Режим нестабильного мультивибратора микросхемы таймера 555 также называется автономным или самозапускающимся режимом. В отличие от режима моностабильного мультивибратора, он не имеет какого-либо стабильного состояния, он имеет два квазистабильных состояния (HIGH и LOW). В нестабильном режиме внешний запуск не требуется, он автоматически меняет два своих состояния на определенном интервале, следовательно, генерирует прямоугольный сигнал. На этот раз продолжительность ВЫСОКОГО и НИЗКОГО выходных сигналов определяется внешними резисторами (R1 и R2) и конденсатором (C1). Астабильный режим работает как схема генератора, в котором выходной сигнал колеблется с определенной частотой и генерирует импульсы прямоугольной формы.
Используя микросхему таймера 555, мы можем сгенерировать точную временную продолжительность ВЫСОКОГО и НИЗКОГО выходных сигналов, от микросекунд до часов, поэтому 555 является очень популярной и универсальной микросхемой. Перед тем, как продолжить, вы должны знать об ИС таймера 555 и ее PIN-кодах, вот краткое описание ее PIN-кодов.
Контакт 1. Земля: этот контакт должен быть подключен к земле.
Контакт 2. TRIGGER: Контакт триггера перемещается с отрицательного входа компаратора два. Выход нижнего компаратора подключен к выводу SET триггера. Отрицательный импульс (<Vcc / 3) на этом выводе устанавливает триггер, и выход становится высоким.
Вывод 3. ВЫХОД: Этот вывод также не имеет специальной функции. Это выходной контакт, к которому подключена нагрузка. Его можно использовать как источник или приемник и управлять током до 200 мА.
Контакт 4. Сброс: в микросхеме таймера есть триггер. Вывод сброса напрямую подключен к MR (Master Reset) триггера. Это активный вывод низкого уровня, который обычно подключается к VCC для предотвращения случайного сброса.
Вывод 5. Контрольный вывод: Контрольный вывод подключается к отрицательному входному выводу компаратора 1. Ширина выходного импульса может контролироваться путем подачи напряжения на этот вывод независимо от RC-цепи. Обычно этот вывод опускается с помощью конденсатора (0,01 мкФ), чтобы избежать нежелательных шумовых помех при работе.
Вывод 6. ПОРОГ: Пороговое напряжение на выводе определяет, когда следует сбросить триггер в таймере. Пороговый вывод выводится с положительного входа верхнего компаратора. Если управляющий контакт разомкнут, то напряжение, равное или превышающее VCC * (2/3), сбросит триггер. Таким образом, выход становится низким.
Вывод 7. РАЗРЯД: этот вывод выводится из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (на котором был взят разрядный вывод, Q1) получил свою базу, подключенную к Qbar. Всякий раз, когда на выходе становится низкий уровень или триггер сбрасывается, разрядный вывод замыкается на землю и конденсатор разряжается.
Контакт 8. Power или VCC: он подключен к положительному напряжению (от + 3,6 В до + 15 В).
Работа нестабильного режима мультивибратора микросхемы таймера 555:
- При первоначальном включении питания напряжение на выводе триггера ниже Vcc / 3, что делает выход нижнего компаратора ВЫСОКИМ, а УСТАНОВКА - триггером, а выход микросхемы 555 - ВЫСОКИМ.
- Это выключает транзистор Q1, потому что Qbar, Q '= 0 напрямую прикладывается к базе транзистора. Когда транзистор выключен, конденсатор C1 начинает заряжаться, и когда он заряжается до напряжения выше Vcc / 3, тогда выход нижнего компаратора становится LOW (верхний компаратор также имеет LOW), а выход триггера остается таким же, как и предыдущий (выход 555 остается ВЫСОКИМ).
- Теперь, когда зарядка конденсатора достигает напряжения выше 2/3 В постоянного тока, тогда напряжение на неинвертирующем конце (пороговое значение PIN 6) становится выше, чем на инвертирующем конце компаратора. Это делает выход верхнего компаратора ВЫСОКИМ и сбрасывает триггер, выход микросхемы 555 становится НИЗКИМ.
- Как только на выходе 555 появляется НИЗКИЙ уровень, что означает Q '= 1, тогда транзистор Q1 становится включенным и замыкает конденсатор C1 на землю. Таким образом, конденсатор C1 начинает разряжаться на землю через вывод разряда 7 и резистор R2.
- Когда напряжение конденсатора опускается ниже 2/3 Vcc, верхний выход компаратора становится НИЗКИМ, теперь SR Flip flop остается в предыдущем состоянии, поскольку оба компаратора находятся в НИЗКОМ состоянии.
- При разрядке, когда напряжение конденсатора становится ниже Vcc / 3, это делает выход нижнего компаратора ВЫСОКИМ (верхний компаратор остается НИЗКИМ) и снова устанавливает триггер, и выход 555 становится ВЫСОКИМ.
- Транзистор Q1 отключается, и снова начинает заряжаться конденсатор C1.
Эта зарядка и разрядка конденсатора продолжается, и генерируется прямоугольная колебательная волна на выходе. Пока конденсатор заряжается, выход 555 ВЫСОКИЙ, а пока конденсатор разряжается, выходной сигнал НИЗКИЙ. Таким образом, это называется нестабильным режимом, потому что ни одно из состояний не является стабильным, и 555 автоматически меняет свое состояние с ВЫСОКОГО на НИЗКИЙ и НИЗКИЙ на ВЫСОКИЙ, поэтому он называется автономным мультивибратором.
Теперь длительность ВЫХОДНОГО ВЫХОДА и НИЗКОГО ВЫХОДА определяется резисторами R1 и R2 и конденсатором C1. Это можно рассчитать по формулам ниже:
Максимальное время (секунды) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Минимум времени (секунды) T2 = 0,693 * R2 * C1
Период времени T = Максимум времени + Минимум времени = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Частота f = 1 / Период времени = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Рабочий цикл: Рабочий цикл - это отношение времени, в течение которого выходной сигнал ВЫСОКИЙ, к общему времени.
Рабочий цикл%: (Время ВЫСОКИЙ / Общее время) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Вы также можете использовать этот калькулятор с таймером 555 для расчета вышеуказанных значений.
Вот практическая демонстрация нестабильного режима микросхемы таймера 555, в которой мы подключили светодиод к выходу микросхемы 555. В этой нестабильной цепи мультивибратора 555 светодиод будет автоматически включаться и выключаться с определенной продолжительностью. Время включения, время выключения, частота и т. Д. Можно рассчитать, используя приведенные выше формулы.
На рисунке выше показана принципиальная схема нестабильного мультивибратора с таймером 555. Вы можете найти множество схем и приложений, использующих нестабильный режим в схемах таймера 555.