IC 555 là gì?

Bộ định thời 555 là một dạng mạch tích hợp kỹ thuật số (IC) có thể được sử dụng như một bộ tạo xung nhịp . Nói cách khác, IC 555 là một mạch có thể được sử dụng như một bộ tạo xung đa hài ổn định hoặc đơn ổn định. Nói một cách đơn giản hơn,  IC 555 là một mạch định thời đơn , có thể tạo ra các xung định thời chính xác với chu kỳ làm việc 50% hoặc 100%. Nó được phát triển vào năm 1970 bởi Signetic Corporation và được thiết kế bởi Hans Camenzind vào năm 1971

IC 555 là một thiết bị linh hoạt và hữu dụng nhất trong các thiết kế và mạch điện tử hoạt động ở cả trạng thái ổn định và bất ổn định. Nó có thể cung cấp thời gian trễ từ micro giây đến nhiều giờ. IC 555 là một vi mạch rất rẻ, hoạt động với nhiều mức điện áp (thông thường, từ 4,5 đến 15V DC) và các điện áp đầu vào khác nhau được cung cấp không ảnh hưởng đến đầu ra của bộ định thời.

Đặc điểm của IC định thời 555

IC NE555 8 chân SMD

• Có hai loại IC 555: NE555 và SE555. Trong khi NE555 có thể được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ 0-70°C, SE555 có thể được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ từ -55°C đến 125°C.
• Có sự ổn định nhiệt độ 0,005% mỗi °C.
• Nó có thể hoạt động với các nguồn điện khác nhau, từ 5 V đến 18 V.
• Nó có thể được sử dụng như một bộ tạo xung hoặc một bộ dao động bằng cách vận hành nó ở các chế độ khác nhau.
• Tên gọi 555 xuất phát từ thực tế là nó chứa ba điện trở 5 Kilo-Ohm mắc nối tiếp để tạo thành mô hình phân áp.
• Có thể điều khiển cả Transistor-Transistor Logic (TTL) do dòng điện đầu ra cao và các mạch logic CMOS.
• Có dòng điện đầu ra cao và chu kỳ làm việc có thể điều chỉnh.
• IC 555 có thể hoạt động trong cả hai chế động không ổn định và chế độ đơn ổn.
• Ngõ ra có thể cung cấp cho tải một dòng điện 200mA theo kiểu sink hoặc source.
• Có chứa 24 transistor, 2 diode và 17 điện trở.
• IC 555 có sẵn dưới dạng IC 8 chân (DIP).
• Thời gian định thời có thể từ micro giây đến hàng giờ.

Sơ đồ chân IC 555

• Chân 1 Ground (GND): Chân này cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC.
• Chân 2 Trigger (Ngõ vào xung kích): Nó chịu trách nhiệm chuyển đổi SET và RESET của flip-flop. Biên độ của xung kích hoạt bên ngoài sẽ ảnh hưởng đến ngõ ra của bộ định thời. Ngõ ra lên mức cao và khoảng định thời bắt đầu khi ngõ vào tại chân kích kích hoạt giảm xuống dưới một nửa điện áp điều khiển (tức là 1/3 của VCC).
• Chân 3 Output: Dạng sóng ngõ ra sẽ xuất hiện ở chân này. Điện áp ngõ ra nằm trong khoảng từ 1,7 V đến dưới VCC. Hai loại tải có thể được kết nối với ngõ ra. Một là tải tích cực mức cao, được kết nối giữa các chân 3 và 1 (GND) và một là tải kích cực mức thấp, được nối giữa các chân 3 và 8 (VCC).
• Chân 4 Reset: Một xung âm tác động vào chân này sẽ vô hiệu hóa hoặc reset bộ định thời. Bộ định thời chỉ bắt đầu hoạt động khi điện áp trên chân này lớn hơn 0,7 V và do đó nó thường được kết nối với VCC khi không được sử dụng.
• Chân 5 Control Voltage (Điện áp điều khiển): Nó điều khiển ngưỡng và mức kích hoạt và do đó điều khiển được thời gian định thời của 555. Độ rộng của xung ngõ ra được xác định bởi điện áp điều khiển. Điện áp ngõ ra có thể được điều chế bởi một điện áp bên ngoài được đưa vào chân này. Trong thực tế, 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 6 Threshold (Ngưỡng): Điện áp đặt vào chân này được so sánh với điện áp tham chiếu 2/3 VCC. Khi điện áp tại chân này lớn hơn 2/3 VCC, flip-flop bị RESET và ngõ ra chuyển từ Cao xuống Thấp.
• Chân 7 Discharge (Xả điện): Chân này được kết nối với cực thu hở của transistor NPN bên trong để cho phép tụ định thời xả điện. Khi điện áp tại chân này đạt đến 2/3 VCC, ngõ ra sẽ chuyển từ Cao xuống Thấp.
• Chân 8 VCC: Điện áp cung cấp trong phạm vi 4.5V đến 16V được cấp vào chân này.

Sơ đồ bên trong IC 555

Bên trong của một IC định thời 555 bao gồm những thành phần sau đây:

• Hai bộ so sánh
• Một SR flip-flop
• Hai transistor
• Một mạng điện trở

Các bộ so sánh chính là các Op-Amp cơ bản. Bộ so sánh 1 so sánh điện áp ngưỡng với điện áp tham chiếu VCC 2/3. Tùy thuộc điện áp của chân 6 so với điện áp chuẩn 2/3 VCC mà bộ so sánh 1 có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu R (Reset) điều khiển flip-flop.

Bộ so sánh 2, cung cấp đầu vào S cho flip-flop, so sánh điện áp kích hoạt với điện áp tham chiếu VCC 1/3. Tùy thuộc điện áp của chân 2 so với điện áp chuẩn 1/3 VCC mà bộ so sánh 2 có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu S (Set) điều khiển flip-flop.

Mạng điện trở gồm ba điện trở sẽ hoạt động như một mạch chia điện áp. Giá trị của các điện trở này là 5KΩ. Ba điện trở 5K này chịu trách nhiệm về tên “IC 555”.

Trong số hai transistor, một transistor là transistor xả điện. Cực thu hở của transistor này được kết nối với chân xả điện (Chân 7) của IC. Tùy thuộc vào trạng thái ngõ ra của flip-flop mà transistor này dẫn bảo hòa hoặc tắt.

Khi transistor dẫn bão hòa, nó cung cấp một đường dẫn xả điện tới tụ điện được kết nối bên ngoài. Cực nền của transistor kia được kết nối với chân reset (Chân 4) để reset bộ định thời bất chấp trạng thái của các ngõ vào khác.