NE555タイマーICの探索：主要な機能、設計原則、および実際のアプリケーション
NE555 さまざまなタイプのタイミング信号を生成できるモノリシック統合回路タイマーです。電子時計、電源管理、計算機、LEDディスプレイなどの分野のさまざまな電子デバイスで広く使用されています。この記事の目的は、NE555の詳細情報を提供することです。これには、出生の背景、設計、内部構造、PINの説明、操作モードと原則、アプリケーションなど、チップの使用を改善することができます。カタログ
NE555の出生背景
1970年代初頭に遡るNE555 ICタイマーチップは、米国のSignetics Corporation（現在のNXP Semiconductors、Inc。の一部）のエンジニアであるHans Camenzindによって設計され、1971年にリリースされました。手頃な価格で強力なタイマーソリューション。その作成の背景は、主に次の側面に関連しています。
Hans Camenzindの設計：Hans Camenzindは、革新的な統合回路設計の開発に特化したスイスの電気技術者でした。彼のデザイン哲学は、汎用性が高く、使いやすく、広く適用可能なチップを作成することです。この哲学に基づいて、彼はNE555を成功裏に設計し、それを市場に持ち込みました。
統合回路技術の開発：1960年代と1970年代は、統合回路技術の急速な発展の期間でした。テクノロジーの進歩と製造プロセスの改善により、チップ設計者はより多くの機能を単一のチップに統合することができ、より多くのアプリケーションとソリューションを提供することができました。
需要の出現：当時の電子産業では、あらゆる種類の回路やシステムでタイマーが重要な役割を果たしました。ただし、初期のタイマーソリューションには、一般に、高コスト、大きなサイズ、機能的な制限など、いくつかの制限がありました。したがって、市場には手頃な価格で強力なタイマーチップが緊急に必要です。
NE555の紹介
NE555は、555シリーズのタイミングICSのモデルの1つです。この一連のICSのPIN機能とアプリケーションは互いに互換性がありますが、価格の違いによるチップの異なるモデルの安定性、電力節約性能、および振動頻度も異なる場合があります。555は広く使用されており、非常に一般的なタイミングICであり、少数の抵抗器とコンデンサのみが、デジタルサーキットに必要なさまざまな周波数パルス信号を生成できます。555は、NE555の主な役割は、その内部タイマーを使用してタイムベース回路を形成して、他の回路にタイミングパルスを提供することです。NE555の主な機能は、内部タイマーを利用してタイムベース回路を形成して、他の回路にタイミングパルスを提供することです。NE555タイムベース回路は、2つのメインパッケージで使用できます。1つはDIPダブルインライン8ピンパッケージ、もう1つはSOP-8の小さなパッケージです。
代替品と同等物
• BL5372
•NA555
•KR3225Y
NE555タイマーのデザイン
555タイマーは、1971年にHans R. CamenzindによってSigognitikのために設計されました。Sigognitikはその後フィリップスに買収されました。さまざまなメーカーによって生成される555チップの構造はさまざまで、標準の555チップは25のトランジスタ、2つのダイオード、15の抵抗器を統合し、555の派生物を含む8つのピン（DIP-8パッケージ）に導かれます。（2つの555を統合するDIP-14チップ）および558および559。
NE555の動作温度範囲は0°C〜70°Cであり、軍用グレードのSE555は-55°Cから125°Cの極端な温度で動作できます。555のパッケージングフォームには、高信頼性の金属包装（Tで表される）と低コストのエポキシ樹脂パッケージ（Vで表される）が含まれます。したがって、555の完全なラベルはNE555V、NE555T、SE555V、およびSE555Tなどです。555チップの名前はその中の3つの5KQ抵抗器から来ているという一般的な信念がありますが、ハンス・カメンジンは自分自身を否定し、彼が選んだと主張しました。ランダムな3つの数字。
CMOS回路を使用した7555およびTLC555など、555の低電力バージョンもあります。標準555と比較して、7555の消費電力は低くなっています。さらに、製造業者は、7555コントロールピンには他の555チップのような接地コンデンサを必要としないと主張しており、電源と地面の間にグリッチを誘発するデカップリングコンデンサを必要としません。
NE555の内部構成
NE555は、古典的な統合回路です。内部回路構造には、電圧コンパレータと出力ステージ、コンパレータとRSフリップフロップの3つの主要な機能モジュールが含まれます。以下は、NE555の内部回路の詳細な分析を提供します。
電圧コンパレータ
電源電圧を検出するために、NE555内に電圧コンパレータがあります。この電圧コンパレータの出力は、RSフリップフロップに接続されています。
出力ステージ
