IC hẹn giờ 555 là một con chip đơn giản được sử dụng để điều khiển thời gian và xung. Nó có thể tạo ra độ trễ, xung một lần và tín hiệu sóng vuông lặp lại. Bên trong gói 8 chân của nó, nó sử dụng bộ so sánh, dép xỏ ngón và giai đoạn xả để chuyển đầu ra CAO hoặc THẤP. Bài viết này cung cấp thông tin về sơ đồ chân, chế độ, cách sử dụng, thời gian RC và cách khắc phục sự cố.
555 Khái niệm cơ bản về IC hẹn giờ
IC hẹn giờ 555 là một con chip đơn giản được sử dụng để điều khiển thời gian và xung. Nó có thể tạo ra độ trễ, tín hiệu lặp lại và sóng đầu ra ổn định. Bên trong gói 8 chân, nó sử dụng bộ so sánh, flip-flop và giai đoạn đầu ra để kiểm soát cách bật và tắt tín hiệu.
555 Sơ đồ chân IC hẹn giờ
| Ghim | Tên | Tính năng |
|---|---|---|
| 1 | GND (mặt đất) | Mặt đất, ở mức thấp (0V) |
| 2 | TRIG (kích hoạt) | Khi điện áp chân này giảm xuống 1 / 3VCC (hoặc điện áp ngưỡng do điều khiển xác định), đầu ra được cho cao. |
| 3 | RA | Đầu ra mức cao (+ VCC) hoặc mức thấp. |
| 4 | RST (đặt lại) | Khi chân này nhận được bộ hẹn giờ điện, chip sẽ được đặt lại khi chân này được nối đất và đầu ra thấp. |
| 5 | CTRL (điều khiển) | Ngưỡng voltage của chip được kiểm soát. (Khi chân trống, hai ngưỡng mặc địnhtage là 1 / 3Vcc và 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (ngưỡng) | Khi điện áp chân này tăng lên 2 / 3VCC (hoặc điện áp ngưỡng được xác định bởi bộ điều khiển), đầu ra sẽ giảm xuống. |
| 7 | DIS (xả) | Cổng OC bên trong được sử dụng để phóng điện tụ điện. |
| 8 | V +, VCC (nguồn) | Cung cấp mức năng lượng cao cho chip. |
Sơ đồ mạch hẹn giờ 555
Bộ hẹn giờ 555 hoạt động bằng cách so sánh điện áp trên đầu vào Ngưỡng (chân 6) và Kích hoạt (chân 2) với hai mức tham chiếu cố định được tạo bởi ba điện trở 5 kΩ bên trong. Các tham chiếu này đặt các điểm chuyển mạch ở khoảng 2/3 VCC và 1/3 VCC. Khi kích hoạt voltage giảm xuống dưới mức thấp hơn, chốt bên trong được thiết lập và đầu ra stage điều khiển chân 3 CAO. Khi Ngưỡng voltage tăng lên trên mức trên, chốt sẽ đặt lại và đầu ra THẤP. Bóng bán dẫn xả (chân 7) BẬT trong trạng thái đầu ra THẤP để nhanh chóng xả tụ điện thời gian bên ngoài thông qua đường dẫn điện trở, điều khiển chu kỳ thời gian.
Thông số kỹ thuật IC hẹn giờ 555
| Điện áp cung cấp (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| Dòng điện hoạt động định mức (VCC = +5 V) | 3-6 mA |
| Dòng điện hoạt động định mức (VCC = +15 V) | 10-15 mA |
| Dòng điện đầu ra tối đa | 200 mA |
| Công suất tiêu thụ tối đa | 600MW |
| Tiêu thụ điện năng làm việc tối thiểu | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Phạm vi nhiệt độ | 0-70 ° C |
555 chế độ IC hẹn giờ
Chế độ ổn định đơn
Ở chế độ ổn định đơn, IC hẹn giờ 555 tạo ra một xung đầu ra sau khi nhận được tín hiệu kích hoạt. Khi đầu vào kích hoạt giảm xuống dưới 1/3 VCC, đầu ra sẽ chuyển sang CAO và quá trình hẹn giờ bắt đầu. Tụ điện bắt đầu sạc qua điện trở và đầu ra vẫn CAO trong khi điều này xảy ra. Khi điện áp tụ điện tăng lên 2/3 VCC, đầu ra chuyển THẤP và xung kết thúc. Độ dài xung phụ thuộc vào giá trị điện trở và tụ điện, vì vậy việc thay đổi mạng RC sẽ thay đổi thời gian đầu ra ở CAO. Trước khi kích hoạt lại, tụ điện phải có đủ thời gian để phóng điện để xung tiếp theo có thể hoạt động chính xác.
