سایت آموزشی الکترونیک و کامپیوتر اوپن مقاله های آموزشی الکترونیک و کامپیوتر و فن آوری
تراشه NE555 (که به طور معمول به عنوان آیسی تایمر ۵۵۵ شناخته میشود) یک مدار مجتمع بسیار معروف و پرکاربرد است که میتواند به عنوان تایمر (برای تولید تأخیرهای زمانی دقیق) یا نوسانساز (برای تولید پالسهای دقیق) استفاده شود. 🕰️ این تراشه به دلیل تطبیقپذیری بالا، سادگی استفاده، قیمت پایین و پایداری در عملکرد، به “آچار فرانسه” آیسیها معروف شده است.
NE555 یک نسخه تجاری پرکاربرد از آیسی ۵۵۵ است که معمولاً در محدوده دمای 0∘C تا 70∘C کار میکند.
- شبکه تقسیم ولتاژ مقاومتی (Voltage Divider): سه مقاومت ۵ کیلو اهمی (دلیل نامگذاری ۵۵۵) به صورت سری بین VCC و GND قرار گرفتهاند و ولتاژهای مرجع 2/3VCC و 1/3VCC را برای مقایسهکنندهها فراهم میکنند.
- دو مقایسهکننده (Comparators):
- مقایسهکننده آستانه (Threshold Comparator): ورودی مثبت آن به پایه Threshold (پین ۶) و ورودی منفی آن به 2/3VCC وصل است.
- مقایسهکننده تریگر (Trigger Comparator): ورودی منفی آن به پایه Trigger (پین ۲) و ورودی مثبت آن به 1/3VCC وصل است.
- فلیپ فلاپ نوع RS (SR Flip-Flop): خروجیهای مقایسهکنندهها ورودیهای Set (تنظیم) و Reset (بازنشانی) فلیپ فلاپ را کنترل میکنند و وضعیت کلی خروجی آیسی را تعیین میکنند.
- ترانزیستور تخلیه (Discharge Transistor): کلکتور آن به پایه Discharge (پین ۷) وصل است و برای تخلیه خازن خارجی زمانبندی استفاده میشود.
- درایور خروجی (Output Driver): خروجی فلیپ فلاپ را تقویت کرده و به پایه Output (پین ۳) میرساند. این خروجی میتواند تا 200mA جریان را تأمین یا دریافت کند.
توابع پینهای NE555
| پین | نام پین (انگلیسی) | تعریف و عملکرد |
| ۱ | GND | زمین (0V). |
| ۲ | TRIGGER (TRIG) | ورودی تحریک. هنگامی که ولتاژ این پایه به زیر 1/3VCC میرسد، خروجی (پین ۳) High میشود و چرخه زمانبندی شروع میشود. |
| ۳ | OUTPUT (OUT) | خروجی تایمر. میتواند Low (نزدیک به GND) یا High (نزدیک به VCC) باشد و تا 200mA جریان دهد. |
| ۴ | RESET | ورودی ریست با سطح فعال Low. هنگامی که این پین به زمین وصل شود، فلیپ فلاپ ریست شده و خروجی Low میشود. برای عملکرد عادی، باید به VCC متصل شود. |
| ۵ | CONTROL VOLTAGE (CONT) | ولتاژ کنترل. به صورت پیشفرض سطح آستانه مقایسهکننده بالا 2/3VCC است. با اعمال ولتاژ خارجی به این پین میتوان این سطح ولتاژ را تغییر داد و در نتیجه زمانبندی یا فرکانس خروجی را کنترل کرد (مدولاسیون عرض پالس). معمولاً اگر استفاده نشود، با یک خازن کوچک (0.01μF تا 0.1μF) به GND وصل میشود تا نویز را فیلتر کند. |
| ۶ | THRESHOLD (THRES) | آستانه. هنگامی که ولتاژ این پایه به بالای 2/3VCC میرسد، خروجی فلیپ فلاپ ریست شده و خروجی (پین ۳) Low میشود (در حالت Monostable چرخه زمانبندی را پایان میدهد). |
| ۷ | DISCHARGE (DISCH) | تخلیه. یک خروجی کلکتور باز که به خازن خارجی متصل میشود. زمانی که خروجی (پین ۳) Low باشد، این ترانزیستور روشن شده و خازن را به سرعت تخلیه میکند. |
| ۸ | VCC | ولتاژ تغذیه مثبت. محدوده عملکرد معمولاً بین 4.5V تا 15V است. |
مدهای کاری اصلی
آیسی تایمر ۵۵۵ را میتوان در سه پیکربندی اصلی استفاده کرد:
۱. حالت مونو استابل (Monostable Mode – تکپایدار) ⏱️
- عملکرد: به عنوان یک تایمر تکضربه (One-Shot) عمل میکند. با یک پالس تریگر کوتاه در ورودی (پین ۲)، یک پالس خروجی با عرض ثابت در خروجی (پین ۳) تولید میکند و سپس به حالت پایدار خود (خروجی Low) باز میگردد.
