Практическое применение микросхемы "555" - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Микросхема 555 - таймер: история создания, фирмы производители и аналоги, основные технические характеристики. Принцип работы и практическое применение. Идеологически устройство чипа. Пример работы кодового замка. Переменный подстрочный резистор.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Электронные таймеры предназначены для установки интервалов времени, сигнализации и окончания отсчета, управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. В данной работе был проведен анализ схемотехнических решений электронных таймеров, разработана структурная и принципиальная схемы цифрового таймера
Интегральные схемы(ИС) уже достаточно повсеместно вошли в обширное использование в радиолюбительской практике. ИС применяются в радиоприемниках, измерительных устройствах, радиопередатчиках и.т.д
Существует ИС таймера серии 555, (а также российский аналог КР1006ВИ1). После поступления в продажу микросхема завоевала большую популярность как среди любителей электроники, как и среди профессионалов. Микросхема работает в большом диапазоне напряжений от 5 до 15V. Выпускается в основном в пластиковом DIP корпусе, а такжеи в круглом в металлическом корпусе. Таймер работает в двух режимах: моностабильный мультивибратор и как генератор импульсов. Из этого следует что микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов. Внутри микросхемы содержится следующие элементы более 20 транзисторов, 15 резисторов и 2 диода.
Интегральная микросхема 555 называется таймером. Таймер - устройства, предназначенные для управления интервалом времени. Подразделяются на механические, электронные и электромеханические. Среди электронной отдельной группы составляют интегральные таймеры - функционально завершенные интегральные микросхемы средней и большой степени интеграции. Интегральные таймеры по способу функционирования разделяются на аналоговые и цифровые. Последние имеют на кристалле только чисто цифровые компоненты: логические вентили, триггеры и базирующиеся на их основе более сложные узлы таймера - счетчики, регистры, ячейки памяти, шифраторы и дешифраторы. Микросхема 555 используется в электронной промышленности с самого момента своего появления. Так же несмотря на солидный возраст микросхемы ее используются в сложных электронных устройствах, которые выпускаются в настоящие время.
Одной из самой значимой считается микросхема интегрального таймера NE555. Внедрена в производство она была относительно давно 1972 году, в этом 2015 году, ей исполнилось ровно 43 лет. Эта микросхема используется и сегодня.
Серийное производство микросхемы NE555 начала фирма Signetics ровно через год после того, как ее разработал Ганс Р. Камензинд
Микросхема было широко распространена благодаря усилиям менеджера фирмы Signetics Арта Фьюри бывшего, конечно, другом Камензинда. Прежде он трудился в компании General Electric, в следствии этого знал рынок электроники, что там необходимо, и чем возможно заинтересовать забота вероятного клиента.
По мемуарам Камензинда А. Фьюри был истинным энтузиастом и любителем своего дела. Дома у него была целая лаборатория, заполненная радиокомпонентами, где он и проводил различные изучение и эксперименты. Это давало возможность больше практических навыков и углублять теоретические познания. Раньше микросхема фирмы Signetics именовалась в виде «5**», и опытный маркетолог в области электроники А. Фьюри, решил, что маркировка 555 (три пятерки) будет для новой микросхемы лучшим названием. Он не ошибся: микросхема пошла просто нарасхват, она стала, пожалуй, самой глобальной за всю историю создания микросхем. Самое увлекательное, что собственную актуальность микросхема не потеряла и по сей день. Несколько позже в маркировке микросхемы появились две буквы, она стала называться NE555. В то время в системе патентования присутствовала абсолютная путаница. Интегральный таймер бросились выпускать все, кому не лень. Производители, поставив перед тремя пятерками другие (свои) буквы. Позже на основе таймера 555 были разработаны сдвоенные (IN556N) и счетверенные (IN558N) таймеры, естественно, в более многовыводных корпусах. Но за основу был взят все тот же NE555.
Первое описание 555 в отечественной радиотехнической литературе появилось уже в 1975 году в журнале «Электроника». Авторы статьи отмечали тот факт, что эта микросхема будет пользоваться не меньшей популярностью, чем широко известные уже в то время операционные усилители. И они нисколько не ошиблись. Микросхема позволяла создавать очень простые конструкции, причем, практически все они начинали работать сразу, без мучительной наладки. А ведь известно, что повторяемость конструкции в домашних условиях возрастает пропорционально квадрату ее «простоты».
В Советском Союзе в конце 80 - х годов был разработан полный аналог 555, получивший название КР1006ВИ1. Первое промышленное применение отечественного аналога было в видеомагнитофоне «Электроника ВМ12».
