마이컴응용 NE555-1 저자 : 박권서 [3] NE555 (Precision Timer) 수 ms에서수시간까지타이밍조정 비단정 (Astable) 또는단안정 (Monostable) 동작 듀티사이클 (Duty Cycle) 조정 200mA까지흡수 (Sink) 하거나공급할수있는 TTL-호환출력 < 핀구성 > 시그네틱스 (Signetics) 사의 NE555, SA555, SE555, SE555C 와 기능적으로호환되며같은핀구조 (1) 동작 핀기능 TRIG : Trigger input OUT : Output RESET : Reset DISCH : Discharge THRES : Threshold CONT : Control 이디바이스는시간지연과발진을정확하게할수있는타이밍회로이다. 시간지연이나단안정 (monostable) 모드동작에서시간간격은한개의외부저항과캐패시터회로에의해제어되고, 단안정 (astable) 모드동작에서주파수와듀티사이클은두개의외부저항과한개의외부캐패시터 (capacitor) 에의해독립적으로제어된다. 스레시홀드 (threshold) 와트리거 (trigger) 레벨 (level) 은일반적으로각각 Vcc의 2/3와 2/3이다. 그레벨은제어전압단자의사용에의해바꿀수있다. 트리거입력이트리거레벨이하로떨어질때플립플롭 (flip-flop) 은세트되고출력은 High가된다. 만약트리거입력이트리거레벨이상이고, 스레시홀드입력이스레시홀드레벨이상이면플립플롭은리셋되고, 출력은 Low 가된다. RESET은모든다른입력을무효로하고새로운타이밍사이클로초기화하여사용할수있다. 리셋이 Low이면플립플롭은리셋되고, 출력은 Low가된다. 출력이 Low일때, 낮은임피던스통로는 DISCH와접지사이에주어진다. 출력회로는 200mA까지흡수하거나공급할수있고, 동작전압은 5V ~ 15V로규정되고, 5V 공급에서출력레벨은 TTL입력과호환된다. NE555 동작은 0 C ~ 70 C까지규정되고, SA555는 40 C ~ 85 C까지규정되며, SE555와 SE555C의동작은 55 C ~ 125 C까지군용규격범위를규정한다. 리셋 트리거 (TRIGGER) 전압 스레시홀드 (THRES HOLD) 전압 출력 방전 (DISCHARGE) 스위치 Low 부정 부정 Low On High < 1/3 VDD 부정 High Off High > 1/3 VDD > 2/3 VDD Low On High > 1/3 VDD < 2/3 VDD 이전상태 < 기능 >
마이컴응용 NE555-2 저자 : 박권서 < 기능적인블록도 > (2) 최대정격 ( 자연방열동작에서 ) 공급전압, Vcc... 18V 입력전압 (CONT, RESET, THRES와 TRIG)... Vcc 출력전류... ±225mA 연속총손실율... < 손실율 > 참조동작온도범위 : NE555... 0 C to 70 C SA555... 40 C to 85 C SE555, SE555C... 55 C to 125 C 보관온도범위... 65 C to 150 C < 손실율 > 패키지 (Package) TA 25 C 파워율 감쇄요소 TA = 25 C 이상 TA = 70 C 파워율 TA = 85 C 파워율 TA = 125 C 파워율 D FK JG (SE555/SE555C) JG (SA555/NE555C) P 725mW 1375mW 1050mW 825mW 1000mW 5.8mW/ C 11.0mW/ C 8.4mW/ C 6.6mW/ C 8.0mW/ C 464mW 880mW 672mW 528mW 640mW 377mW 715mW 546mW 429mW 520mW N/A 275mW 210mW N/A N/A
마이컴응용 NE555-3 저자 : 박권서 전기적인특성, Vcc = 5V ~ 15V, TA = 25 C NOTE 2. 예를들어 Vcc= 5V 에서최대값 R= RA + RB 3.4MΩ 이고, Vcc= 15V 에서최대값은 10MΩ 에서이파라미터의영향은그림 < 비안정동작회로 > 에서타이밍저항 RA 와 RB 의최대값이다. 동작특성, Vcc = 5V ~ 15V (3) 응용정보 1 단안정 (monostable) 동작 단안정동작은한쪽만안정상태로머무르는것을말하며트리거에입력이들어올때만 OUT
마이컴응용NE555-4 저자 : 박권서단자로펄스를출력하며, 이타이머는그림 < 단안정동작회로 > 와같이연결할수있다. 만약출력이 Low 이면, 네거티브 (negative : 음 ) 진행펄스의응용은플립플롭 ( Q 는 Low로진행 ) 트리거를세트하고, 드라이브는 High로출력되고, Q1은턴오프 (turn off) 된다. 캐피시터 C는캐패시터전압이 THRES 입력의임계 (threshold) 전압에도달할때까지 RA를통해충전된다. 만약 TRIG가 High 레벨로리턴된다면, 스레시홀드 ( 임계 ) 비교기의출력은플립플롭 ( Q 는 high로진행 ) 을리셋할것이고, 드라이브출력은 Low이고, C는 Q1을통해방전된다. < 단안정동작회로 > < 일반적인단안정파형 > 단안정동작은 TRIG 전압이트리거 (trigger) 임계전압아래로떨어질때초기화된다. 한번초기화되고, TRIG가타이밍간격의끝에서 High이면연속동작은끝난다. 임계레벨과 Q1의포화전압때문에출력펄스길이는약 tw = 1.1RA C가된다. 그림 < 출력펄스시간대캐패시턴스 > 는 RA와 C의변수값에대한시정수를보여준다. 임계레벨과방전율은공급전압 Vcc에직접비례하며, 그공급전압이시간간격동안일정하면, 타이밍간격은공급전압으로부터독립적이다. 리셋펄스의양 (+) 모서리에서시작하여, 동시에 RESET에음 (-) 으로진행하는트리거펄스와그타이밍간격동안 TRIG를적용하는것은 C를방전하고그주기 ( 사이클 ) 를재시작한다. 출력은리셋펄스가 Low인동안 Low로유지된다. 잘못된트리거를막기위해 RESET을사용하지않을경우 Vcc로연결한다.