- کاربرد: تولید تأخیرهای زمانی، تایمرهای مدار، کلیدهای ضد بانس (Debouncing).
- فرمول زمانبندی: مدت زمان پالس خروجی (T) توسط یک مقاومت خارجی (Ra) و یک خازن خارجی (C) کنترل میشود: T=1.1×Ra×C
۲. حالت آستابل (Astable Mode – ناپایدار) 🎼
- عملکرد: به عنوان یک نوسانساز (اسیلاتور) عمل میکند و به طور مداوم و بدون نیاز به تحریک خارجی، پالسهای مربعی پیدرپی (شکل موج) تولید میکند. در این حالت، مدار هیچ وضعیت پایداری ندارد و بین حالت High و Low نوسان میکند.
- کاربرد: تولید پالس ساعت (Clock)، آلارمها، فلاشرهای LED، مولدهای تن.
- فرمول فرکانس و زمانبندی: فرکانس (f) و چرخه کاری (Duty Cycle) خروجی توسط دو مقاومت خارجی (RA و RB) و یک خازن (C) کنترل میشوند.
۳. حالت بیاستابل (Bistable Mode – دو پایدار) 💡
- عملکرد: به عنوان یک فلیپ فلاپ SR ساده عمل میکند (معمولاً پین ۷ در این حالت استفاده نمیشود).
- کاربرد: کلیدهای الکترونیکی ساده، مدارات ضد لرزش (Debouncer) برای کلیدهای مکانیکی.
مزایای کلیدی
- دقت بالا: میتواند زمانبندیهای دقیقی را از میکروثانیه تا ساعتها تولید کند.
- خروجی پرقدرت: قابلیت تأمین یا دریافت جریان تا 200mA را دارد که میتواند رلههای کوچک، بلندگوها یا LEDها را مستقیماً راهاندازی کند.
- تغییرپذیری ولتاژ: در محدوده ولتاژ تغذیه 4.5V تا 15V (یا حتی 18V در برخی نسخهها) کار میکند و با مدارهای منطقی TTL سازگار است.
- هزینه کم: تولید انبوه و قیمت بسیار مناسب.
بله، تراشه NE556 در واقع نسخه دوقلوی یا دوگانه (Dual) تراشه تایمر معروف NE555 است. 💡 این بدان معناست که آیسی NE556 شامل دو تایمر ۵۵۵ مستقل است که در یک پکیج ۱۶ پین قرار گرفتهاند و هر دو واحد تایمر، تمام قابلیتهای یک NE555 استاندارد را دارند.
این تراشه تمام کاراییهای تایمر NE555 را ارائه میدهد اما امکان طراحی مدارهایی را فراهم میکند که به دو تابع زمانبندی یا نوسانسازی جداگانه نیاز دارند.
ساختار و ویژگیهای کلیدی NE556
NE556 از نظر داخلی، شامل دو واحد کامل ۵۵۵ است. این دو تایمر به صورت مستقل از یکدیگر کار میکنند و فقط در پایههای تغذیه (VCC) و زمین (GND) مشترک هستند.