Chế độ ổn định kép
Ở chế độ ổn định kép, IC hẹn giờ 555 hoạt động giống như một mạch bộ nhớ BẬT / TẮT đơn giản. Nó có thể ở một trạng thái cho đến khi một đầu vào khác thay đổi nó. Ở chế độ này, chân 2 (kích hoạt) và chân 4 (đặt lại) thường được giữ CAO bằng cách sử dụng kết nối kéo lên. Chân 6 (ngưỡng) được kết nối với đất. Chân 5 (điều khiển) được nối đất thông qua một tụ điện nhỏ, thường là 0,01 đến 0,1 μF, giúp giữ cho mạch ổn định. Chân 7 (xả) không được sử dụng để tính thời gian trong thiết lập này. Khi chân 2 được kéo THẤP, đầu ra sẽ chuyển sang trạng thái cài đặt. Khi chân 4 được nối đất, đầu ra sẽ đặt lại trạng thái ngược lại.
Không có chế độ ổn định
Ở chế độ không ổn định, IC hẹn giờ 555 tạo ra tín hiệu sóng vuông lặp lại mà không dừng lại. Một tụ điện sạc và xả liên tục, và điều này làm cho đầu ra chuyển đổi giữa CAO và THẤP liên tục. Điện trở R1 kết nối từ VCC đến chân 7 (phóng điện) và điện trở R2 kết nối từ chân 7 đến chân 2 (kích hoạt). Chân 2 (kích hoạt) và chân 6 (ngưỡng) được gắn với nhau để chúng theo dõi điện áp tụ điện. Tụ điện sạc qua R1 và R2 cho đến khi đạt 2/3 VCC, điều này làm lật đầu ra. Sau đó, tụ điện phóng điện qua R2 cho đến khi nó giảm xuống 1/3 VCC và đầu ra lại lật. Các giá trị của R1, R2 và tụ điện kiểm soát tần số và thời gian CAO THẤP. Một diode cũng có thể được đặt trên R2 để thay đổi đường sạc và giảm chu kỳ làm việc khi cần thời gian CAO ngắn hơn.
Các ứng dụng khác nhau của IC hẹn giờ 555
Đèn LED nhấp nháy
Tạo hiệu ứng nhấp nháy BẬT-TẮT đơn giản cho một hoặc nhiều đèn LED bằng cách sử dụng điện trở thời gian và tụ điện.
Hẹn giờ trễ (Độ trễ khi bật nguồn)
BẬT thiết bị sau một khoảng thời gian trễ đã đặt, hữu ích khi bạn muốn đầu ra đợi trước khi kích hoạt.
Máy phát xung một lần
Tạo ra một xung duy nhất khi được kích hoạt, thường được sử dụng để tạo tín hiệu thời gian ngắn.
Máy tạo sóng vuông (Tín hiệu đồng hồ)
Tạo ra đầu ra sóng vuông ổn định có thể được sử dụng làm tín hiệu đồng hồ cho các mạch kỹ thuật số.
Máy phát điện PWM (Điều khiển độ sáng hoặc tốc độ)
Kiểm soát chu kỳ làm việc của đầu ra để điều chỉnh độ sáng LED hoặc tốc độ động cơ DC.
Máy tạo âm thanh (Âm thanh còi)
Tạo tín hiệu tần số âm thanh cơ bản có thể điều khiển loa hoặc còi nhỏ.
Mạch báo động / Còi báo động
Tạo ra các mẫu âm thanh lặp lại bằng cách thay đổi tần số theo thời gian.
Điều chế độ rộng xung để điều khiển Servo
Giúp tạo ra các xung hẹn giờ có thể được sử dụng cho các ứng dụng điều khiển servo đơn giản.
Bộ chia tần số
Giảm tần số của tín hiệu xung đầu vào bằng cách tạo ra các xung đầu ra chậm hơn.
Thiếu máy dò xung
Phát hiện khi tín hiệu xung lặp lại dừng lại và sau đó kích hoạt đầu ra.