마이컴응용 NE555-5 저자 : 박권서 < 출력펄스시간대캐패시턴스 > 2 비안정 (astable) 동작비안정동작은 High나 Low 어느쪽이든안정상태로머무르지못하며, RA와 RB 그리고 C에의해자신이트리거신호를만들어 OUT 단자로펄스를출력하며, 이타이머는그림 < 비안정동작회로 > 와같이연결할수있다. 그림 < 비안정동작회로 > 에서보여주는것은두번째저항 RB가그림 < 단안정동작회로 > 에추가되고, 트리거입력은타이머가자신의트리거로스레시홀드입력회로에연결되어멀티바이브레이터 (multivibrator) 로동작한다. 캐패시터 C는 RA와 RB를통해서충전하고, RB에의해서만방전된다. 듀티사이클은 RA와 RB의값에의해조절된다. 비안정 (astable) 에서캐패시터 C는스레시홀드전압레벨 ( 0.67 Vcc) 과트리거-전압레벨 ( 0.33 Vcc) 사이에서충전과방전을하며, 단안정 (monostable) 회로에서충전과방전시간 ( 주파수와듀티사이클 ) 은공급전압에무관하다.
마이컴응용 NE555-6 저자 : 박권서 < 비안정동작회로 > < 일반적인비안정파형 > CONT 핀 ( 오픈 ) 은디커플링 (Decoupling) 캐패시터로접지에연결하여동작을개선할수있다. 그림 < 일반적인비안정파형 > 은비안정동작동안발진되는일반적인파형을보여준다. High 레벨동안 th와 Low레벨동안 tl 출력은다음과같이계산된다. th=0.693 ( RA + RB ) C tl=0.693 ( RB ) C 이들사이에관계는 주기 = th + tl = 0.693( RA + 2RB ) C 주파수 = 144. ( RA + 2RB) C 출력드라이버듀티사이클 (duty cycle) = 출력파형듀티사이클 (duty cycle) = Low-to-high 율 (ratio) = t L th = tl = th + tl R th = 1- th + tl RB RA + R B A RB + 2R RB RA + R B B
마이컴응용 NE555-7 저자 : 박권서 < 연속동작주파수 > 3 불규칙-펄스검출기 (missing-pulse detector) 그림 < 불규칙-펄스검출회로 > 에서보여주는것은일괄된펄스열들사이에불규칙적인길이의펄스나비정상적인펄스를검출하는데사용된다. 단안정회로의타이밍간격은입력펄스열에의해연속적으로재트리거되고, 펄스간격의길이는타이밍간격보다작다. 긴펄스간격이나불규칙적인펄스의완료된펄스열을그림 < 불규칙-펄스검출파형 > 에서보여준다. < 불규칙 - 펄스검출회로 > < 불규칙 - 펄스검출파형 > 4 주파수분주 (divider) 타이밍사이클의조정길이에의한기본적인회로그림 < 단안정동작회로 > 은주파수분주 동작회로를만들수있고, 그림 <3:1 로분주된파형 > 은 3 분주 ( 트리거 3 회에 1 출력 ) 회로를
마이컴응용 NE555-8 저자 : 박권서 보여준다. <3:1 로분주된파형 > 5 펄스-폭변조 (pulse-width modulation) 타이머의동작은내부스레시홀드와트리거전압변조에의해수정되고, 외부전압 ( 또는전류 ) 을 CONT에공급하여완료된다. 펄스-폭변조는그림 < 펄스폭변조회로 > 에서보여주고, 연속적인입력펄스열을단안정회로에트리거하고, 제어신호변조는스레시홀드전압이다. 그림 < 펄스-폭변조파형 > 은사인파변조신호입력에대한펄스-폭변조를보여준다. < 펄스 - 폭변조회로 > < 펄스 - 폭변조파형 > CONT 핀에는변조신호를직접또는캐패시터결합으로접속할수있다. 직접결합의경우 변조소스의전압과임피던스를고려해야한다.
마이컴응용 NE555-9 저자 : 박권서 6 펄스-위치변조 (pulse-position modulation) 그림 < 펄스-위치변조회로 > 은타이머를사용한펄스-위치변조기 (modulator) 를보여준다. 이응용은스레시홀드전압과프리-런닝 (free-running) 오실레이터의시간지연에의해서변조된다. 그림 < 펄스-위치변조파형 > 은삼각파변조신호를보여준다. < 펄스 - 위치변조회로 > < 펄스 - 위치변조파형 > CONT 핀에는변조신호를직접또는캐패시터결합으로접속할수있다. 직접결합의경우 변조소스의전압과임피던스를고려해야한다.