Таблица 1 - Производители микросхемы NE555
1.3 Функциональная схема NE555 (КР1006ВИ1)
Как было сказано выше, в СССР сделали аналог NE555 и назвали его КР1006ВИ1. Аналог получился очень удачный. На рисунке 2 показана функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1. Она же полностью соответствует микросхеме NE555.
Рисунок 2 - Функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1
Сама микросхема не так уж и велика, - выпускается в восьмивыводном корпусе DIP8, а также в малогабаритном SOIC8. Последнее говорит о том, что 555 может использоваться для SMD - монтажа, другими словами интерес к ней у разработчиков сохранился до сих пор.
Внутри микросхемы элементов тоже немного. Основным является самый обычный RS - триггер DD1. При подаче логической единицы на вход R триггер сбрасывается в ноль, а при подаче логической единицы на вход S, естественно, устанавливается в единицу. Для формирования управляющих сигналов на RS - входах служит специальная схема на компараторах, о которой будет рассказано несколько позже.
Физические уровни логической единицы зависят, конечно, от используемого напряжения питания и практически составляют от Uпит/2 почти до полного Uпит. Примерно такое же соотношение наблюдается и у логических микросхем структуры КМОП. Логический же ноль находится, как обычно, в пределах 0…0,4В. Но эти уровни находятся внутри микросхемы, о них можно только догадываться, но руками их не пощупать, глазами не увидеть.
Основные технические характеристики микросхемы NE555:
Таблица 2 - Основные технические характеристики
30 МВт (при 5 V), 225 МВт (при 15 V)
Микросхема 555 позволяет либо разово выдавать импульсы определённой длины, либо выдавать импульсы постоянно, через заданные промежутки времени. Режим работы и параметры выходного сигнала зависят от подключённой к ногам микросхемы обвязки, которая строится из конденсатора и резисторов.
Микросхема строится из пары компараторов, триггера (flip-flop) и буфера. Идеологически устройство чипа можно представить в виде диаграммы рисунок 3,4:
Рисунок 3 - Идеологически устройство чипа
Рисунок 4 - Идеологически устройство чипа
Данный вывод подсоединяется к мин?тус?ту питания (общем?ту п?тровод?ту схемы).
Данный вывод дает возможность устанавливать высокое нап?тряжение на в?тремя (в зависимости от ?трезисто?тра и конденсато?тра. Это есть моностабильность. У вывода 2 есть контроль над 6 пином. Если напряжение 2 вывода и 6 контакта низкое, то нап?тряжение на выходе высокое. В п?тротивном сл?тучае если пин 6 «высокий». А 2 низкий, то и выход на таймере 555 будет низким. Этот вывод имеет низкое высокое сопротивление.
Выходы 3 и 7 находятся в фазе. Подавая высокое (около 2 В) и низкое около 0,5 В будет выходить до 200 мА.
Подача на этот вывод нап?тряжения низкого ?ту?тровня сб?трасывается выход в низкий ?ту?тровень, не смот?тря на то, какой ?трежим занял тайме?тр 555. Дабы оградить себя от случайных сбросов, стоит подключать данный пин к плюс?ту питания, если Вы его не соби?траетесь использовать.
Этот пин позволяет нам иметь доступ к напряжению компаратора №1. Это вывод не нашел особого п?трименения в сов?тременном ?троссийском элект?тронном ми?тре. Но п?три его задействовании можно пол?тучить ?трасширенные возможности управления таймером 555.
Это один из пинов компа?трато?тра №1. И является своим ?тродом «п?тротивопоставленником» вывода 2. Его п?трименяют для останова таймера 555 и получая состояние низкого напряжения. Этот вывод п?тринимает ак син?тусоидальные, так и п?трямо?тугольные имп?тульсы.
Данный пин подсоединен к коллектору транзистора Т6, а эмиттер последнего присоединен к земле. Отк?тры т?транзисто?тр, конденсато?тр ?траз?тряжается, до момента зак?трытия т?транзисто?тра.
Данный вывод понятно для чего используется. Питание от 4,5 до 18 В.
Подключая контакты таймера 555 в различных конфигурациях, можно получать разнообразные сценарии поведения цепи.
