目次電子回路工作素材集555タイマー


555タイマー 回路説明



回路ブロック

NE555は電圧比較器(コンパレータ)、フリップフロップ、放電用のトランジスタで構成されています。構成はシンプルですが、優れものです。
内部には3つの抵抗器が直列に接続され、電源電圧(Vcc)が3分割されています。これがミソです。電圧比較器(COMP1)のプラス入力端子には電源電圧の1/3、電圧比較器(COMP2)のマイナス端子には2/3の電圧が加えられています。トリガ端子(TRIGGER)が電源電圧の1/3以下ではフリップフロップ(FF)のS端子がHレベルでFFがセット状態になります。スレッショルド端子(THRESHOLD)が電源電圧の2/3以上になるとFFのR端子がHレベルになり、FFがリセット状態になります。



回路動作説明
    今回の回路の動作を以下で説明します。

 電源投入直後

電源を入れたときの状態は左図に示す状態になります。Lはローレベルを表し、ほとんど0Vです。HはハイレベルでVCCに近い値です。
フリップ・フロップ(FF)はSRタイプで、SがHになるとQがH、がLになり、その後SがLになってもその状態を保持します。RがHになるとがH、QはLになります。すなわち、SがHになるとQがHになり(セット)、RがHになるとQがLになる(リセット)動作をします。 SとRが同時にHとなった場合はQ、の状態は不定です。(実際には両方ともHになります)電源投入直後の状態ではがHですので、TRはON状態で、TRのコレクタ(C)はL状態です。そのため、コンデンサ(C)には電荷は溜まらず、電圧比較器(COMP2)の+端子が電圧V2を越えることはありません。ですから、COMP2の出力はLのままで、FFはリセットにならず、OUTはL状態のままです






 タイマースタート状態

スタートスイッチ(SW)が押されると、COMP1の−端子がL状態になります。COMP1の−端子の電圧が+端子のV1以下になったことにより、COMP1の出力はH状態になります。これにより、FFはセット状態となり、QがH、がL状態に変化し、OUTはH状態になりますがL状態となったことにより、TRがOFF状態になります。TRがON状態のときにはコンデンサ(C)には電荷が溜まらなかったのですが、TRがOFF状態となると、抵抗器(R)を通してコンデンサ(C)に電荷が溜まり始めます。コンデンサ(C)に電荷が溜まるにつれて、コンデンサ(C)の両端の電圧が上がり始めます。
スタートスイッチ(SW)は一度押した後、元に戻るノンロック形を使用します。ずっと押した状態ですと、タイマーがタイムアウトしてもOUTがL状態になりません。スタートスイッチ(SW)が元に戻ると、COMP1の−端子はH状態となり、+端子のV1以上となるため、COMP1の出力はL状態となりますが、FFのS端子がL状態となってもFFのQ、の状態は変化しません。コンデンサ(C)に電荷を溜めている状態で、COMP2の+端子の電圧が−端子のV2を越えない間はこの状態が保持され、出力はHレベルのままになっています。



 タイムアウト状態

コンデンサ(C)に電荷が溜まり、COMP2の+端子の電圧が、−端子のV2を越えるとCOMP2の出力はH状態になります。これによりFFのリセット端子(R)がH状態になり、QがL、がH状態になり、OUTはL状態になります
がH状態となることにより、TRはON状態になります。それによりCOMP2の+端子はL状態となり、COMP2の出力はL状態に戻ります。この場合、Q、の状態は変化しませんので、OUTはL状態のままです。また、TRがON状態になることにより、コンデンサ(C)の電荷はTRを通して放電し、コンデンサ(C)の電荷は無くなります。

以上の動作により、スタートスイッチ(SW)を押す前の状態に戻りました。