NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器

最新推荐文章于 2025-03-10 14:47:00 发布

慎独yfs

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分类专栏：电子元器件文章标签：单片机嵌入式硬件

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这份文件是关于德州仪器（Texas Instruments）生产的NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器（Precision Timers）的数据手册。以下是该文件的核心内容概述：

产品特性：
德州仪器的NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器具有以下详细描述的产品特性：

 1. **广泛的定时范围**：
    - 这些定时器能够提供从微秒到小时的精确定时，适用于多种应用场景。
 
 2. **可调占空比**：
    - 设备允许用户调整输出信号的占空比，这在需要控制电机速度、灯光亮度等应用中非常有用。
 
 3. **单稳态或多稳态操作模式**：
    - 单稳态模式用于产生一次性的时间延迟，而多稳态模式则可以产生连续的振荡或周期性输出。
 
 4. **TTL兼容输出**：
    - 输出信号与TTL逻辑电平兼容，可以直接驱动TTL电路或与TTL逻辑器件接口。
 
 5. **高电流驱动能力**：
    - 输出电路能够吸收或提供高达200 mA的电流，这使得定时器可以直接驱动小型负载或作为开关使用。
 
 6. **灵活的触发和阈值控制**：
    - 通过外部电阻和电容网络，用户可以设置触发和阈值电平，从而精确控制定时器的启动和复位行为。
 
 7. **内置复位功能**：
    - 复位（RESET）输入可以覆盖所有其他输入，用于启动新的定时周期或复位定时器。
 
 8. **低功耗设计**：
    - 设备在多稳态模式下具有低功耗特性，有助于延长电池寿命或减少能耗。
 
 9. **宽电压工作范围**：
    - 定时器可以在5V到15V的电源电压下工作，适用于多种电源系统。

这些产品特性使得NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器成为广泛应用于电子设备中的灵活、可靠的定时和控制解决方案。

引脚功能：
根据提供的数据手册，NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器的引脚功能详细描述如下：

 1. **GND (引脚1)**：
    - 地线引脚，用于为定时器提供参考地电位。
 
 2. **TRIG (引脚2)**：
    - 触发输入引脚。当TRIG引脚的电压下降并低于触发阈值时，定时器开始计时或产生一个输出脉冲。
 
 3. **OUT (引脚3)**：
    - 输出引脚。根据定时器的工作模式（单稳态或多稳态），此引脚将提供相应的输出信号。
 
 4. **RESET (引脚4)**：
    - 复位输入引脚。当RESET引脚被激活（通常为低电平）时，定时器将被复位，输出将变为低电平。
 
 5. **DISCH (引脚5)**：
    - 放电引脚。在多稳态模式下，当输出为低电平时，DISCH引脚与地之间提供低阻抗路径，用于放电外部电容。
 
 6. **THRES (引脚6)**：
    - 阈值控制引脚。通过此引脚可以调整定时器的阈值水平，从而影响单稳态模式下的计时周期或多稳态模式下的占空比。
 
 7. **CONT (引脚7)**：
    - 连续模式控制引脚。在多稳态模式下，通过对此引脚施加电压，可以改变定时器的阈值和触发水平，从而实现连续的振荡输出。
 
 8. **VCC (引脚8)**：
    - 电源正极引脚。为定时器提供工作电源电压，通常在5V到15V之间。

这些引脚的功能共同使得NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器能够在各种电子应用中实现精确的时间控制和信号生成。设计者可以根据这些引脚的功能来配置定时器，以满足特定的应用需求。

绝对最大额定值：
绝对最大额定值是指定给器件的安全工作极限参数，超过这些参数可能会导致器件损坏或性能不稳定。以下是NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器的绝对最大额定值的详细描述：

 1. **VCC 电源电压**：
    - 最小值：4.5V（对于NA555, NE555, SA555）或4.5V（对于SE555）
    - 最大值：15V（对于所有型号）
    - 说明：这是器件能够承受的最大电源电压。
 
 2. **VI 输入电压**：
    - 最大值：对于CONT, RESET, THRES, TRIG引脚，电压不应超过VCC。
    - 说明：这是输入引脚能够承受的最大电压。
 
 3. **IO 输出电流**：
    - 最大值：±200 mA（对于NA555, NE555, SA555）或±225 mA（对于SE555）
    - 说明：这是输出引脚能够承受的最大电流。
 
 4. **qJA 封装热阻抗**：
    - 值：97°C/W（对于D封装），85°C/W（对于P封装），95°C/W（对于PS封装），149°C/W（对于PW封装），5.61°C/W（对于FK封装）
    - 说明：这是封装的热阻抗值，用于评估器件散热性能。
 
 5. **TJ 最大结温**：
    - 最大值：150°C
    - 说明：这是器件内部结温的最大值。
 
 6. **Tstg 存储温度范围**：
    - 范围：-65°C 至 +150°C
    - 说明：这是器件在未使用时可以安全存储的温度范围。
 
 7. **TA 工作温度范围**：
    - 范围：-40°C 至 +105°C（对于NA555, NE555）或-40°C 至 +85°C（对于SA555）或-55°C 至 +125°C（对于SE555）
    - 说明：这是器件在正常工作条件下的温度范围。

请注意，这些绝对最大额定值是器件设计时的安全极限，并不意味着器件在这些极限条件下能够正常工作。在实际应用中，应该始终保持在这些额定值以下，以确保器件的可靠性和寿命。超出这些极限可能会导致器件损坏或性能不稳定。

推荐操作条件：
推荐操作条件为NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器在最佳性能状态下运行提供了指导。以下是这些定时器的推荐操作条件的详细描述：

 1. **VCC 电源电压**：
    - 对于NA555、NE555、SA555：推荐操作电压范围为4.5V至16V。
    - 对于SE555：推荐操作电压范围为4.5V至18V。
    - 说明：这是器件在正常工作状态下应提供的电源电压范围。
 
 2. **VI 输入电压**：
    - 对于CONT、RESET、THRES、TRIG引脚：输入电压应等于VCC。
    - 说明：这是输入引脚应接收的电压值，通常与VCC相同。
 
 3. **IO 输出电流**：
    - 对于NA555、NE555、SA555：推荐输出电流范围为±200 mA。
    - 对于SE555：推荐输出电流范围为±200 mA。
    - 说明：这是输出引脚在正常工作条件下应提供的电流范围。
 
 4. **TA 工作温度**：
    - 对于NA555、NE555：工作温度范围为0°C至70°C。
    - 对于SA555：工作温度范围为-40°C至85°C。
    - 对于SE555：工作温度范围为-55°C至125°C。
    - 说明：这是器件在正常工作状态下的环境温度范围。

这些推荐操作条件确保了定时器能够在预期的性能范围内工作，同时避免了可能对器件造成损害的极端条件。设计者和工程师应确保在这些推荐的操作条件下设计和使用NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器，以确保器件的最佳性能和可靠性。

电气特性：
NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器的电气特性详细描述了这些器件在标准测试条件下的电气性能参数。以下是这些电气特性的详细描述：

 1. **VCC 电源电压**：
    - 在15V时，THRES电压水平为9.4V至10.6V，而VCC为5V时，THRES电压水平为2.7V至3.3V。
    - THRES电流在VCC为15V时为30至250nA，VCC为5V时为30至250nA。
 
 2. **TRIG 触发电压水平**：
    - 在VCC为5V时，TRIG电压水平为1.45V至1.67V，而在VCC为15V时，TRIG电压水平为1.9V至2.2V。
 
 3. **RESET 复位电压水平**：
    - 在环境温度为-55°C至125°C时，RESET电压水平为1.1V。
 
 4. **DISCH 放电开关关断状态电流**：
    - 在VCC为15V时，DISCH电流为20至100nA，而在VCC为5V时，DISCH电流为20至100nA。
 
 5. **CONT 连续模式控制电压**：
    - 在VCC为15V时，CONT电压为2.9V至3.3V，而在VCC为5V时，CONT电压为2.9V至3.8V。
 
 6. **输出低电平电压**：
    - 在VCC为15V时，输出低电平电压为0.2V至2.5V，而在VCC为5V时，输出低电平电压为0.35V至0.8V。
 
 7. **输出高电平电压**：
    - 在VCC为15V时，输出高电平电压为2.7V至12.5V，而在VCC为5V时，输出高电平电压为2V至3.3V。
 
 8. **供电电流**：
    - 在VCC为5V时，输出低且无负载时的供电电流为3至5mA，输出高且无负载时的供电电流为2至5mA。

这些电气特性确保了NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器能够在各种应用中提供高质量的定时和控制功能。设计者和工程师在使用这些定时器时，需要确保所有的工作条件都在这些规定的范围内，以避免性能降低或设备损坏。遵守这些电气特性对于确保设备在各种应用环境中提供可靠和一致的性能至关重要。

操作特性：
操作特性部分详细描述了NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器在特定工作条件下的性能表现。以下是这些定时器的操作特性的详细描述：

 1. **单稳态定时误差**：
    - 在25°C的环境温度下，单稳态定时误差的初始值为0.5%至1.5%，而在工作温度范围内（-55°C至125°C），定时误差的温度系数为30ppm/°C至100ppm/°C。
 
 2. **多稳态定时误差**：
    - 在25°C的环境温度下，多稳态定时误差的初始值为1.5%至2.25%，而在工作温度范围内，定时误差的温度系数为90ppm/°C至150ppm/°C。
 
 3. **供电电压敏感度**：
    - 定时区间受供电电压变化的影响，供电电压敏感度为0.05%至0.2%/V。
 
 4. **输出脉冲上升时间和下降时间**：
    - 在25°C的环境温度下，对于15pF的负载电容，输出脉冲的上升时间为100ns至200ns，下降时间也为100ns至200ns。
 
