Ic 555 là gì? cấu tạo nguyên lý, ứng dụng của ic

Bạn có hiểu về IC 555 trong các mạch điện thông thường hiện nay không? IC 555 được biết đến là một trong những loại vi mạch phổ biến của công ty Signetics Corporation. Công ty này sản xuất chủ yếu hai dòng sản phẩm là SE555 và NE555, và hiện tại NE555 được sử dụng nhiều nhất.

IC 555 được sử dụng để tạo thời gian trễ (Time Delays) và tạo xung (Oscillation) trong mạch điện. Nó hoạt động rất ổn định và có độ chính xác cao. Còn IC NE555 là một loại vi mạch tích hợp của hãng CMOS, có sử dụng phổ biến trong các thiết bị để tạo xung PWM và điều chỉnh tần số. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của IC 555.

ic 555 dùng để làm gì
Sơ đồ chân IC 555

Cấu tạo kỹ thuật của IC 555

IC NE555 bao gồm một bộ so sánh điện áp (OP – AMP), mạch flip-flop và transistor để xả điện ra bên ngoài. Cấu tạo rất đơn giản vì nó được tích hợp như một loạt các mạch hoạt động với độ chính xác cao.

Trong bên trong, có 3 điện trở được nối tiếp nhau để chia điện áp nguồn (Vcc) thành 3 phần, tạo điện áp chuẩn.

Điện áp 1/3 Vcc được kết nối với chân dương của OP – AMP 1 và điện áp 2/3 Vcc còn lại được kết nối với chân âm của OP – AMP 2.

Khi điện áp ở chân 2 thấp hơn 1/3 Vcc, chân S sẽ được kích hoạt và chân R sẽ được reset khi điện áp ở chân số 6 lớn hơn 2/3 Vcc.

Dựa vào các tiêu chuẩn, vi mạch IC 555 có thể hoạt động với dải điện áp từ 2.0V đến 18V và có đầu ra tương thích với chuẩn TTL ở nguồn cấp 5V và dòng điện tối đa 200mA.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   RAM là gì? Bộ nhớ RAM có những chức năng gì?

Các thông số tiêu chuẩn của IC 555 gồm:

– Nguồn điện áp đầu vào từ 2 – 18V;

– Dòng điện tiêu thụ: 6 – 15mA;

– Công suất tiêu thụ tối đa (Pmax): 600mW;

– Điện áp logic đầu ra tối đa (mức 1): 0.5 – 15V;

– Điện áp logic đầu ra tối thiểu (mức 0): 0.03 – 0.06V;

Nguyên lý hoạt động của vi mạch IC 555

Khi mức điện áp tại chân số 2 (trig) thấp hơn ngưỡng kích thích và đồng thời mức điện áp tại chân số 6 (threshold) cao hơn ngưỡng, mạch flip-flop sẽ ở trạng thái set (mức 1) và đầu ra (OUT) sẽ ở mức cao (mức 1). Khi mức điện áp tại chân TRIG cao hơn ngưỡng kích thích và đồng thời mức điện áp tại chân THRES (chân 6) cao hơn ngưỡng, mạch flip-flop sẽ bị reset về trạng thái reset (mức 0) và đầu ra cũng sẽ xuống mức 0.

so đố 14 chân của ic 555

Ngoài ra, khi chân RESET (chân 4) xuống mức thấp, mạch flip-flop sẽ được reset và đầu ra (OUT) xuống mức 0. Ngược lại, khi đầu ra ở mức 0, chân DISCH (chân 7) sẽ được nối với GND.

IC 555 thường được sử dụng để tạo xung (PWM), điều chế tần số (PPM) trong các bộ biến tần năng lượng mặt trời và phát sóng hồng ngoại.

Các chức năng hoạt động của các chân:

– Chân 1 (GND): kết nối đất để cung cấp dòng điện cho IC.

– Chân số 2 (TRIGGER): đầu vào, được sử dụng như một ngưỡng so sánh với điện áp. Mạch so sánh sử dụng transistor PNP với ngưỡng chuẩn là 2/3 Vcc.

– Chân số 3 (OUTPUT): đầu ra, xuất hiện trạng thái logic ở mức cao (mức 1) hoặc mức thấp (mức 0).

