Ngày 30 tháng 11 năm 2011





Description: E-mailDescription: PrintDescription: PDF
Từ khóa:giáo trình,ic555
Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_5.jpgCấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện. Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt. Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 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 1/3 VCC, 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

 Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_1.gifDescription: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_4.gif
 Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_2.gif

Giải thích sự dao động:

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

Khi S = [1] thì Q = [1] và Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif = [0].
Khi R = [1] thì Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif = [1] và Q = [0].
Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif = [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.
Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0.
Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S = [1], Q = [1] và Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif= [0]. Ngõ ra của IC ở mức 1.
Khi Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif= [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó.

Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0] và Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif= [1]. Ngõ ra của IC ở mức 0.

Vì Description: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif= [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0. Vì vậy Q vàDescription: http://i195.photobucket.com/albums/z259/codientuinfo/070809_ic555_3.gif không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor.

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

Thiết kế mạch dao động = IC

Nội dung : IC tạo dao động họ XX555, Thiết kế mạch dao động tạo ra xung vuông có tần số và độ rộng bất kỳ.
--------------------------------------------------------------------------------
1. IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA v v ...

Description: user posted image
Mạch dao động tạo xung bằng IC 555

Bạn hãy mua một IC họ 555 và tự lắp cho mình một mạch tạo dao động theo sơ đồ nguyên lý như trên.

Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn. 

Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng được )

Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức.

T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )

T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )

T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp

Description: user posted image

Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện
mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts

Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và Ts bất kỳ.

Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T 

* Thí dụ bạn thiết kế mạch tạo xung như hình dưới đây.
0
Description: user posted image

Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s

Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số :

C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F

R1 = R2 = 100KW = 100 x 103 W

Tính Ts và Tm = ? Tính tần số f = ?

Bài làm :

Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 =
= 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s

=> T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s

=> f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz
 


Description: C:\Users\NguyetTien\Desktop\55510.gif

Chân 1: nối ra mass để náy dòng cung cấp cho IC
Chân 2: ngõ vào của 1 tần số so áp, mạch so áp dùng các đén bán dẫn thuận (Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3)
Chân 3: Ngõ ra
Chân 4: dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân 4 nối mass thì ngõ ra ở mức thấp, còn khi chân 4 nôi vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tuỳ theo mức áp ở chân 2 va 6
Chân 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trg IC theo VR hay R ngoài cho nối mass. Tuy nhiên trg các mạch ứng dụng chân số 5 nối mass wa 1 con tụ từ 10nF --> 100nF tác dụng lọc bỏ nhiễu cho mức áp chuẩn ổn định
Chân 6: ngõ vào của 1 tần so áp khác, mach so sánh dùng các Transistor ngược Vcc/3 
Chân 7: có thể xem như 1 khoá điện 
Chân 8: Cấp nguôn` nuôi cho IC. Nguồn nuôi cấp cho IC khoản từ +5V--> +15V , tối đa là =18V



Chủ nhật, 10 Tháng 10 2010 02:51
Description: EmailDescription: InDescription: PDF.
Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo được xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế được độ rộng xung. Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác.Đây là linh kiện của hãng CMOS sản xuất .Sau đây là bảng thông số của 555 có trên thị trường :


+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555..)
+ Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
+ Công suất lớn nhất là : 600mW
* Các chức năng của 555:
+ Là thiết bị tạo xung chính xác
+ Máy phát xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)
Đấy chỉ là những thông số cơ bản của 555. Còn những thông số khác các bạn tham khảo datasheet!

1 : Giới thiệu, sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, chân của 555


IC thời gian 555 được du nhập vào những năm 1971 bằng công ty Signetics Corporation bằng 2 dòng sản phẩm SE555/NE555 và được gọi là máy thời gian và cũng là loại có đầu tiên. Nó cung cấp cho các nhà thiết kế mạch điện tử với chi phí tương đối rẻ, ổn định và những mạch tổ hợp cho những ứng dụng cho đơn ổn và không ổn định. Từ đó thiết bị này được làm ra với tính thương mại hóa. 10 năm qua một số nhà sản suất ngừng sản suất loại IC này bởi vì sự cạnh tranh và những lý do khác. Tuy thế những công ty khác lại sản suất ra những dòng này

Các dạng hình dáng chân của 555 trong thực tế:


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


Hình dạng của 555 ở trong hình 1 và hình 2. Loại 8 chân hình tròn và loại 8 chân hình vuông. Nhưng ở thị trường Việt Nam chủ yếu là loại chân vuông.


