Az 555- os id}oz t}o haszn alata a mikrokontrolleres …ender/eet_ebook/BMEVIEEM371/03_555.pdfnapig a legnagyobb p eld anysz amban eladott IC: 2003 t aj an evi 1 milli ard darabot

Bevezetes Az 555 felepıtese Alkalmazasok Felhasznalt irodalom

Az 555-os idozıto hasznalata a mikrokontrollerestervezesben

Nagy Gergely

BME EET

2012. aprilis 4.

readyebook


Bevezetes

Az 555-os IC-t Hans Camenzind tervezte 1971-ben aSignetics (ma Philips) munkatarsakent.

Az eredeti cel egy olyan oszcillator volt, amire teljesul, hogy:

a frekvenciajat kulso elemekkel (R, C) lehet beallıtani,tapfeszultseg- es homersekletfuggetlen.

Vegul egy altalanos idozıto aramkor keszult el, ami a mainapig a legnagyobb peldanyszamban eladott IC: 2003tajan evi 1 milliard darabot gyartottak belole (Fairchild,Maxim, Motorola, ST, TI, NXP).


1 Bevezetes

2 Az 555 felepıteseAz eredeti 555-osA bipolaris kapcsolas es magyarazataA blokk-diagramA CMOS valtozatAz 556-os IC

3 Alkalmazasok

4 Felhasznalt irodalom


Az eredeti 555-os

Eredeti neve: NE555 (8 labu DIP tokban).

Bipolaris IC, nagyjabol 20 BJT-bol (gyartofuggo), kb.ugyanennyi ellenallasbol all.

Tapfeszultseg: 4,5–15 V

Taparam (5 V-os tapfesz-nel): 3–6 mA

Maximalis kimeneti aram: 200 mA

Mukodesi homerseklettartomany: 0–70 C


A teljes kapcsolas


A kapcsolas felepıtese


A blokk-diagram es a labkiosztas

VCC

OUT

RESET

DISCH

THRES

TRIG

GND

CONT

1

3

8 4

7

6

2

5R1RS

1

2

3

4

8

7

6

5

VCCGND

555DIS

RESET

OUT

TRIG

THR

CTRL


A CMOS valtozat

Gyartjak CMOS valtozatban is (pl. LMC555)


555 + 555 = 556

Ket 555-os egy tokban.

LM556

VCC DISCH TH CTRL nRST OUT TR

CMPFlipflop CMP

GND

FlipflopCMP CMP

DISCH TH CTRL nRST OUT TR

1

14


1 Bevezetes

2 Az 555 felepıtese

3 AlkalmazasokHiszterezises komparatorSchmitt-triggerMonostabil multivibratorHianyzo impulzus detektorASK demodulacioAstabil multivibratorVCO es FMSotetseg-detektorTapfeszultseg megszuneset jelzo riasztoPulzus-szelesseg modulacioHaromszogjel-generatorVızszint-mero

4 Felhasznalt irodalom


Hiszterezises komparator

A THRES es a TRIG labakat osszekotve egy hisztereziseskomparatort kapunk.

Ez kozvetlenul felhasznalhato allasos szabalyozomegvalosıtasara.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

10nF

Out

In


Schmitt-trigger

A hiszterezises komparator tulajdonkeppen egySchmitt-trigger, ami zajos digitalis jelek javıtasarahasznalhato.

A bemenet munkaponti erteke VCC/2; ha a jel eleri a2 · VCC/3-at, akkor a kimenet logikai 1-be kerul, ha aVCC/3-ot, akkor logikai 0-ba.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

10nF

OutNoisy input

100k

100k


Monostabil multivibrator

Idozıtesre hasznalhato kapcsolas – egy adott hosszusaguimpulzus allıthato elo a trigger jel segıtsegevel (negatıvlogika).Amikor bekapcsoljuk a tapfeszultseget, R-en keresztul Celkezd feltoltodni.Mikor eleri 2 · VCC/3-at, kimenet 0 lesz es bekapcsol a kisutotranzisztor (DIS).Ez a stabil allapot, amıg trigger jel nem erkezik, aminekhatasara a kimenet 1 lesz es C ujbol toltodni kezd, mıg ujbolel nem eri 2 · VCC/3-at.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

Trigger

R

C

10nF

Out

t

trigger

capacitor

output


A monostabil kapcsolas meretezese

Fold es VCC kozott, feszultseggeneratorosan toltottkondenzator feszultsege:

UC = VCC ·(

1− e−tRC

)Az 555 csak 2 · VCC/3-ig hagyja feltoltodni, ıgy a kezdo- esvegertek:

0 = VCC ·(

1− e−t1RC

)2

3· VCC = VCC ·

(1− e

−t2RC

)A ket egyenlet hanyadosabol az exponencialist kifejezve:

3 = et2−t1RC = e

∆tRC

Amibol:∆t = ln(3) ·RC ' 1,1RC


Hianyzo impulzus detektor

A monostabil kapcsolas van kiegeszıtve egy kisutotranzisztorral (Missing-pulse Detector).

