Микросхемы таймеров и часов реального времени

Справочные карточки микросхем таймеров — генераторов импульсов и формирователей задержек, которые работают без программы. Самый известный из них — 555 в биполярном и КМОП-исполнении; разбираем, чем исполнения отличаются и как выбрать. Здесь же — микросхемы часов реального времени, которые считают время и дату и сохраняют их от батарейки.

Таймер — микросхема, которая формирует импульсы заданной длительности или частоты с помощью внешних резисторов и конденсатора. Он нужен там, где микроконтроллер избыточен: мигалка, генератор звука, задержка включения, формирователь импульса от кнопки. Расчёт номиналов — в калькуляторе NE555, выводы — на странице «Распиновка NE555 и NE556». Если нужна длинная задержка или деление частоты, удобнее счётчик с генератором — например, CD4060.

Карточки

Микросхема	Технология	Питание	Ток выхода	Особенность
NE555, TLC555	биполярная и КМОП	4,5–16 В и 2–15 В	до 200 мА и 10 мА (вытекающий)	одинаковая цоколёвка, TLC555 потребляет более чем в десять раз меньше
NE556, TLC556	биполярная и КМОП	4,5–16 В и 2–15 В	до 200 мА и 10 мА (вытекающий)	два таймера в корпусе DIP-14 или SOIC-14, нормированная разница таймеров
TPL5110	КМОП, наноамперный	1,8–5,5 В	логический выход DRV (VDD − 0,7 В при 1 мА)	35 нА, интервал 100 мс–7200 с резистором, включает питание через MOSFET

Часы реального времени

DS3231 и DS1307 считают секунды, минуты, часы, день недели, число, месяц и год, хранят их в двоично-десятичном виде и отдают по шине I²C с адреса 0x68. При пропадании питания обе переходят на батарейку. DS1307 питается от 4,5–5,5 В и работает от внешнего кварца на 32 768 Гц, поэтому её точность зависит от кварца и его монтажа. DS3231 работает от 2,3–5,5 В, кварц у неё внутри корпуса, а термокомпенсация держит ±2 ppm при 0…+40 °C — около минуты в год; у неё же есть два будильника и датчик температуры.

PCF8563 от NXP — часы с адресом 0x51 для батарейных устройств: ход от 1,0 до 5,5 В при токе 250 нА (тип., 3 В, 25 °C), обмен по I²C на 400 кГц от 1,8 В, будильник, восьмибитный таймер и выход частоты CLKOUT. Отдельного вывода батарейки у неё нет — резервное питание подают на VDD через диод, а точность задаёт внешний кварц 32,768 кГц.

Что смотреть в даташите таймера

Строка даташита	Что означает
Supply voltage	диапазон питания: от него зависит, подойдёт ли таймер к 3,3 В
Output current, high- и low-level output voltage	какую нагрузку выход тянет и какие уровни выдаёт
THRES, TRIG current	входные токи — ограничивают наибольшее сопротивление времязадающих резисторов
THRES, TRIG voltage level	пороги около 2/3 и 1/3 питания — точность задают они
Supply current	ток потребления в покое
Timing error	разброс и температурный уход длительности импульса

Частые вопросы

Чем TLC555 отличается от NE555?

Технологией и токами. NE555 — биполярный: работает от 4,5 до 16 В, отдаёт в нагрузку до 200 мА, но сам потребляет миллиамперы. TLC555 — КМОП: работает от 2 В, потребляет около 1 мВт при 5 В, а входные токи у него в пикоамперы, так что можно ставить большие резисторы и маленькие конденсаторы. Выход у TLC555 слабее, но цоколёвка та же.

Какой таймер 555 работает от 3,3 В?

КМОП-версия: TLC555C — от 2 В, TLC555I — от 3 В. Биполярный NE555 по рабочим условиям TI требует не меньше 4,5 В.

Где расчёт частоты и распиновка 555?

Формулы астабильного и ждущего режимов с подбором номиналов — в калькуляторе NE555, назначение выводов NE555 и сдвоенного NE556 — на странице распиновки, а параметры исполнений — в карточке NE555 и TLC555.