Диапазон применений микросхемы 555 не имеет границ. Всё ограничивается исключительно Вашей фантазией. Можно создавать микросхемы от самых простых, таких как сигнализатор темноты, так и довольно сложных кодовых замков. Основные режимы микросхемы 555 и их модификации позволяют нам применять её во многих устройствах. На микросхеме 555 можно сделать такие устройства как таймер, точный генератор, триггер Шмитта. А так же генератор временной задержки, широтно-импульсный модулятор, детектор импульсов, делитель частоты. Но сегодня мне бы хотелось познакомить Вас с такими устройствами как сигнализатор темноты, метроном и противоугонное устройство. Пример работы Сигнализатора темноты рисунок 5:
Схема сигнализатора темноты. Данная схема будет издавать звуковой сигнал при наступлении темноты. Пока фоторезистор освещен, на выводе №4 установлен низкий уровень, а значит, таймер находится в режиме сброса. Если освещение отсутствует, сопротивление фоторезистора возрастает и на выводе №4 появляется высокий уровень и наш таймер запускается. При запуске таймер начнет издавать сигнал.
Схему на микросхеме NE555 в виде кодового замка на дверь или сейф, нетрудно реализовать на этом таймере рассмотрим схему на рисунке 6. Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на своё рабочее время, на это задействована время задающая цепочка R1, R2, C1 рисунок 6. А также секретность кода можно увеличить, подключив доп. коммутирующие диоды.(в качестве примера привел включение одного диода D1). Главное отличие этой схемы на таймерах 555, от подобных схем, наличие настройки рабочего времени каждого таймера, при простоте этой схемы, вероятность подбора кода посторонним лицом будет очень невелик.
Работа схемы - Нажимаем кнопку ноль, запускается таймер U1, его рабочее время настроено на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 30 сек, после этого можно нажать кнопку 1. - Нажимаем кнопку 1 таймер U2, его рабочее время настроено на 2 сек., в течении этого времени надо нажать кнопку 2 (иначе U2 удержание логической единицы (вывод 3) сбрасывается и нажатие кн. 2 не будет иметь смысла) - Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 25 сек, после этого можно нажать кнопку 3, смотрим на коммутирующий диод D1, из за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30 секундное рабочее время таймера U1. - После нажатия кнопки 3, таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3)на исполнительное устройство. Еще остается добавить, что, в действующем устройстве цифровой код будет расположен не по порядку номеров, а хаотично, и любое нажатие других кнопок будет сбрасывать таймеры в 0.
Мигающие светодиоды с использование таймера 555.
Это простая двухконтурная светодиодная мигалка (Flasher) рисунок 7.
Рисунок 7 - Мигающие светодиоды с использование таймера 555
Макетная плата, изображенная на рисунке 8.
Перемычка (соединительный провод) изображенный на рисунке 11
Конденсатор 10 мкФ х 16 В. рисунок 13
Светодиоды 3мм (красный, зеленый) рисунок 15.
Переменный подстрочный резистор рисунок 16.
Рисунок 16 - Переменный подстрочный резистор
Рисунок 21 - Переменный подстрочный резистор
Принцип работы: Слева на право: два резистора и конденсатор задают время, которое будет основополагающим для мигания светодиодов. Далее непосредственно сама микросхема 555, которая непосредственно управляет мигающим светодиодом. Сама микросхема выглядит невнушительно, однако, она несет в себе огромный потенциал.
Из этих компонентов мы получим попеременно мигающие светодиоды с использованием микросхемы 555 с регулировкой скорости мигания светодиодов изображенный на рисунке 24.
Рисунок 24 - Схема регулировкой скорости мигания светодиодов
Микросхема 555 позволяет либо разово выдавать импульсы определённой длины, либо выдавать импульсы постоянно, через заданные промежутки времени. Режим работы и параметры выходного сигнала зависят от подключённой к ногам микросхемы обвязки, которая строится из конденсатора и резисторов.
Микросхема строится из пары компараторов, триггера (flip-flop) и буфера.
В процессе создания таймера решалось много задач. В общем и целом, они были выполнены:
разработан свой вариант схемы под дополнительные требования минимизировано пространство, занимаемое таймером в ракете, за счет компактного монтажа и расположения платы в виде поперечного шпангоута,
отработана несложная методика изготовления небольших печатных плат.
Добавлю, что проверял работу таймера от разных источников питания. С лампочками накаливания лучший результат дает батарейка типа Крона на 9V.
1. Новаченко И.В., Телец В.А. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Дополнение второе. Справочник.- М: Радио и связь.
2. Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.О. Микропроцессоры и микроэвм в системах автоматического управления. Л.: Машиностроение, 1987.
3. Трейстер Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555: Пер. с англ. -М.: Мир, 1988.
