Чарльз Платт - Электроника для начинающих (2-е издание)

Теперь попробуйте запустить таймер, регулируя положение движка подстроечного потенциометра 500 кОм. Вы обнаружите, что так можно настроить длительность импульса.

Вывод:

• Сопротивление между контактом 7 и положительной шиной источника питания (в сочетании с конденсатором, подключенным к выводу 6) определяет длительность выходного импульса таймера.

Проведем еще один эксперимент. Установите подстроечный потенциометр 500 кОм так, чтобы длительность импульса была достаточно большой. Нажмите кнопку А, а затем быстро нажмите кнопку В, которая оборвет импульс до его завершения. Удерживайте кнопку В нажатой, и попытайтесь снова запустить таймер кнопкой А — ничего не произойдет.

Наконец, отпустите кнопку В, нажмите и продолжайте удерживать кнопку А в нажатом положении. В результате импульс на выходе таймера будет продолжаться до тех пор, пока вы не отпустите кнопку А.

Что касается резисторов по 10 кОм, подключенных к контактам 2 и 4, — они называются подтягивающими (или нагрузочными) резисторами, потому что они поддерживают положительный потенциал на выводе. Непосредственное подключение к отрицательной шине будет подавлять нагрузочный резистор.

При работе с микросхемами очень важно иметь представление о нагрузочном резисторе, потому что вы никогда не должны оставлять вход неподключенным. Неподключенный контакт станет плавающим и может вызвать проблемы, поскольку он способен улавливать электромагнитные наводки, и мы не будем знать, какое на нем в данный момент напряжение.

А существуют ли стягивающие резисторы? Конечно. Но для таймера 555 необходимы именно подтягивающие резисторы, поскольку в исходном состоянии на контактах 2 или 4 должен присутствовать положительный потенциал, а активным является напряжение низкого уровня.

Итоги:

• Контакт 4 микросхемы таймера — это вывод сброса. Когда вы его заземляете, то вынуждаете таймер прервать любое выполняемое действие, и он будет оставаться неактивным, пока вы не отключите контакт 4 от отрицательной шины.

• Поддержание низкого напряжения на запускающем контакте таймера будет бесконечно перезапускать его.

• Таймер 555 запускается или сбрасывается подачей низкого напряжения на выводы 2 и 4 соответственно.

Если вы еще раз взглянете на схему, изображенную на рис. 4.11, то увидите, что контакт 7 (вывод разряда) соединен с плюсом источника через резистор 10 кОм и подстроечный потенциометр 500 кОм. Резистор номиналом 10 кОм нужен, чтобы контакт 7 не был напрямую подключен к положительной шине источника питания.

Кроме того, к этому же контакту подключен конденсатор емкостью 15 мкФ. Хм, резистор, за которым следует конденсатор, не напоминает ли это вам резистивно-емкостную цепочку? Может быть, эта комбинация из резистора и конденсатора номиналом 15 мкФ служит для задания длительности выходного импульса?

Да, именно так и есть. Внутри микросхемы таймера хитроумная электронная схема определяет напряжение на конденсаторе, а затем таймер использует эти данные для прерывания импульса на выходе.

Вы можете исследовать это самостоятельно. Установите движок подстроечного потенциометра номиналом 500 кОм на создание импульса большой длительности и с помощью мультиметра измерьте напряжение на левой (по схеме) обкладке конденсатора емкостью 15 мкФ. Вы должны увидеть, что оно растет, пока не достигнет величины около 6 В. Для таймера это служит сигналом к прекращению выходного импульса, и напряжение резко снижается, потому что конденсатор оказывается заземленным. Вот почему контакт 7 называется выводом разряда: таймер разряжает через него конденсатор.

Итак, когда напряжение на времязадающем конденсаторе достигает 2/3 от величины питающего напряжения, импульс на выходе таймера прекращается.

Но зачем соединены вывод разряда и вывод порога? Вы узнаете это в следующем эксперименте, когда таймер будет подключен по-другому для генерации периодической последовательности, а не одиночного импульса. Тогда он будет работать в автоколебательном режиме. А сейчас мы используем его в моностабилъном (ждущем) режиме.

Выводы:

• В ждущем режиме в ответ на запускающее событие таймер выдает только один импульс.

• В автоколебательном режиме таймер генерирует непрерывную периодическую последовательность импульсов.

И в заключение вас, возможно, заинтересует причина подключения конденсатора емкостью 0,01 мкФ к контакту 5. Этот вывод является «управляющим»: подавая на него напряжение, можно управлять чувствительностью таймера. Мы пока не пользовались этой функцией, а конденсатор, соединенный с контактом 5, предотвращает возникновение паразитного самовозбуждения, т. е. повышает устойчивость работы схемы.

На всех схемах в этой книге микросхемы показаны так, как вы видите их на макетной плате, с выводами, следующими в порядке номеров.

На других схемах, которые вы можете найти на веб-сайтах или в книгах, все может быть иначе. Для удобства рисования схем выводы компонентов часто располагают в ином порядке. Компоновка макетной платы также может быть произвольной. Приведу вам пример — схемы на рис. 4.16 и 4.11 идентичны, но выводы были переставлены для упрощения схемы подключения и минимизации количества пересечений проводов.

Перестановка выводов в некоторых случаях позволяет упростить понимание схемы (особенно если плюс источника питания находится сверху, а минус снизу), но вам придется нарисовать компоновку устройства на бумаге, прежде чем вы сможете собрать его на макетной плате.

Когда вы исследовали резистивно-емкостную цепочку в эксперименте 9, потребовалось выполнить некоторые нудные вычисления, чтобы установить, сколько времени понадобится конденсатору для достижения определенного напряжения. С использованием таймера 555 все становится гораздо проще. Просто отыщите требуемое значение длительности выходного импульса в табл. 4.1. Сопротивление между выводом 7 и положительной шиной источника питания указано в шапке таблицы, емкость времязадающего конденсатора приведена слева, а числа в таблице подскажут вам приблизительную длительность импульса в секундах.

При выборе номиналов элементов времязадающей цепи следует придерживаться нескольких правил: