IC 555

Tìm hiểu IC 555

Chức năng các chân LM555:

- Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC

- Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp, mạch so áp dụng các transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3.

- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức điện áp cao (gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)

- Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.

- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối mase. Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứngdụng chân số 5 nối masse qua 1 tụ từ 0.01uFà 0.1uF, các tụ cótác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.

- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác mạch so sánh dùng các transistor NPN .mức chuẩn là Vcc/3

- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu điều khiển bỡi tầng logic .khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạchR-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .

- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn nuôi cấp cho IC 555 trong khoảng từ +5và +15v và mức tối đa là +18v

2. Cấu tạo bên trong của IC LM 555

Cấu tạo bên trong của IC 555

Về bản chất thì IC 555 là 1 bộ mạch kết hợp giữa 2 con Opamp , 3 điện trở , 1 con transistor, và 1 bộ Fipflop(ở đây dùng FFRS )

- 2 OP-amp có tác dụng so sánh điện áp

- Transistor để xả điện.

- Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset

Nguyên lý hoạt động của IC LM 555

Nguyên lý hoạt động của IC 555

-Ký hiệu 0 là mức thấp (L) bằng 0V, 1 là mức cao (H) gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flip-flop,

-Khi S = [1] thì Q = [1] và Q-= [ 0].

-Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và Q-= [0].

-Khi R = [1] thìQ- = [1] và Q = [0].

-Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q- = [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.

-Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.

* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:

- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic 1(H).

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0(L).

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor hồi tiếp không dẫn.

* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).

- Transistor vẫn ko dẫn

* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 > V-2. Do đó O2 = 1.

- R = 1, S = 0 --> Q=0, /Q = 1.

- Q = 0 --> Ngõ ra đảo trạng thái = 0.

- /Q = 1 --> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V

- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C

- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới 2Vcc/3.4

* Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 --> Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).

- Transistor vẫn dẫn

- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3.

* Quá trình lại lặp lại.

Kết quả: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định

Nhận xét:

-Vậy, trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3.

- Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm điện áp trên C bằng 2Vcc/3.Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.

- Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm điện áp trên C bằng Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.

- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.