Amikor megjon egy ujabb impulzus a Trigger bemenetre, akimenet 1-be kerul, es megkezdodne C feltoltese, azonban aPNP tranzisztor ezt megakadalyozza.

Ha az impulzusok eleg surun erkeznek, a tranzisztor nemhagyja feltoltodni C-t, es ıgy a kimenet 1-ben marad.

Ha kimarad(nak) impulzus(ok), akkor C feltoltodik, 0-ba kerula kimenet es bekapcsol a belso kisuto tranzisztor.

A bekeretezett abra egy betores-erzekelo alkalmazastmutat ezen az elven.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

Trigger

R

C

10nF

OutMPD


ASK demodulacio

Egy csucsegyeniranyıtoval is megoldhato a feladat, deakkor egy 1-es bit elejen teljesen fel kell tolteni akondenzatort, a vegen pedig teljesen ki kell sutni – ez sokimpulzusnyi ido, hiszen ha tul kicsi kondenzatort valasztanank,akkor olyan merteku lenne a kimenet hullamzasa, hogy az mara logikai jel eretket befolyasolhatna.

Az alabbi megoldassal lenyegeben egy periodusidonel kevesebbido alatt valtozik a logikai jel.

Igy sokkal nagyobb savszelesseg erheto el.

MPD


Astabil multivibrator

Felhasznalhato negyszogjel-generatornak, de meresre is: akimeneti frekvencia meresevel megmerheto R vagy Certeke.

f =1

ln(2) · C · (R1 + 2R2)

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

R1

C 10nF

OutR2


VCO es FM

Astabil kapcsolasban a Control bemenet segıtsegevel akomparalasi szinteket allıtva valtozik a frekvencia, ıgy egyfeszultsegvezerelt oszcillatort (VCO) kapunk.

Ha egy valtakozo jelet kapcsolunk a Control-ra, akkor annakfuggvenyeben valtozo frekvenciaju kimeneti jelet kapunk: ezfrekvenciamodulacio (ezert hıvjak a Control bemenetetsokszor FM-nek).

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

R1

C

OutR2

FM


Sotetseg-detektor

Ez egy egyszeru oszcillator, aminek a RESET bemenetetiranyıtja egy szenzor.

AZ LDR (Light Dependent Resistor) egy opto-ellenallas,aminek kis megvilagıtasnal nagy az erteke, feny hatasaraerosen lecsokken az ellenallasa (felvezeto alapu).

Az LDR-t egy termo-ellenallasra cserelve...

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

10n1000p

LDR

100k1M

100


Tapfeszultseg megszuneset jelzo riaszto

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

10n1000p

100k

1M100

> 9 V

100k

9 V


Pulzus-szelesseg modulacio

A vezerlo bemenetet (CTRL) hasznalva a modulalo jelbemenetekent, a monostabil kapcsolas PWM-kenthasznalhato.

A trigger bemenetre kell a vivot (negyszogjel) kotni.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

C

OutCLK

Modulation input

RR

t

modulation

output

clock


Haromszogjel-generator

Kihasznaljuk, hogy a tranzisztorok kimenetikarakterisztikaja aramgenerator-jellegu.

Egy pontosabb aramgenerator-kapcsolassal igenyesebb jeletlehetne eloallıtani.

A periodusido:

T =2

3·RC · VCC ·

1

1− UBE

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

Out

R

+_

R C

C


Vızszint-mero

Kihasznalja a vız vezetokepesseget (R ' 100 kΩ).

A kimenetrol egy szivattyut vezerelve, a minimum esmaximum szint kozott lehet tartani a vız szintjet.

1

2

3

4

GND

RESET

OUT

TRIG

CTRL

VCC

DIS

THR

8

6

7

5

VCC

GND

10n

Out

max

min

1

1M 1M1


Felhasznalt irodalom

Hans Camenzind: Designing analog chips(www.designinganalogchips.com)

Philips – AN170: NE555 and NE556 applications

LM556 Datasheet, National Semiconductor Corporation

www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html

http://www.falstad.com/circuit/

www.designinganalogchips.com

www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html

http://www.falstad.com/circuit/

Documents

Az 555- os id}oz t}o haszn alata a mikrokontrolleres …ender/eet_ebook/BMEVIEEM371/03_555.pdfnapig a legnagyobb p eld anysz amban eladott IC: 2003 t aj an evi 1 milli ard darabot