| ویژگی | توضیحات |
| نوع تراشه | آیسی تایمر/نوسانساز (Dual Timer IC) |
| تعداد تایمر | ۲ تایمر ۵۵۵ مستقل در یک پکیج |
| پکیج | معمولاً ۱۶ پین DIP (Dual In-line Package) |
| ولتاژ تغذیه (VCC) | مشابه ۵۵۵ استاندارد، معمولاً 4.5V تا 15V (بسته به تولیدکننده) |
| جریان خروجی | هر واحد میتواند تا 200mA جریان را تأمین یا دریافت کند. |
| حالتهای کاری | هر واحد میتواند به صورت مستقل در حالت Monostable، Astable یا Bistable کار کند. |
مقایسه پایههای NE555 و NE556
همانطور که NE555 یک آیسی ۸ پین است، NE556 برای جای دادن دو مجموعه از پینهای عملکردی (به علاوه تغذیه و زمین مشترک) به ۱۶ پین نیاز دارد.
| پین NE556 | نام پین | معادل در ۵۵۵ (واحد ۱) | معادل در ۵۵۵ (واحد ۲) | توضیحات عملکردی |
| ۱ | GND | GND مشترک | GND مشترک | زمین (منفی تغذیه) |
| ۲ | TRIG1 | TRIG (پین ۲) | – | تریگر واحد ۱ |
| ۳ | OUT1 | OUT (پین ۳) | – | خروجی واحد ۱ |
| ۴ | RESET1 | RESET (پین ۴) | – | ریست فعال Low واحد ۱ |
| ۵ | CONT1 | CONT (پین ۵) | – | ولتاژ کنترل واحد ۱ |
| ۶ | THRES1 | THRES (پین ۶) | – | آستانه واحد ۱ |
| ۷ | DISCH1 | DISCH (پین ۷) | – | تخلیه واحد ۱ |
| ۸ | VCC | VCC مشترک | VCC مشترک | ولتاژ تغذیه مثبت |
| ۹ | DISCH2 | – | DISCH (پین ۷) | تخلیه واحد ۲ |
| ۱۰ | THRES2 | – | THRES (پین ۶) | آستانه واحد ۲ |
| ۱۱ | CONT2 | – | CONT (پین ۵) | ولتاژ کنترل واحد ۲ |
| ۱۲ | RESET2 | – | RESET (پین ۴) | ریست فعال Low واحد ۲ |
| ۱۳ | OUT2 | – | OUT (پین ۳) | خروجی واحد ۲ |
| ۱۴ | TRIG2 | – | TRIG (پین ۲) | تریگر واحد ۲ |
| ۱۵ | NC | – | – | معمولاً به جایی وصل نیست (No Connect) |
| ۱۶ | NC | – | – | معمولاً به جایی وصل نیست (No Connect) |
توجه: شماتیک پینهای ۱۵ و ۱۶ ممکن است در برخی تولیدکنندهها متفاوت باشد، اما اغلب NC هستند.
کاربردهای NE556
NE556 در مواقعی که یک طراح نیاز به دو عملکرد زمانبندی جداگانه و همزمان در یک مدار دارد، بسیار مفید است. استفاده از آن فضای کمتری از بورد مدار چاپی (PCB) اشغال میکند و سیمکشی کمتری نسبت به استفاده از دو آیسی ۵۵۵ مجزا دارد.
برخی از کاربردهای رایج آن عبارتند از:
- مولتیویبراتور آبشاری (Cascaded Multivibrators):
- استفاده از یک واحد در حالت Astable (برای تولید پالسهای ساعت) و استفاده از خروجی آن برای تحریک واحد دوم در حالت Monostable (برای تولید یک پالس تأخیر ثابت).
- فلاشر متناوب (Alternating LED Flasher):
- تنظیم هر دو واحد در حالت Astable اما با فرکانسهای کمی متفاوت یا برای کنترل دو دسته LED به صورت متناوب.
- مدولاتورهای پیچیده (Complex Modulation):
- ساخت مدارهای تولید شکل موج پیچیدهتر، مانند مدولاسیون عرض پالس (PWM) یا مدولاسیون موقعیت پالس (PPM) با استفاده از قابلیتهای ولتاژ کنترل.
- زمانبندی دوتایی (Dual Timer):
- در مواقعی که نیاز به دو تایمر تأخیر مستقل با زمانبندیهای مختلف در یک سیستم دارید (مثلاً در یک سیستم کنترل ترافیک ساده).
به طور خلاصه، NE556 در واقع همان قدرت NE555 را دو برابر کرده و در یک پکیج واحد برای کاربردهای پیچیدهتر و با صرفهجویی در فضا عرضه میکند.