsvingende. Signalverdien endrer seg konstant ved utgangen, 555-timerbrikken er i forskjellige moduser med jevne mellomrom.
Presisjon Schmitt Trigger
NE555 og lignende tidtakere har en innebygd komparator med to terskler - nedre og øvre. I tillegg har den en spesiell RS-trigger. Det er dette som gjør det mulig å implementere utformingen av en presisjons Schmitt-trigger. Inngangsspenningen deles av en komparator i tre like deler. Og så snart nivået på terskelverdien når, byttes driftsmodusen til mikrokretsen. I dette tilfellet øker hysteresen, verdien når 1/3 av forsyningsspenningen. En presisjonstrigger brukes i design av systemer med automatisk kontroll.
Timer NE555 er kanskje den mest populære integrerte kretsen i sin tid. Til tross for at den ble utviklet for over 40 år siden (i 1972), produseres den fortsatt av mange produsenter. I denne artikkelen vil vi prøve å dekke detaljert beskrivelsen og bruken av NE555-timeren.
De smarte tilkoblingene til komparatoren, tilbakestillbar flip-flop og inverterende forsterker i én monolitisk integrert krets, sammen med flere andre elementer, fødte de nesten udødelige enhetskretsene som brukes av mange radioamatører i dag.
555 Timeren ble utviklet av det amerikanske selskapet Signetics i 1972 og registrert på verdensmarkedet. To år senere utviklet det samme selskapet en brikke med betegnelsen 556, som kombinerte to separate NE555-timere med kun felles strømledninger. Enda senere ble 557-, 558- og 559-brikkene utviklet med opptil fire NE555-timere i én pakke. Men senere ble de avviklet og nesten glemt.
Den integrerte NE555-kretsen ble designet som en timer og inneholder en kombinasjon av analoge og digitale elementer i én brikke. Tilgjengelig i en rekke design, alt fra den klassiske standard DIP-pakken og SOIC for SMD-montering til en miniatyr SSOP eller SOT23-5 versjon. (Priser for NE555 timer)
NE555-timeren, i tillegg til standardversjonen, produseres også i en laveffekts CMOS-versjon. Strømforsyningen til NE555 er 4,5 til 15 volt (maks 18 volt), mens CMOS-versjonen bruker 3 volt. Maksimal belastningseffekt for NE555 er 200mA, laveffekttimerversjonen er bare 20mA ved 9 volt.
Stabiliteten til standardversjonen 555 er svært avhengig av kvaliteten på strømforsyningen. Dette påvirker ikke så mye i enkle kretser som bruker en timer, men i mer komplekse design er det ønskelig å installere en bufferkondensator i strømkretsen med en kapasitet på 100 mikrofarad.
Nøkkelfunksjoner til NE555 Integral Timer
- Maksimal frekvens er mer enn 500 kHz.
- Lengden på en puls er fra 1 ms til en time.
- Den kan fungere som en monostabil multivibrator.
- Høy utgangsstrøm (opptil 200 mA)
- Justerbar arbeidssyklus for pulsen (forholdet mellom perioden for pulsen og dens varighet).
- Kompatibel med TTL-nivåer.
- Temperaturstabilitet 0,005 % per 1 grad Celsius.
NE555-brikken inneholder litt over 20 transistorer og 10 motstander. Følgende figur er et blokkskjema over en timer fra Philips Semiconductors.
Tabellen nedenfor viser hovedfunksjonene til NE555
NE555 Timer Pin Tilordning
#2 - Start (utløser)
Utløseren skifter hvis spenningen på denne pinnen faller under 1/3 av forsyningsspenningen. Denne utgangen har en høy inngangsimpedans, mer enn 2 mΩ. I ustabil modus brukes den til å kontrollere spenningen på tidskondensatoren; i bistabil modus er et bryterelement, for eksempel en knapp, koblet til den.
#4 - Tilbakestill
Hvis spenningen på denne pinnen er under 0,7 volt, tilbakestilles den interne komparatoren. Ved manglende bruk må denne utgangen til NE555-timeren forsynes med forsyningsspenning. Utgangsmotstanden er ca. 10 kΩ.
#5 - Kontroll
Kan brukes til å justere utgangspulsvarigheten ved å legge på en spenning på 2/3 av forsyningsspenningen. Hvis denne utgangen ikke brukes, er det ønskelig å koble den til minus av strømkilden gjennom en 0,01 mikrofarad kondensator.
nr. 6 - Stopp (komparator)
Stopper timeren hvis spenningen på denne pinnen er høyere enn 2/3 av forsyningsspenningen. Utgangen har en høy inngangsimpedans, mer enn 10 mΩ. Den brukes vanligvis til å måle spenningen over en tidskondensator.
nr. 7 - Utskrivning
Utgangen gjennom den interne transistoren er koblet til jord når den interne triggeren er aktiv. Utgangen (åpen kollektor) brukes hovedsakelig til å utlade tidskondensatoren.
#3 - Avslutt
NE555-brikken har kun én utgang med en strøm på opptil 200 mA. Dette er mye mer enn konvensjonelle integrerte kretser. Utgangen er i stand til å drive for eksempel lysdioder (med en strømbegrensende motstand), små lyspærer, en piezoelektrisk svinger, en høyttaler (med en kondensator), et elektromagnetisk relé (med en beskyttelsesdiode), eller til og med laveffekt DC-motorer. Ved behov for høyere utgangsstrøm kan en passende transistor kobles til som forsterker.
Timer NE555 - koblingsskjema
Evnen til utgang 3 på NE555-timeren til å skape både et høyt spenningsnivå og et lavt (nesten 0 volt) lar deg kontrollere belastningen koblet til både minusforsyningen og pluss. For eksempel tilkobling av lysdioder. Dette er selvfølgelig ikke et obligatorisk krav, og belastningen (LED) kan kobles til enten minus eller pluss strøm.
Hvis NE555-timeren kjører i en ustabil tilstand (generatormodus), kan en høyttaler kobles til utgangen. Den kobles til etter en avkoblingskondensator (for eksempel 100 mikrofarad) og må ha en motstand på minst 64 ohm på grunn av den begrensede maksimale belastningsstrømmen til timerutgangen. Kondensatoren er designet for å skille DC-komponenten til signalet og leder kun lydsignalet.
En høyttaler med spolemotstand lavere enn 64 ohm kan kobles enten gjennom en kondensator med mindre kapasitans (reaktans), som er en ekstra motstand, eller med en forsterker. Forsterkeren kan også brukes til å koble til en kraftigere høyttaler.
Som alle integrerte kretser, må utgangen til NE555-timeren som styrer en induktiv belastning (relé) beskyttes mot overspenningsstøt som oppstår på tidspunktet for avstengning. En diode (f.eks. 1N4148) kobles alltid parallelt med reléspolen i motsatt retning.
Imidlertid krever NE555 en andre diode i serie med reléspolen. Den begrenser lavspenningen som er på utgang 3 på timeren og forhindrer at reléet blir aktivert av en liten strøm.
En slik diode kan for eksempel være 1N4001 (1N4148 diode er ikke egnet) eller en LED.
(lastet ned: 3 774)