4. Шило Л.В. Популярные цифровые микросхемы: Справочник, - М.: радио и связь, 1989.
5. Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП-элементах.: М.: Энергоиздат, 1986.
6. Коломбет Е. А. Таймеры. М.: Радио и связь, 1984.
7. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП - интегральных микросхемах. - М.: Радио и связь, 1990.
8. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555, Трейстер Р., 1988.
9. www.chipdip.ru/video/id000446468/
10. kia-soft.narod.ru/interests/rockets/electronics/timer2/timer2.htm
12. sxem.org/2-vse-stati/51-mikroskhema-555-prakticheskoe-primenenie
13. https://xakep.ru/2011/05/14/57060/
15. electrik.info/ebooks/689-radiolyubitelskie-shemy-555.html
16. electrik.info/main/praktika/654-integralnyy-taymer-ne555.html
17. ukrelektrik.com/publ/integralnyj_tajmer_ne555/1-1-0-1377
Принцип работы кодового замка. Проектирование кодового замка с возможностью звуковой сигнализации при попытке подбора кода, на базе микроконтроллера с архитектурой MCS-51. Функциональная схема устройства, составление программы для микроконтроллера. курсовая работа [3,2 M], добавлен 14.11.2010
Принципиальное и функциональное описание цифрового кухонного таймера. Главные особенность микросхемы К176ИЕ12. Особенности работы реле времени. Перечень основных элементов к электрической схеме, их назначение. Описание работы тактового генератора. контрольная работа [3,1 M], добавлен 03.04.2011
Классификация и основные типы резисторов. Конструктивные особенности проектирования непроволочных переменных резисторов. Анализ различных используемых резистивных материалов, их достоинства и недостатки. Принцип работы и строение подвижного контакта. курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.05.2014
Общие сведения о переменных резисторах, их основные параметры, классификация и области применения. Технические характеристики проволочных резисторов. Правила выбора материала резистивного элемента, подвижного контакта, расчет переменного резистора. курсовая работа [609,6 K], добавлен 26.04.2015
Виды постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), их характеристики, принцип работы и строение. Исследование принципа работы ПЗУ с помощью программы Eltctronics WorkBench. Описание микросхемы К155РЕ3. Структурная схема стенда для изучения принципа работы ПЗУ. дипломная работа [8,5 M], добавлен 29.12.2014
Устройство, принцип работы, обозначения диодных и триодных тиристоров. Вольт-амперные характеристики диодных и триодных тиристоров. Порядок включения тринисторов в цепях постоянного тока. Схема устройства, выполняющего функции дверного кодового замка. реферат [663,7 K], добавлен 25.06.2014
Понятие, виды, структура светодиодов, их свойства и характеристики, особенности принципа работы. Возможности, недостатки и эффективность светодиодных ламп. Применение органических светодиодов при создании устройств отображения информации (дисплеев). реферат [587,6 K], добавлен 23.07.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Практическое применение микросхемы "555" курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Доклад по теме Снежный барс
Сочинение Упражнение 166 5 Класс Русский Язык
Контрольная работа: Квантовая физика
Методологические Основы Ландшафтоведения Реферат
Курсовые Разницы В Конце Отчетного Периода
Реферат по теме "Поэма без героя" А.А. Ахматовой. Попытка интерпретации
Реферат: Переславль- Залесский. Скачать бесплатно и без регистрации
Макроанализ реструктуризации РАО ЕЭС России
Дипломная Работа На Тему Прибыль Предприятия: Факторы, Влияющие На Ее Величину (На Примере Сп Ооо "Данинвест")
Реферат: Химические волокна. Скачать бесплатно и без регистрации
Отчет по практике: Технология расходомеров РЛС в безнапорных трубопроводах
Курсовая Работа Лизинг Как Форма Финансирования Капитальных Вложений
Реферат: Анализ трудовых ресурсов 4
Реферат: Семейное воспитание в наследии Я.А. Коменского. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Характеристика пищевых добавок в продукте леденцы "Бон Пари"
Лабораторная Работа 6 Физика 8 Класс
Дипломная работа по теме Приоритетные жанры региональной периодической печати: тенденции и перспективы
Реферат по теме Функциональная асимметрия мозга у лиц с аномальным сексуальным поведением
Реферат На Тему Современные Педагогические Технологии
Биология Подготовка К Контрольной Работе
Обеспечение иска в гражданском процессе - Государство и право курсовая работа
Расходы по займам и кредитам: формирование отчетности. Российская и международная практика - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Модель публичной власти в РФ - Государство и право контрольная работа