555 Gia đình IC hẹn giờ và chip phái sinh
| Nhà sản xuất (Mfr) | Mã sản phẩm (Mfr No) | Ghi chú |
|---|---|---|
| Công nghệ Avago | AV-555M | - |
| Giải pháp silicon tùy chỉnh | CSS555 / CSS555C | CMOS, điện áp làm việc tối thiểu 1.2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| Điện tâm đồ Philips | ECG955M | - |
| Exar | XR-555 | - |
| Chất bán dẫn Fairchild | NE555 / KA555 | - |
| Harris | HA555 | - |
| Bán kính IK | ILC555 | CMOS, điện áp làm việc tối thiểu 2 V |
| Công ty Cổ phần Intersil | SE555 / NE555 | - |
| Công ty Cổ phần Intersil | ICM7555 | CMOS |
| Hệ thống thạch học | LC555 | - |
| Meixin | ICM7555 | CMOS, điện áp làm việc tối thiểu 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Sylvania | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Công cụ Texas) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Công cụ Texas) | TLC555 | CMOS, điện áp làm việc tối thiểu 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | Điện áp làm việc tối thiểu 0.9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
555 Thay thế IC hẹn giờ và các lựa chọn thay thế tương thích
Thay thế trực tiếp (Tương thích với pin)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
Các lựa chọn thay thế CMOS 555 (Công suất thấp hơn)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Chọn 555 giá trị thời gian RC hẹn giờ
• Sử dụng tụ điện ổn định bất cứ khi nào có thể để giữ cho thời gian của Bộ hẹn giờ 555 chính xác và nhất quán hơn.
• Tránh sử dụng các giá trị tụ điện quá nhỏ, vì chúng có thể làm cho mạch nhạy cảm hơn với nhiễu và gây kích hoạt không mong muốn.
• Không sử dụng các giá trị điện trở quá cao, vì chúng có thể dẫn đến lỗi thời gian và làm cho đầu ra kém ổn định hơn.
• Luôn kết nối chân ĐẶT LẠI đúng cách, vì để nó nổi có thể khiến IC hẹn giờ 555 đặt lại ngẫu nhiên hoặc ngừng hoạt động chính xác.
Khắc phục sự cố và sửa lỗi IC hẹn giờ 555
| Vấn đề | Nguyên nhân có thể | Sửa chữa |
|---|---|---|
| Sản lượng luôn CAO | Chốt kích hoạt bị kẹt THẤP | Đảm bảo chân 2 không bị kéo xuống |
| Đầu ra luôn THẤP | ĐẶT LẠI PIN ĐƯỢC GIỮ Ở MỨC THẤP | Kéo chân ĐẶT LẠI CAO để bộ hẹn giờ có thể chạy |
| Không dao động | Đấu dây điện trở/tụ điện sai | Kiểm tra lại các kết nối R1, R2 và C |
| Đầu ra không ổn định | Tiếng ồn ảnh hưởng đến chân 2 hoặc chân 5 | Thêm một tụ điện nhỏ để lọc |
| Sai tần số | Giá trị R hoặc C không chính xác | Tính toán lại các giá trị thời gian bằng cách sử dụng các công thức chính xác |
Kết luận
IC hẹn giờ 555 hoạt động bằng cách so sánh điện áp kích hoạt và ngưỡng với các mức cố định ở 1/3 VCC và 2/3 VCC. Nó có thể chạy ở các chế độ đơn ổn định, ổn định và ổn định để tạo ra xung hoặc dao động ổn định. Với các giá trị RC chính xác và xử lý chân ĐẶT LẠI và ĐIỀU KHIỂN thích hợp, đầu ra vẫn ổn định và thời gian vẫn chính xác.
Câu hỏi thường gặp [FAQ]
Giá trị tụ điện nào được sử dụng trên chân CONTROL (chân 5)?
Sử dụng tụ điện 0.01 μF (10 nF) từ chân 5 đến GND để giảm nhiễu và cải thiện độ ổn định.
Đầu ra 555 có đạt đủ VCC khi CAO không?
Không phải lúc nào cũng vậy. Đầu ra CAO gần với VCC, nhưng nó có thể giảm xuống thấp hơn khi điều khiển tải.
Tại sao IC hẹn giờ 555 bị nóng?
Nó nóng lên khi nó điều khiển dòng điện đầu ra cao, chạy ở điện áp cao hoặc chuyển đổi rất thường xuyên.
Bộ hẹn giờ 555 có thể điều khiển rơ le trực tiếp không?
Chỉ có một số rơ le nhỏ. Nhiều rơle cần nhiều dòng điện hơn, vì vậy trình điều khiển bóng bán dẫn và diode flyback an toàn hơn.
Tại sao 555 kích hoạt ngẫu nhiên?
Kích hoạt ngẫu nhiên là do nhiễu, nối đất kém hoặc lọc công suất yếu.
Sự khác biệt chính giữa lưỡng cực 555 và CMOS 555 là gì?
Bipolar 555 sử dụng nhiều dòng điện hơn và truyền tải tốt hơn. CMOS 555 sử dụng ít năng lượng hơn và hoạt động tốt hơn trong thời gian năng lượng thấp.