出力ステージはRSフリップフロップに接続されており、出力ピンの状態を制御する責任があります（つまり、ピン3）。NE555の出力アーキテクチャは、オープンドレイン設計です。つまり、高レベルの信号を直接提供することはできませんが、出力ピンを低く引くことができます。したがって、高レベルの信号を出力する必要がある場合、通常、外部プルアップ抵抗器を使用して出力ピンを高レベルの状態に引っ張る必要があります。
コンパレータ
NE555内には2つのコンパレータがあります。つまり、しきい値コンパレータとトリガーコンパレータです。しきい値コンパレータはピン6（THR）に接続され、トリガーコンパレータはピン2（トリグ）に接続されています。これらの2つのコンパレータは、しきい値電圧とトリガー電圧の変化を検出するために使用されます。
しきい値比較：電圧がしきい値ピン（ピン6）で上昇すると、このコンパレータは高レベルの信号を出力します。しきい値電圧がトリガー電圧を超えると、コンパレータの出力が変わります。
トリガーコンパレータ：トリガーピン（ピン2）で電圧が低下すると、このコンパレータは低レベル信号を出力します。トリガー電圧がしきい値電圧よりも低い場合、コンパレータの出力は変化します。
RSトリガー
NE555には、RSフリップフロップを内部的に含めて、出力ピンの状態を保存します（ピン3）。RSフリップフロップの入力は、しきい値コンパレータとトリガーコンパレータの出力によって制御されます。
R入力：しきい値コンパレータの出力に接続され、RSフリップフロップのリセットを制御します。
入力：トリガーコンパレータの出力に接続され、RSフリップフロップの設定を制御します。
NE555の動作モード
NE555タイマーは、3つの操作モードで動作できます。
不安定なモード：安定した状態を指します。NE555の不安定なモードは、ストロボライト、トーンジェネレーター、パルス信号ジェネレーター、時計などのロジック回路やその他の回路でよく使用されます。
バイ安定モード：このモードは自転車ブラケットのようなもので、持ち上げられた状態と低下状態で安定化でき、外力にさらされた場合にのみ変化します。2つの安定した状態があるため、Bistableと呼ばれます。
モノストーブルモード：このモードは、閉じた状態で安定化することができ、外力が適用されたときにのみ開いた状態に到達することができるドアを備えたドアのようなものです。外力が撤回されると、ドアは自動的に閉じた状態に戻ります。安定した状態は1つしかないため、単独可能な状態と呼ばれ、NE555の単独モードは、タイマー、フリックスイッチ、静電容量測定などのアプリケーションに使用できます。
NE555の作業原則
電源電圧VCCがオンになると、回路が機能し始め、コンデンサCがすぐに充電を開始します。コンデンサCの電圧がVCCの2/3に達すると、内部コンパレータの出力が高レベルに変化し、出力が低レベルから高レベルに変化します。その後、コンデンサCの電圧がVCCの1/3に低下すると、内部コンパレータの出力が低レベルになり、この時点で出力の出力も高レベルから低レベルに変わります。その後、コンデンサCが再び充電を開始し、回路が新しい作業サイクルに入ります。
周期T（秒）は、外部コンデンサCと2つの外部抵抗R1とR2の値によって決定されます。式は次のとおりです。T= 0.693×（R1 + 2×R2）×c。デューティサイクルDは、平方波サイクルの高レベル時間の割合を記述し、その式は次のとおりです。D=（R1 + R2） /（R1 + 2×R2）。したがって、コンデンサCと抵抗器R1およびR2の値を調整することにより、四角波波形の期間とデューティサイクルを変更できます。
要するに、NE555の動作原理は、シーケンシャル回路の構築に基づいています。外部コンデンサと抵抗器の値を調整することにより、期間とデューティサイクルを制御して、さまざまな必要なパルス波形を生成できます。
NE555の適用
NE555赤外線リモートコントロール時間遅延ライト
近代的な家には一般的に赤外線リモートコントロールが装備されており、これらの既存のリモコンを利用して、赤外線リモートコントロール時間遅延ランプを制御できます。図では、Hは統合された赤外線レシーバーヘッドを表し、C1はフィルターコンデンサです。リモートコントロールが一連のデジタルパルス信号を発すると、C1フィルター後に負のパルスが得られます。このパルスは、555単位回路をトリガーして動作を開始できます。
NE555ウォーターボイルアラーム
水アラームは、主に温度制御回路、低周波振動回路、高周波振動回路の3つの部分で構成されています。その中で、RP、RT、およびVT1は一緒に温度制御回路を形成します。低周波振動回路は、IC1、R2、R3、C1およびその他のコンポーネントで構成されており、その強制リセット端子ピンはVT1によって制御されます。高周波発振器は、IC2、R4、R5、C2、およびその他のコンポーネントで構成されており、その強制リセット端子フィートはIC1によって制御されます。水温がプリセット温度に達すると、RTの抵抗値が小さくなり、VT1が遮断されます。この時点で、IC1のピン④が高くなり、IC1は低周波パルスの振動と出力を開始します。これらのパルスは、IC2で構成される高周波発振器を調節して、作業を開始し、カチカチ音を発するようにします。
