5.1.- Généralités
Introduit aux environs des années 1970 sur le
marché de l'électronique par Signetics en remplacement des
minuteries des appareils électro-ménagers, la minuterie ("timer")
555 est l'un des dispositifs les plus commercialisés à cause de
sa facilité à intégrer dans les circuits à mode
astable ou monostable. Beaucoup d'améliorations et variations existent,
mais le principe de base demeure le même. La minuterie 555 est un circuit
intégré dans un boîtier, généralement de type
DIL (Dual-in-line) à 8 broches.
Figure 5. 1 : boitier à 8 pins d'une minuterie (vue
latérale)
Selon le fabricant, la notation du circuit minuterie 555 est
notée XXX555 où les X sont des lettres désignées
par le fabricant, en exemple de NE555/SE 555 des Signetics. D'autres variations
de la norme 555 sont disponibles comme le 556 (un boitier à double
rangée de broches DIP-14 broches combinant deux 555 sur une seule puce),
et les deux 558 et 559 (à la fois un boitier à double
rangée de broches DIP-16 broches combinant quatre 555). De nos jours,
les fabricants les améliorent pour des applications multiples par
exemple les 7555 CMOS.
Le CI est principalement utilisé dans des circuits
bistable (deux états stables : passage à état un (1) ou
à état zéro (0)) ; astable, « deux états
transitoires » (signal d'horloge de période constante) et
monostable, un seul état stable (signal impulsionnel, retour à 1
ou à 0 après un certain retard). Pour ce dernier mode, il peut
être redéclenchable ou non redéclenchable. Les deux
derniers modes sont les plus fréquents dans les circuits
électroniques.
5.2.- Caractéristiques de la minuterie 555
La minuterie 555 fonctionne sur une gamme de tension
d'alimentation allant de 4.5 V à 16 V. Elle est donc compatible avec la
famille TTL alimentée à 5 V. Elle peut fonctionner
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Projet de fin d'études de DUMEUS Pierre-Claude et FEVRIN
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jusqu'à une fréquence de 2 MHz. Elle peut
très bien être utilisée sur une plage de température
de 0 ° C à +70 ° C. Ce boîtier utilisé dans les
circuits de temporisation à une grande capacité de courant de
sortie : 200 mA. La dissipation de puissance maximale est de 600 mW. Aussi,
elle manifeste une temporisation très stable vis-à-vis des
variations de tension d'alimentation et d'augmentation de température.
(Source NS 555).
5.3.- Description
Le circuit de la minuterie 555 comporte 25 transistors, 2
diodes et 15 résistances montés sur une puce installée
dans un boitier à double rangée de broches (DIP-8) (voir
figure 5.2). Les détails varient d'un fabricant à d'autre.
Le circuit 555 de la figure 5.2 se base sur quatre fonctionnalités
importantes montrées dans la figure 5.3 : les deux comparateurs A et B,
la bascule S-R, un diviseur résistif (Ra, Rb et
Rc) et un transistor de décharge.
R 10k
A Div
9
Ra
Q
Figure 5. 2 : schéma détaillé d'une
minuterie 555 (d'après NS 555)
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Figure 5. 3 : schéma fonctionnel de la minuterie
555
5.3.1.- Comparateurs
Un comparateur est un amplificateur opérationnel (A Op)
utilisé en fonctionnement non linéaire avec sortie saturée
qui n'a que deux états possibles :
- si V+ - V- = å > 0 alors
Vs = Vsat+ - si V+ - V- =
å < 0 alors Vs = Vsat-
Figure 5. 4: schéma d'un comparateur et de sa
tension de sortie.
S Q 3 Sortie
c
Généralement il a pour rôle de comparer
deux tensions. Cette application basique de
1
l'AO détermine le moment où une tension
excède un certain niveau. 5.3.2.- Bascule S-R
La bascule S-R (Set et Reset) de la figure 5.5 est un
élément mémoire bistable (deux états). Elle peut
avoir des entrées synchrones si les données qu'elles
reçoivent sont transférées à sa sortie à un
certain moment précis par un front montant (FM) ou descendant (FD) du
signal d'horloge H. Ses entrées peuvent aussi être
asynchrones si elle fonctionne sans signal d'horloge.
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La bascule S-R est formée de deux portes Non-Et qui
possèdent deux états stables. Les résultats de la sortie
sont donnés sous forme d'une table de vérité et
résumés à la figure 5.5.
H
|
S
|
R
|
Qn
|
Qn
|
0
|
x
|
x
|
Qn-1
|
Qn-1
|
1
|
0
|
0
|
Qn-1
|
Qn-1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
Interdit
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Figure 5. 5 : bascule S-R et sa table de
vérité.
· Si S = R = 0 ; cette condition
représente l'état de repos de la bascule et ne modifie pas la
sortie, c'est-à-dire la sortie demeure à l'état qu'elle
occupait avant l'arrivée du signal H.
· Si S = 1, R = 0 ; cette condition met
toujours la sortie à un (état 1) qui ne change pas Q
&
même quand S revient à 0.
· Si S = 0, R = 1 ; cette condition met
toujours la sortie à zéro (état 0) qui ne change pas
même quand R revient à 0.
· Si S = R = 1 ; cette condition est
ambiguë du fait qu'elle a tendance à vouloir mettre la
&
R
sortie à 1 ou 0 en même temps.
| 
