25. Таймер TLC555

🎯 Цель урока
Освоить таймер 555 — самую популярную микросхему для генерации импульсов.

🧠 Фаза 2: Теория (15 мин)

Зачем нужен генератор?

Все синхронные схемы требуют тактовый сигнал (CLK):

    CLK  ▁▁▁█▁▁▁█▁▁▁█▁▁▁█▁▁▁█▁▁▁█▁▁▁
         ↑   ↑   ↑   ↑   ↑   ↑   ↑
         Триггеры срабатывают по фронтам

555 — универсальный генератор таких импульсов.

Почему TLC555?

Версия	Питание	Особенности
NE555	4.5-16V	Классика, но нагревается
TLC555	2-15V	CMOS, низкое потребление
LMC555	1.5-15V	Для батарейного питания

TLC555 = “Texas Instruments Low-power CMOS 555”

Распиновка

        ┌───────────────────┐
  GND ──┤ 1           8 ├── VCC
 TRIG ──┤ 2   TLC555   7 ├── DISCH
  OUT ──┤ 3           6 ├── THRES
RESET ──┤ 4           5 ├── CTRL
        └───────────────────┘

Пин	Название	Описание
VCC, GND	Power	Питание
TRIG	Trigger	Запуск (< ⅓ VCC)
THRES	Threshold	Порог (> ⅔ VCC)
OUT	Output	Выход
DISCH	Discharge	Разряд конденсатора
RESET	Reset	Сброс (LOW = стоп)
CTRL	Control	Управление порогом

Внутренняя структура

    VCC ──┬──[R]──┬──[R]──┬──[R]── GND
          │       │       │
         ⅔VCC   ½VCC    ⅓VCC
          │       │       │
          ▼       │       ▼
    [Компаратор1] │ [Компаратор2]
          │       │       │
          ▼       ▼       ▼
        [SR-защёлка] ── OUT
              │
           DISCH

📋 Режимы работы 555

1. Astable (автоколебательный)

Генерирует непрерывную последовательность импульсов.

    OUT  ▁▁███▁▁▁███▁▁▁███▁▁▁███▁▁▁
         │←─T─→│

2. Monostable (одновибратор)

Один импульс заданной длительности по запуску.

    TRIG ▁▁▁▁▁▃▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁
    OUT  ▁▁▁▁▁████████▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁
              │←──T──→│

🔧 Фаза 3: Astable генератор (25 мин)

Схема

         VCC
          │
         [R1]
          │
          ├──────── DISCH (Pin 7)
          │
         [R2]
          │
          ├──────── THRES (Pin 6)
          │         TRIG  (Pin 2)
         [C]
          │
         GND
         
    RESET (Pin 4) ── VCC
    CTRL (Pin 5) ── [0.01µF] ── GND (фильтр)
    OUT (Pin 3) ── LED

Формулы

$$T_H = 0.693 \times (R_1 + R_2) \times C$$$$T_L = 0.693 \times R_2 \times C$$$$T = T_H + T_L = 0.693 \times (R_1 + 2R_2) \times C$$$$f = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2) \times C}$$

Примеры

R1	R2	C	Частота	Применение
10 kΩ	10 kΩ	100 nF	~480 Hz	Звук
10 kΩ	100 kΩ	10 µF	~0.7 Hz	Мигалка
1 kΩ	1 kΩ	100 pF	~4.8 MHz	Такт

Компоненты для ~1 Hz (мигалка)

Компонент	Номинал
TLC555	1
R1	10 kΩ
R2	100 kΩ
C	10 µF (электролит!)
C (фильтр)	0.01 µF
LED + резистор	1

Проверка

Собери схему
LED должен мигать ≈1 раз в секунду
Измерь осциллографом:
- T_H ≈ 0.76 сек
- T_L ≈ 0.69 сек
- f ≈ 0.7 Hz

🔬 Эксперимент: Переменная частота

Замени R2 на потенциометр 100 kΩ:

          ├── DISCH
          │
    [Pot 100k]
          │
          ├── THRES/TRIG

Теперь частоту можно регулировать!

💡 Применения

1. Тактовый генератор для процессора

    [TLC555] ─── CLK ─── [CPU/Счётчик/Регистры]

2. ШИМ (Широтно-импульсная модуляция)

Управление яркостью LED, скоростью мотора.

3. Звуковой генератор

f = 100 Hz — 10 kHz = слышимый диапазон.

4. Дребезг кнопок (debounce)

Monostable режим: один чистый импульс независимо от дребезга.

📝 Мини-задания

Задание 1 ↕

Какие 2 режима работы у 555?

Ответ: Astable (автоколебания) и Monostable (одновибратор)

Задание 2 ↕

R1=10k, R2=10k, C=1µF. Какая частота?

Ответ: f = 1.44 / ((10k + 2×10k) × 1µF) = 1.44 / 0.03 = 48 Hz

Задание 3 ↕

Как сделать скважность 50% (T_H = T_L)?

Ответ: R1 должен быть очень малым (или через диод обойти R2 при заряде)

✅ Чеклист

Знаю распиновку TLC555
Понимаю формулы для Astable
Собрал мигающий LED
Измерил частоту осциллографом

➡️ Следующий урок

26. 🏆 Проект: Цифровые часы →