Có Thể Bạn Quan Tâm :   ReCAPTCHA là gì và Tìm hiểu về mục đích chính của ReCAPTCHA

– Chân số 4 (RESET): được sử dụng để đặt trạng thái ban đầu cho đầu ra của vi mạch IC 555. Khi chân số 4 kết nối với Mass (GND), đầu ra sẽ ở mức 0. Nếu chân 4 ở mức cao, trạng thái đầu ra sẽ phụ thuộc vào mức áp tại chân số 2 và chân số 6. Trong trường hợp tạo mạch dao động sử dụng IC 555, chân này thường được kết nối trực tiếp với nguồn Vcc.

– Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): được sử dụng để điều chỉnh mức điện áp chuẩn trong IC 555 thông qua biến áp ngoại được kết nối với chân số 1 (GND).

– Chân số 6 (THRESHOLD): một trong các ngưỡng so sánh điện áp trong vi mạch.

– Chân số 7 (DISCHARGER): được coi như một khóa điện tử, có thể được điều khiển từ tầng logic chân 3. Khi đầu ra ở mức 0, khóa này sẽ kết nối. Chân số 7 được sử dụng như một tụ xả điện cho mạch R-C.

– Chân số 8 (Vcc): cung cấp nguồn cho vi mạch IC 555 trong quá trình hoạt động. Mức điện áp nguồn từ 2 – 18V.

Cấu tạo nguyên lý và ứng dụng của IC 555

Trong trạng thái H, mạch switch ở mức 1 và gần với giá trị Vcc; Là trạng thái 0. Sử dụng Flip – Flop 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 Q = [0] và Q- = [1].

Khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] vì Q- = [1]

Trong trạng thái này, transistor mở và đầu C dẫn đất. Do đó, điện áp không được cấp vào tụ C, điện áp tại chân số 6 không vượt quá ngưỡng V2. Vì đầu ra của OP-AMP 2 ở trạng thái 0, Flip – Flop không được reset về trạng thái trước đó.

Có Thể Bạn Quan Tâm :  

Khi mạch được kích hoạt ban đầu, tụ C sẽ được nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra + Rb)C.

Tụ C nạp điện áp từ 0V lên 1/3 Vcc:

Trong trường hợp này, V+1 (điện áp đầu vào của OP-AMP 1) > V-1. Do đó, đầu ra của OP-AMP 1 ở mức logic 1 (H).

V+2 < V-2 (V-2 = 2/3 Vcc). Do đó, OP-AMP 2 = 0 (L). R = 0, S = 1 -> Q = 1, Q- (đảo của Q) = 0.nguyên lý hoạt động của ic555

Q = 1 -> Đầu ra = 1

Q = 0 -> Transistor sẽ không dẫn.

(OP – AMP viết tắt của Operational Amplifier)

Tụ C tiếp tục nạp từ 1/3 Vcc lên 2/3 Vcc:

Trong trường hợp này, V+1 < V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 0.

V+2 < V-2. Do đó, OP-AMP 2 = 0. R = 0, S = 0 -> Q, Q- giữ nguyên trạng thái trước đó (Q = 1, Q- = 0).

Transistor vẫn không dẫn.

Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C.

Khi điện áp trên tụ C giảm, tụ C sẽ xả điện và điện áp tụ C sẽ nhảy xuống dưới 2/3 Vcc.

Tụ C tiếp tục xả từ 2/3 Vcc xuống 1/3 Vcc:

Trong trường hợp này, V+1 < V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 0.

V+2 < V-2. Do đó, OP-AMP 2 = 0. R = 0, S = 0 -> Q, Q- giữ nguyên trạng thái trước đó (Q = 0, Q- = 1).

Transistor vẫn dẫn.

Tụ C xả qua ngưỡng 1/3 Vcc:

Trong trường hợp này, V+1 > V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 1.

V+2 < V-2 (V-2 = 2/3 Vcc). Do đó, OP-AMP 2 = 0. R = 0, S = 1 -> Q = 1, Q- (đảo của Q) = 0.

Q = 1 -> Đầu ra = 1.

Q = 0 -> Transistor không dẫn -> chân số 7 ở mức thấp và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là 1/3 Vcc.

Mạch phổ biến sử dụng IC 555

Mạch nhấp nháy đèn LED

vi mạch nhấp nháy đèn LED

Mạch điều chỉnh độ sáng đèn

mạch điều chỉnh ánh sáng đèn

Mạch còi cảnh sát

mạch còi cảnh sát

Bài viết tham khảo khác:

Thành phần tụ điện trong mạch điện: cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Cầu chì và vai trò trong mạch điện

Back to top button