 5. **低电平输出电流**：
    - 在不同的环境温度下（-55°C至125°C），低电平输出电流随着不同的VCC和IOL值而变化。
 
 6. **高电平输出电流**：
    - 在不同的环境温度下，高电平输出电流也随着不同的VCC和IOH值而变化。

这些操作特性为设计者和工程师提供了在设计和应用NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器时所需的关键性能参数。了解这些特性有助于优化电路设计，确保定时器在特定应用中能够提供预期的性能。

典型特性：
典型特性部分提供了NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器在标准工作条件下的性能表现。以下是这些定时器的典型特性的详细描述：

 1. **输出脉冲持续时间**：
    - 在不同的VCC（5V至15V）下，输出脉冲的持续时间会有所不同。例如，在VCC为5V时，脉冲持续时间可能在0.35V至0.8V之间，而在VCC为15V时，脉冲持续时间可能在2.7V至12.5V之间。
 
 2. **供电电压与输出脉冲持续时间的关系**：
    - 随着供电电压的变化，输出脉冲的持续时间也会相应变化。例如，在VCC为10V时，脉冲持续时间相对于VCC为10V时的值会有所不同。
 
 3. **环境温度对输出脉冲持续时间的影响**：
    - 在不同的环境温度下（-55°C至125°C），输出脉冲的持续时间也会有所不同。例如，在TA为25°C时，脉冲持续时间可能在0.8ns至1.2ns之间，而在TA为-55°C或125°C时，脉冲持续时间也会有所变化。
 
 4. **供电电流与供电电压的关系**：
    - 在不同的VCC（5V至15V）下，无负载时的供电电流也会有所不同。例如，在VCC为5V时，输出低时的供电电流可能在3mA至5mA之间，而输出高时的供电电流可能在2mA至5mA之间。
 
 5. **供电电压与输出高电平电压的下降**：
    - 在不同的VCC（5V至15V）下，输出高电平电压与输出电流之间的关系也会有所不同。例如，在VCC为5V至15V时，随着输出电流的增加，输出高电平电压的下降也会增加。

这些典型特性为设计者和工程师提供了在设计和应用NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器时所需的性能参考数据。这些数据有助于预测器件在实际应用中的性能，从而进行适当的设计调整和优化。需要注意的是，这些特性是典型的，不是最大或最小值，也不是生产测试的参数。在设计电路时，应考虑这些典型特性，以确保定时器能够在预期的性能范围内工作。

应用信息：
应用信息部分提供了关于如何将NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器集成到不同电子系统中的指导和示例。以下是这些定时器的应用信息的详细描述：

 1. **单稳态操作**：
    - 定时器可以配置为单稳态模式，用于产生一次性的时间延迟。当触发（TRIG）输入接收到负向跳变脉冲时，定时器开始计时，输出（OUT）变为高电平，直到充电电容（C）的电压达到阈值（THRES）输入的电压水平。
 
 2. **多稳态操作**：
    - 在多稳态模式下，定时器作为一个振荡器，能够产生连续的振荡输出。通过连接触发（TRIG）输入到阈值（THRES）输入，并添加第二个电阻（RB），定时器可以自我触发并持续振荡。
 
 3. **缺失脉冲检测器**：
    - 定时器可以用于检测脉冲序列中的缺失脉冲或异常长的脉冲间隔。当输入脉冲间隔小于定时器的设定时间时，定时器会连续重触发；如果脉冲间隔超过设定时间，定时器将完成一个完整的计时周期并产生一个输出脉冲。
 
 4. **频率分频器**：
    - 通过调整定时周期的长度，基本的单稳态电路可以作为频率分频器使用。例如，一个分频比为三的电路可以利用定时器的特性来减少输入脉冲的频率。
 
 5. **脉冲宽度调制**：
    - 通过调制内部的阈值和触发电压，可以使用定时器进行脉冲宽度调制。这可以通过将外部电压或电流施加到连续（CONT）引脚来实现。
 
 6. **脉冲位置调制**：
    - 定时器还可以用作脉冲位置调制器，通过调制阈值电压来改变自由运行振荡器的时间延迟。
 
 7. **顺序定时器**：
    - 在需要启动条件初始化或按顺序激活测试信号的应用中，可以将多个定时器连接起来提供顺序控制。定时器可以以各种组合的单稳态或多稳态电路连接，带或不带调制，以实现非常灵活的波形控制。

这些应用信息为设计者和工程师提供了如何利用NA555、NE555、SA555和SE555系列定时器的多功能性和灵活性来满足特定应用需求的实用指导。通过这些示例和指导，可以设计出满足特定要求的电子系统和控制逻辑。

这份文件为工程师和技术人员提供了NA555、NE555、SA555和SE555系列精密定时器的详细技术规格和操作指南，以便于在设计和应用中使用这些器件。