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trức của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor , 15 điện trở và 2 diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Trong mạch tương đương trên có : đầu vào kích thích , khối so sánh, khối điều khiển chức năng hay công suất đầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là : Điện áp cung cấp nằm giữa trong khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ 3 đến 6 mA.

Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R . Để điện áp 15V thì điện trở của R + R .phải là 20M
Tất cả các IC thời gian đều có 1 tụ điện ngoài để tạo ra 1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra. Nó là một chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp điện hay phòng điện thong qua một điện trở R. Thời gian này nó đã được xác định và nó có thể tính được thong qua điện trở R và tụ điện C


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới

Mạch nạp RC cơ bản như trên hình 4B Giả thiết tụ điện ban đầu là phóng điện.Khi mà đóng công tắc thì tụ điện bắt đầu nạp thông qua điện trở. Điện áp qua tụ điện từ giá trị 0 lên đến giá trị định mức vào tụ. Đường cong nạp được thể hiện qua hình 4A.Thời gian đó nó để cho tụ điện nạp đến 63.2% điện áp cung cấp và hiểu thời gian này là 1 hằng số. Giá trị hằng số thời gian đó có thể tính bằng công thức đơn giản sau:

t = R.C

Đường cong nạp của tụ điện

Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


2 :Chức năng của từng chân của 555


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


IC NE555 N gồm có 8 chân.

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung.
+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) .
+ 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.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC.
+ 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 GND. Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định.
+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 .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 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
+ Chân số 8 (Vcc):
 Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 nhé thấp nhất là con NE7555)

3: Cấu tạo bên trong và nguyên tắc hoạt động
a) Cấu tạo:

Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới

Nhìn trên sơ đồ cấu tạo trên ta thấy cấu trúc của 555 gồm : 2 con OPAM, 3 con điện trở, 1 transitor, 1 FF ( ở đây là FF RS):
- 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 thành 3 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 1/3 VCC, 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

b) Nguyên tắc hoạt động:

Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


Ở trên mạch trên ta bít là H là ỏ mức cao và nó gần bằng Vcc và L là mức thấp và nó bằng 0V. Sử dụng pác FF - RS
Khi S = [1] thì Q = [1] và = Q- = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =Q- = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
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.

* 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 !
* Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3:
- 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.
Nói tóm lại các bạn cứ nên hiểu là :
Trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3. (Xem dường đặc tính tụ điện phóng nạp ở trên)
- 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.

3 ) Công thức tính tần số điều chế độ rộng xung của 555

Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới

Nhìn vào sơ đồ mạch trên ta có công thức tính tần số , độ rộng xung.
+ Tần số của tín hiệu đầu ra là :


f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2))


+ Chu kì của tín hiệu đầu ra : t = 1/f

+ Thời gian xung ở mức H (1) trong một chu kì :


t1 = ln2 .(R1 + R2).C


+ Thời gian xung ở mức L (0) trong 1 chu kì :


t2 = ln2.R2.C


NHư vậy trên là công thức tổng quát của 555. Tôi lấy 1 ví dụ nhỏ là : để tạo được xung dao động là f = 1.5Hz . Đầu tiên tôi cứ chọn hai giá trị đặc trưng là R1 và C2 sau đó ta tính được R1. Theo cách tính toán trên thì ta chọn : C = 10nF, R1 =33k --> R2 = 33k (Tính toán theo công thức)

4 ) Các dạng mạch dao động từ 555
a ) Mạch báo động âm thanh dùng SCR


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


b) Mạch báo nguồn điện


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


c) Mạch khóa nghiêng


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


d) Cảnh báo mất điện


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


e ) Máy nhịp điệu âm thanh


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


f) Dao động CW


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


g) Trigio Smith


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


h) Dao 2 IC 555 trog thí nghiệm âm thanh


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


i) Mạch nhấp nháy 2 LED


Description: Bấm xem ảnh ở cửa sổ mới


Như trên tôi đã giới thiệu qua về iC 555 và những mạch ứng dụng của nó!
Bài viết trên tôi có sự tham khảo hình ảnh của những tài liệu nước ngoài và tài liệu nước ngoài!