NE555

Применённая схема неотключаемого внутреннего делителя напряжения на входе троичного компаратора делает невозможным независимую установку напряжений сравнения верхнего и нижнего компараторов, что уменьшает область возможного применения микросхемы. В этих случаях можно применить микросхему двойного компаратора с двумя встроенными логическими элементами 3И-НЕ для построения RS-триггера NE521[6].

К недостаткам биполярного таймера также можно отнести значительный импульсный ток потребления (до 300—400 мА) в моменты переключения таймера. Этот ток вызван сквозными токами выходного каскада микросхемы. С данной особенностью связана рекомендация подключать между выводом 5 («контроль делителя») и минусом питания блокирующий конденсатор на 0,01…0,1 мкФ. Он защищает внутренний делитель микросхемы от помех, наводимых по цепи питания в моменты переключения таймера, что устраняет нестабильность его запуска и повышает общую надёжность схемы. Для аналогичных целей микросхему рекомендуется шунтировать по цепи питания керамическим конденсатором ёмкостью 1 мкФ, который располагается в непосредственной близости к микросхеме. Следует заметить, что указанный недостаток практически устранён в КМОП-версиях таймера, поэтому применение с ними дополнительных конденсаторов обычно не требуется.

Если на соединенные входы THRES и TRIG подать входной сигнал, то NE555 будет работать в режиме инвертирующего прецизионного триггера Шмитта. Величина гистерезиса определяется встроенным делителем и равна трети напряжения питания.

Схема подключения таймера в режиме одновибратора

Осциллограммы в режиме одновибратора

Входной импульс низкого уровня на входе INPUT вызывает переключение таймера в режим отсчёта времени (на выходе OUTPUT высокий уровень), который длится заданный промежуток времени ${\displaystyle t=1,1\cdot R\cdot C}$, а затем таймер переключается обратно в стабильное состояние (низкий уровень на выходе OUTPUT).
Стоит отметить два факта:

1. Появление низкого уровня на входе RESET переключает таймер в стабильное состояние и переводит выход OUTPUT на низкий уровень.
2. Пока на входе INPUT остаётся низкий уровень, выход OUTPUT всегда имеет высокий уровень.

Схема подключения таймера в автоколебательном режиме

Осциллограммы в автоколебательном режиме

Напряжение на выходе OUTPUT периодически меняется, генерируются прямоугольные импульсы, описываемые следующими уравнениями:
Длительность высокого уровня ${\displaystyle t_{1}=\ln 2\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C}$,
низкого — ${\displaystyle t_{2}=\ln 2\cdot R_{2}\cdot C}$
Период ${\displaystyle T=\ln 2\cdot (R_{1}+2R_{2})\cdot C}$
Частота ${\displaystyle f={\frac {1}{T}}=1/({\ln 2\cdot (R_{1}+2\cdot R_{2})\cdot C)}}$
Например, при номиналах ${\displaystyle R_{1}}$ = 5 кОм = 5000 Ом, ${\displaystyle R_{2}}$ = 2 кОм = 2000 Ом, ${\displaystyle C}$ = 47 мкФ = 0,000047 Ф имеем:

${\displaystyle t_{1}\approx 0,693\cdot 7000\cdot 0,000047\approx 0,228}$ с

${\displaystyle t_{2}\approx 0,693\cdot 2000\cdot 0,000047\approx 0,0651}$ с

${\displaystyle T\approx 0,693\cdot 9000\cdot 0,000047\approx 0,293}$ с

${\displaystyle f\approx {\frac {1,44}{9000\cdot 0,000047}}\approx 3,41}$ Гц

Если необходимая длительность низкого уровня больше длительности высокого (скважность больше 2) необходимо дополнить приведённую схему диодом, анод которого подключен к выводу 7, а катод к выводу 6 микросхемы NE555. В этом случае конденсатор С будет заряжаться через резистор R1 (а R2 при этом будет накоротко замкнут диодом) и длительность высокого уровня будет определяться формулой
${\displaystyle t_{1}=\ln 2\cdot R_{1}\cdot C\approx 0,693\cdot R_{1}\cdot C}$,
При разрядке же ток будет протекать от конденсатора С через резистор R2 до контакта 7 микросхемы — DISCHARGE, как раз предназначенного для разрядки конденсатора. Резистор R1 в разрядке не участвует и, соответственно, длительность низкого уровня составит:
${\displaystyle t_{2}=\ln 2\cdot R_{2}\cdot C\approx 0,693\cdot R_{2}\cdot C}$
Полный период ${\displaystyle T=\ln 2\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C\approx 0,693\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C}$
Частота ${\displaystyle f=1/({\ln 2\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C})}$
Таким образом, подключив переменный резистор к выводам микросхемы 8 — Vcc и 2 — TRIGGER, а скользящий контакт к выводу 7 — DISCHARGE, можно получить простейший ШИМ регулятор с постоянной частотой и плавной регулировкой коэффициента заполнения в диапазоне 1…99 %
Например, при

${\displaystyle R_{1}}$ = 2,5 кОм = 2500 Ом, ${\displaystyle R_{2}}$ = 7,5 кОм = 7500 Ом, ${\displaystyle C}$ = 147 мкФ = 0,000147 Ф имеем:

${\displaystyle t_{1}\approx 0,693\cdot 2500\cdot 0,000147\approx 0,254}$ с

${\displaystyle t_{2}\approx 0,693\cdot 7500\cdot 0,000147\approx 0,764}$ с

${\displaystyle T\approx 0,693\cdot 10000\cdot 0,000147\approx 1,019}$ с

${\displaystyle f\approx {\frac {1}{0,6931472\cdot 10000\cdot 0,000147}}\approx 0,981}$ Гц