555 timer IC: Pinout, tilstande, kredsløb og anvendelser

555 timer-IC'en er en simpel chip, der bruges til timing og pulskontrol. Den kan skabe forsinkelser, one-shot pulser og gentagende firkantbølgesignaler. Inde i sin 8-polede pakke bruger den komparatorer, en flip-flop og et udladningstrin til at skifte output HØJ eller LAV. Denne artikel giver information om dens pinout, tilstande, anvendelser, RC-timing og fejlfinding.

555 Timer IC Grundlæggende

555 timer-IC'en er en simpel chip, der bruges til timing og pulskontrol. Den kan skabe forsinkelser, gentagne signaler og stabile udgangsbølger. Inde i sin 8-bens pakke bruger den komparatorer, en flip-flop og et udgangstrin til at styre, hvordan signalet tænder og slukker.

555 timer IC Pinout

555 timer-kredsløbsdiagram 

555-timeren fungerer ved at sammenligne spændingerne på threshold (ben 6) og trigger (ben 2) indgangene med to faste referenceniveauer skabt af de interne tre 5 kΩ modstande. Disse referencer sætter koblingspunkter til cirka 2/3 VCC og 1/3 VCC. Når triggerspændingen falder under det lavere niveau, indstilles den interne lås, og udgangstrinnet driver ben 3 HØJ. Når tærskelspændingen stiger over det øvre niveau, nulstilles låsen, og udgangen bliver LAV. Discharge-transistoren (ben 7) tænder under LAV-udgangstilstanden for hurtigt at aflade den eksterne timingkondensator gennem en modstandsvej og styre timingcyklussen.

555 Timer IC Tekniske specifikationer 

555 timer IC-tilstande 

Enkelt stabilitetstilstand

I single-stable mode producerer 555 timer-IC'en én udgangspuls efter at have modtaget et triggersignal. Når trigger-indgangen falder under 1/3 af VCC, skifter udgangen HØJ, og timing-processen begynder. En kondensator begynder at oplade gennem en modstand, og udgangen forbliver HØJ, mens dette sker. Når kondensatorspændingen stiger til 2/3 af VCC, skifter udgangen LAV, og pulsen ophører. Pulslængden afhænger af modstandens og kondensatorens værdier, så ændring af RC-netværket ændrer, hvor længe udgangen forbliver HØJ. Før den udløses igen, skal kondensatoren have nok tid til at aflade, så næste puls kan fungere korrekt.

Dobbelt stationær tilstand

I double steady mode fungerer 555 timer-IC'en som et simpelt ON/OFF-hukommelseskredsløb. Den kan blive i én tilstand, indtil et andet input ændrer den. I denne tilstand holdes ben 2 (trigger) og ben 4 (nulstilling) normalt HØJT ved hjælp af pull-up-forbindelser. Pin 6 (tærskel) er forbundet til jord. Pin 5 (kontrol) er forbundet til jord gennem en lille kondensator, normalt 0,01 til 0,1 μF, for at hjælpe med at holde kredsløbet stabilt. Pin 7 (udladning) bruges ikke til timing i denne opsætning. Når ben 2 trækkes LAVT, skifter udgangen til den indstillede tilstand. Når ben 4 er jordet, nulstilles udgangen tilbage til den modsatte tilstand.

Ingen stabil tilstand

I ingen stationær tilstand genererer 555 timer-IC'en et gentagende firkantbølgesignal uden at stoppe. En kondensator oplader og aflader gentagne gange, og dette får udgangen til at skifte kontinuerligt mellem HØJ og LAV. Modstand R1 forbindes fra VCC til ben 7 (udladning), og modstand R2 forbinder fra ben 7 til ben 2 (trigger). Stift 2 (trigger) og ben 6 (tærskel) er forbundet sammen, så de følger kondensatorspændingen. Kondensatoren oplader gennem R1 og R2, indtil den når 2/3 af VCC, hvilket vender udgangen. Derefter aflades kondensatoren gennem R2, indtil den falder til 1/3 af VCC, og udgangen skifter igen. Værdierne R1, R2 og kondensatoren styrer frekvensen og HØJ-til-LAV timing. En diode kan også placeres over R2 for at ændre ladningsbanen og reducere arbejdscyklussen, når en kortere HØJ tid er nødvendig.

