CAPÍTULO 10 - CIRCUITO INTEGRADO 555 1. INTRODUÇÃO
Introduzido pela Signetics em 1971, foi criado originalmente para funcionar como temporizador de precisão (Monoestável). O circuito integrado 555 é classificado como um circuito integrado da família linear, mas possui aplicações na eletrônica digital como circuitos temporizadores e geradores de pulsos de clock.
PINO 1 MARCA
O circuito integrado 555 é composto de uma rede resistiva (divisor de tensão), dois amplificadores operacionais (configurados como comparadores de tensão), um flip-flop RS, um inversor e um transistor. - Diagrama em blocos: Vcc (8) (5) Controle Reset (4) Saída (3) Descarga (7) GND (1) Limiar (6) Gatilho (2) S R Q F.F. - Rede resistiva Vcc GND V1 V2
A rede resistiva fornece tensões de referência para os amplificadores operacionais:
3 Vcc V1 = 3 Vcc . 2 V2 =
Níveis internos de referência podem ser alterados através da entrada “Tensão de Controle (5)”.
- Amplificadores operacionais:
Neste caso, os amplificadores operacionais são utilizados como comparadores de tensão. A saída opera apenas com dois valores de tensões: 0V (nível baixo) e Vcc (nível alto).
V+
V-Saída
Temos duas situações possíveis:
a) V+ > V- saída: nível alto (Vcc) b) V+ < V- saída: nível baixo (0V)
- Flip-Flop RS: R S Q Q 0 0 Q0 Q0 0 1 1 0 1 0 0 1 S R Q F.F. 1 1 0 0
Sempre que a entrada “Gatilho” estiver abaixo de Vcc/3, teremos nível alto na saída do comparador de tensão (V+ > V-) e assim: S = 1. Com S = 1 e R = 0, temos:
Q = , 1 Q = e saída = Vcc 0
Quando a entrada “Limiar” ultrapassa 2.Vcc/3 (V+ > V-), temos: R = 1. Com R = 1 e S = 0, temos:
Q = , 0 Q = e saída = 0V 1
Sempre que a saída (pino 3) é baixa, temos Q = , o que satura o transistor de “descarga” 1 permitindo que flua corrente entre o pino 7 e GND (1).
2. CIRCUITO ASTÁVEL
Quando o circuito é utilizado para gerar um trem contínuo de pulsos, com freqüência definida, o modo de operação é denominado astável. Um circuito astável gera um sinal com os dois estados instáveis, ou seja, os estados em nível baixo e em nível alto estão sempre se alternando. Como exemplos de aplicações, temos: gerador de “clock” para circuitos de tempo (relógio, cronômetro, controle de processos etc.), gerador de tom (alarme sonoro, teclado), controle de velocidade em
- Circuito Vcc Saída (Vout) Limiar Gatilho S R Q F.F. C Vc RB RA 2.Vcc Vcc3 3 Funcionamento:
a) Inicialmente, com o capacitor C descarregado, temos a tensão de “Gatilho” menor que Vcc/3, assim S =1 , Q = . O transistor está cortado (não conduz) e o capacitor carrega-se 0 através de RA e RB. A saída está em nível alto;
b) Quando o capacitor ultrapassar Vcc/3 , temos S =0 e R = 0, o que mantêm o estado anterior. O capacitor continua a carga;
c) Ao atingir 2.Vcc/3, temos R = 1 e Q = (a saída está em nível baixo) saturando o transistor 1 (entra em condução) e promovendo a descarga do capacitor através de RB até atingir Vcc/3,
quando S =1 e Q = ; 0
d) Com a tensão menor que Vcc/3 (S =1 , Q = ), o transistor está cortado (não conduz) e o 0 capacitor carrega-se através de RA e RB. A saída está em nível alto;
e) A partir deste ponto a operação repete-se ciclicamente (itens b, c, d).
Vc 2.Vcc Vcc 3 3 Vout Vcc t t T1 T T2
- tempo de carga: T1 = 0,693 . (RA + RB) . C - tempo de descarga: T2 = 0,693 . RB . C - período: T = T1 + T2 - freqüência: f = C . ) 2.R (R 44 1 B A + , (Hz) 3. CIRCUITO MONOESTÁVEL
Este circuito gera um pulso com largura definida, este modo de operação é denominado monoestável. Um circuito monoestável gera um sinal com um estado instável (em nível alto neste caso), ou seja, o estado em nível alto durará apenas um certo intervalo de tempo ( J ). Este circuito pode ser aplicado em situações onde é necessária a limitação de tempo de funcionamento de um processo, motor elétrico, lâmpada (minuteria), forno elétrico etc..
- circuito Vcc Saída (Vout) Limiar Gatilho S R Q F.F. C Vc R 2.Vcc Vcc3 3 Funcionamento:
a) Inicialmente, com o capacitor C descarregado, o nível “Limiar” está abaixo de 2.Vcc/3 , então R =0. Com R = 0 o estado Q é mantido (supondo Q = ); 1
Vc Gatilho 2.Vcc 3 Vout Vcc Vcc t t t
