آیسی 555 و انواع مدهای کاری آن

توی این مقاله قصد داریم آیسی 555 رو تحلیل کنیم و به کاربردهای اون بپردازیم.

از این آیسی میتونیم برای تولید سیگنال پالس (به عنوان مثال پالس pwm با عرض کنترل شونده و کلاک و…) و همینطور به عنوان تایمر استفاده کنیم.

این آیسی هشت پایه هست وبه جز 555 انواع دیگر اون مثل 556 ، 558 ، 559 ، NE555 و همچنین SE555  طراحی شده، که عملکردی مشابه دارن ولی

هرکدوم برای شرایط و محیط خاص خود طراحی شدن.

آیسی 555 در سال 1971 توسط هانس کامن‌زیند ساخته شد.

به شماتیک این آیسی توجه کنید :

توی این تصویر پایه های آیسی را مشاهده میکنید که در ادامه به توضیح هر یک از آنها خواهیم پرداخت.

توضیح عملکرد آیسی 555:

ولتاژ تغذیه اعمالی به آیسی توسط 3 تا مقاومت 5 کیلو اهمی به 3 قسمت مساوی تقسیم شده .

تو مقاومت ابتدایی (از سمت راست) ولتاژ به 2/3Vcc و در مقاومت انتهایی به 1/3Vcc میرسه.

اگر اختلاف ولتاژ بین 1/3Vcc و تریگر مثبت باشد، پایه ست فلیپ فلاپ، به حالت ((یک منطقی)) در میاد.

این امر باعث میشه تا Q=1 و Qnot=0 بشه. و توی این حالت خروجی 1 میشه.

مقایسه‌گر 2 هم ولتاژ آستانه تحریک (threshold) رو با 2/3Vcc مقایسه میکنه.

در صورتی که ولتاژ آستانه تحریک بزرگتر از 2/3Vcc باشه پایه ریست ست میشه و خروجی رو ( صفرمنطقی)  میکنه.

وقتی خروجی فلیپ فلاپ 1 بشه (Q=1) ترانزیستور NPN به اشباع میره.

با توجه به اینکه  کلکتور اون به زمین متصل شده پایه  discharge  به زمین متصل میشه معمولا به این پایه خازن متصل میشه و به این ترتیب روشن شدن ترانزیستور داخلی آیسی  منجر به دشارژ شدن خازن متصل به پایه discharge  میشه .

مدهای کاری آیسی 555: 

آستابل :

در پیکربندی آستابل، تایمر 555 یه جریان پیوسته از پالس های مستطیلی با فرکانس مشخص رو توی خروجی میده.

پیکربندی آستابل با استفاده از دو مقاومت R1 و R2 و یک خازن C طراحی میشه.

تو این پیکربندی، از پین کنترل استفاده نمی‌شه.

پایه های Threshold و تریگر به خازن C متصل می شن بنابراین ولتاژ یکسانی دارن.

در ابتدا خازن C شارژ نمی شه، بنابراین پین تریگر ولتاژ صفر را دریافت می کنه که کمتر از 1⁄3 ولتاژ تغذیه هست.

نهایتا، پین تریگر باعث می شه خروجی بالا بره و ترانزیستور داخلی به حالت قطع بره.

از اونجایی که پین ​​دیس‌شارژ به زمین اتصال کوتاه نداره، جریان از طریق مقاومت های R1 و R2 به خازن رد میشه و اونو شارژ می کنه.

خازن C شروع به شارژ می کنه تا زمانی که ولتاژ به 2⁄3 ولتاژ تغذیه تبدیل بشه.

پین Threshold باعث می شه خروجی پایین بیاد و ترانزیستور داخلی به حالت اشباع بره.

نتیجه اینکه، خازن از طریق R2 شروع به تخلیه می کنه تا زمانی که کمتر از 1⁄3 ولتاژ تغذیه بشه.

تو این مرحله پین ​​تریگر باعث می شه خروجی بالا رفته و ترانزیستور داخلی یک بار دیگر به حالت قطع بره و چرخه تکرار می شود.

در طول اولین پالس، خازن از صفر تا 2⁄3 ولتاژ تغذیه شارژ می شه، اما تو پالس های بعدی فقط از 1⁄3 تا 2⁄3 ولتاژ تغذیه شارژ می شه.

نتیجتا، اولین پالس در مقایسه با پالس های بعدی فاصله زمانی طولانی تری داره.

علاوه بر این، خازن از طریق هر دو مقاومت شارژ می شه، اما فقط از طریق R2 تخلیه می شه،

بنابراین بازه خروجی بالا از بازه پایین بیشتره.

مونوآستابل :

در حالت مونوآستابل، پالس خروجی زمانی به پایان می رسه که ولتاژ خازن برابر با 2⁄3 ولتاژ تغذیه باشه.

عرض پالس خروجی را می تونیم با تنظیم مقادیر R و C بسته به کاربردش، طولانی یا کوتاه کرد.

اندازه پالس خروجی به اندازه عرض t است، یعنی مدت زمانی که طول می کشه تا C تا 2⁄3 ولتاژ تغذیه شارژ بشه.

بی‌آستابل :

در حالت Bistable، تایمر 555 به عنوان یک فلیپ فلاپ SR عمل می کنه.

در حالی که ورودی Threshold به زمین متصله، ورودی های تریگر و ریست از طریق مقاومت های PULL-UP تو وضعیت Hight نگه داشته میشن.

به این ترتیب ، متصل کردن لحظه ای تریگر به زمین به عنوان ست عمل می کنه و پایه خروجی رو به VCC (وضعیت بالا) تغییر میده.

همچنین متصل کردن ورودی ریست  به زمین به عنوان “ریست” عمل می کنه و پایه خروجی را به زمین (حالت پایین) تغییر میده.

هیچ خازن زمان بندی در Bastable لازم نیست. پین Threshold هم به زمین متصل میشه تا مدار ناخواسته ریست نشه.

پین دیس‌شارژ هم به جایی متصل نمیشه.

اشمیت تریگر :

از تایمر 555 می تونیم برای ایجاد یک گیت اینورتر اشمیت تریگر استفاده کرد که ورودی نویزدار رو به یک خروجی دیجیتال بدون نویز تبدیل می کنه.

سیگنال ورودی باید به یک خازن سری وصل شه که بعد از آن به پایه های تریگر و threshold متصل بشه.

یک تقسیم‌کننده مقاومت، از VCC به GND، به پین‌هایی که تو تصویر میبینید متصله.

پین ریست به VCC و یک تقسیم‌ مقاومتی، از VCC به GND، به پین‌هایی که تو تصویر مشاهده میکنید وصله.

پایان.

جهت مشاهده دوره های آموزشی ما میتوانید از لینک‌های زیر استفاده نمایید:

دوره جامع تعمیر برد

دوره مهندسی معکوس

شما میتوانید ما را در شبکه های اجتماعی اینستاگرام و همچنین آپارات دنبال کنید.