Forskellige anvendelser af 555 timer IC

LED-blinklys

Skaber en simpel ON-OFF-blinkende effekt for en eller flere LED'er ved brug af en timingmodstand og kondensator.

Forsinkelsestimer (Power-On forsinkelse)

Tænder en enhed efter en fastsat tidsforsinkelse, nyttigt når du vil have outputtet til at vente før aktivering.

One-Shot Pulsgenerator

Producerer en enkelt puls, når den udløses, ofte brugt til at lave korte timingsignaler.

Firkantbølgegenerator (Clocksignal)

Genererer en stabil firkantbølgeudgang, der kan bruges som clocksignal til digitale kredsløb.

6,5 PWM generator (lysstyrke- eller hastighedskontrol)

Styrer outputtets arbejdscyklus for at justere LED-lysstyrke eller DC-motorhastighed.

Tonegenerator (Buzzer-lyd)

Skaber et grundlæggende lydfrekvenssignal, der kan drive en lille højttaler eller summer.

Alarm / Sirene-kredsløb

Producerer gentagne lydmønstre ved at ændre frekvensen over tid.

6,8 Pulsbreddemodulation til servokontrol

Hjælper med at skabe tidsindstillede pulser, der kan bruges til simple servostyringsapplikationer.

Frekvensdeler

Reducerer frekvensen af et inputpulssignal ved at generere langsommere outputpulser.

Detektor for manglende puls

Registrerer når et gentaget pulssignal stopper og udløser derefter udgangen.

555 timer IC-familie og afledte chips

555 timer IC-substitutter og kompatible alternativer

Direkte udskiftninger (pin-kompatible)

• NE555

• LM555

• SE555

• KA555

• SA555

• RC555

• MC1455

CMOS 555 Alternativer (Lavere Effekt)

• TLC555

• LMC555

• ICM7555

• 7555

Valg af 555 timer RC-tidsværdier

• Brug stabile kondensatorer, når det er muligt, for at holde 555-timerens timing mere præcis og ensartet.

• Undgå at bruge meget små kondensatorværdier, da de kan gøre kredsløbet mere følsomt over for støj og forårsage uønsket udløsning.

• Brug ikke meget høje modstandsværdier, da de kan føre til timingfejl og gøre udgangen mindre stabil.

• Forbind altid RESET-pinnet korrekt, fordi hvis den flyder kan 555 Timer IC nulstille tilfældigt eller stoppe med at fungere korrekt.

555 Timer IC Fejlfinding og Rettelser

Konklusion

555-timer-IC'en fungerer ved at sammenligne trigger- og tærskelspændinger med faste niveauer ved 1/3 VCC og 2/3 VCC. Den kan køre i monostabile, bisekstable og stabile tilstande for at generere pulser eller stabile svingninger. Med korrekte RC-værdier og korrekt RESET og CONTROL-pin-håndtering forbliver outputtet stabilt, og timingen forbliver præcis.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

Hvilken kondensatorværdi bruges på CONTROL-pinnen (pin 5)?

Brug en 0,01 μF (10 nF) kondensator fra ben 5 til GND for at reducere støj og forbedre stabiliteten.

Rammer 555-udgangen fuld VCC, når den er HØJ?

Ikke altid. Outputtet HØJ er tæt på VCC, men det kan falde lavere, når man driver en belastning.

Hvorfor bliver en 555 Timer IC varm?

Den bliver varm, når den driver høj udgangsstrøm, kører ved høj spænding eller skifter meget ofte.

Kan 555-timeren drive et relæ direkte?

Kun nogle små relays. Mange relæer kræver mere strøm, så en transistordriver og en flyback-diode er mere sikre.

Hvorfor udløses 555 tilfældigt?

Tilfældig udløsning skyldes støj, dårlig jordforbindelse eller svag strømfiltrering.

Hvad er den største forskel mellem bipolar 555 og CMOS 555?

Bipolar 555 bruger mere strøm og driver meget bedre. CMOS 555 bruger mindre strøm og fungerer bedre til lavstrømstiming.