NE555タッチタイマースイッチ
IC1は555タイミング回路の一部であり、ここではMonostable回路として構成されています。通常、タッチパッドのP端子に誘導電圧がないため、コンデンサC1は555のピン7を介して完全に排出され、ピン3が低レベルを出力し、リレーKSが放出された状態になります。光は点灯しません。
ライトをオンにする必要がある場合は、手で金属板Pに触れるだけで、人体誘導によって生成された漂流信号電圧が555からC2のトリガー端子に追加され、555の出力が低レベルから低レベルへの変化を行います。高レベル。この時点で、リレーKSは吸収され、ランプは点灯します。同時に、555のピン7は内部的に切断され、電源はC1からR1を充電し、タイミングの始まりを示します。コンデンサC1の電圧が供給電圧の2/3に上昇すると、555のピン7が導入され、C1が排出され、ピン3の出力が高から低に変化します。この時点で、リレーがリリースされ、ライトが消え、タイミングが終了します。タイミング時間は主にR1とC1の値によって決定され、式は次のとおりです。T1= 1.1R1 * C1。図にマークされた値によると、タイミング時間は約4分です。D1の場合、これら2つのモデル1N4148または1N4001を選択できます。
NE555の5つのクラシックサーキット
NE555基本タイマー回路
これは、NE555チップ、抵抗器、コンデンサなどのコンポーネントで構成される最も一般的な回路の1つです。抵抗器とコンデンサの値を調整することにより、ユーザーは異なるタイミング時間を設定できます。この回路は、パルス信号や平方波信号などのミリ秒レベルのタイミング信号を生成するためによく使用されます。回路は、その単純な構造によって特徴付けられ、実装が簡単で、より正確なタイミング信号を生成できます。
NE555 Monostableトリガー回路
これは、単一のパルス信号を生成できる回路です。回路は、主にNE555といくつかの抵抗器とコンデンサ、その他の成分で構成されています。抵抗器とコンデンサの値を調整することにより、ユーザーはパルスの幅と遅延時間を変更できます。この回路は、一般に、トリガー信号や同期信号などの単一パルス信号を生成するために使用されます。回路は、単一のパルス信号を生成する機能によって特徴付けられ、パルスの幅と遅延時間を調整できます。
NE555 Bistable Flip-Flop回路
これは、ロジックフリップフロップ関数を実現する回路です。抵抗器とコンデンサの値を調整することにより、ユーザーは回路のフリップフロップ時間としきい値電圧を変更できます。この回路は、一般に、ロジックフリップフロップや電圧比較などのアプリケーションを実装するために使用されます。回路は、ロジックフリップフロップ関数を実装する機能によって特徴付けられ、フリップフロップ時間としきい値電圧を調整できるため、さまざまなロジックアプリケーションシナリオに適しています。
NE555平方波発電機回路
これは、四方波信号を生成する回路です。抵抗とコンデンサの値を調整することにより、ユーザーは四角波の周波数とデューティサイクルを変更できます。この回路は、一般に、デジタル信号や変調信号などの四波信号を生成するために使用されます。回路は、平方波信号を生成する能力によって特徴付けられ、四角波の周波数とデューティサイクルを調整できるため、さまざまなデジタルおよび変調アプリケーションシナリオに適しています。
NE555多発性発振器回路
これは、長方形の波信号を生成する回路です。回路は、主に2つのNE555チップと抵抗器やコンデンサなどのいくつかのコンポーネントで構成されています。ユーザーは、これらの抵抗器とコンデンサの値を調整することにより、振動の周波数とデューティサイクルを柔軟に変更できます。その結果、この回路は、たとえばオーディオ信号または変調信号を生成するために使用できます。回路は、調整可能な周波数とデューティサイクルで長方形の波信号を生成する能力によって特徴付けられます。
よくある質問[FAQ]
1. NE555の機能は何ですか？
SE 555タイマーICは、SEの-55°Cから125°Cの温度範囲とIC NE 555の間で機能し、温度が0°Cから70°Cの範囲で使用されます。電子分野では、タイマー、遅延、パルス生成、発振器など、幅広い使用法があります。
2. NE555とIC 555は同じですか？
はい、NE555タイマーICと555タイマーICは同じです。NE555は、タイマーICの部品番号です。一般に、NE555 ICは555タイマーICという名前で呼び出されます。
3. NE555の実用的な原則は何ですか？
555タイマーは、リセット入力信号をリセットピンに接続し、SET入力信号をTRピンに接続することにより、アクティブローSRラッチ（逆Q出力なし）として機能します。したがって、一時的に低いセットを引くと「セット」として機能し、出力を高状態（VCC）に遷移させます。