深入解析 onsemi MC14536B 可编程定时器

在电子设计领域，定时器是一种常见且重要的组件，它能实现各种定时功能，满足不同应用场景的需求。今天我们要深入探讨的是 onsemi 公司的 MC14536B 可编程定时器，它具有丰富的特性和广泛的应用前景。

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产品概述

MC14536B 是一款 24 级二进制纹波计数器，其中 16 级可通过二进制代码选择。它提供了片上 RC 振荡器或外部时钟的选项，还包含一个带脉冲型输出的片上单稳态电路。通过选择合适的计数器级和输入时钟频率，能够实现多种定时功能。

产品特性

计数能力

• 拥有 24 个触发器级，可从 (2^{0}) 计数到 (2^{24})。
• 最后 16 级可通过四位选择代码进行选择。

输入控制

• 8 - 旁路输入允许绕过前 8 级，同时具备设置和复位输入。
• 时钟禁止和振荡器禁止输入，方便控制计数过程。

内部电路

• 片上 RC 振荡器，为内部时钟提供了一种选择。
• 片上单稳态输出，可实现特定的脉冲输出功能。
• 时钟调节电路允许在非常长的上升和下降时间下工作。

测试模式

提供测试模式，允许快速测试序列，提高测试效率。

电气特性

• 电源电压范围为 3.0 Vdc 至 18 Vdc，适应不同的电源环境。
• 能够在额定温度范围内驱动两个低功率 TTL 负载或一个低功率肖特基 TTL 负载。
• 具有 NLV 前缀，适用于汽车和其他有特殊要求的应用，且符合 AEC - Q100 标准，具备 PPAP 能力。
• 这些器件无铅且符合 RoHS 标准。

引脚功能

输入引脚

• SET（引脚 1）：高电平异步强制解码输出为高电平，同时复位 24 个触发器级。Set 变低后，(IN{1}) 的第一个负时钟过渡使解码输出变低，计数器在 (IN{1}) 的第二个负时钟过渡开始计数。Set 为高时，片上 RC 振荡器禁用，可实现低功耗待机。
• RESET（引脚 2）：高电平异步强制解码输出为低电平，同时复位所有 24 个触发器级。与 Set 输入一样，Reset 禁用片上 RC 振荡器，用于待机操作。
• (IN _{1})（引脚 3）：设备内部计数器在该输入的负边沿推进。可作为外部时钟输入，或与 (OUT {1}) 和 (OUT{2}) 配合形成 RC 振荡器。使用外部时钟时，(OUT {1}) 和 (OUT{2}) 可悬空或驱动负载。
• 8 - BYPASS（引脚 6）：高电平使前 8 个触发器级被旁路，设备成为 16 级计数器，所有 16 级可通过 A、B、C、D 输入选择。
• CLOCK INHIBIT（引脚 7）：高电平断开第一个计数器级与时钟源的连接，保持当前计数并禁止进一步计数。时钟源可继续运行，低电平时计数器在 (IN_{1}) 的第一个负边沿开始计数。
• OSC INHIBIT（引脚 14）：高电平停止 RC 振荡器，实现低功耗待机，与外部时钟配合使用时效果与时钟禁止输入类似。
• MONO - IN（引脚 15）：作为片上单稳态多谐振荡器的定时引脚。连接到 VSS 时，单稳态电路禁用，解码输出直接连接到所选 Q 输出；连接电阻到 (V_{DD}) 时，单稳态电路启用，电阻和内部电容决定最小输出脉冲宽度，添加外部电容可扩展脉冲宽度范围。
• A、B、C、D（引脚 9、10、11、12）：这些输入选择要连接到解码输出的触发器级。

输出引脚

• (OUT {1})、(OUT {2})（引脚 4、5）：与 (IN_{1}) 配合形成 RC 振荡器，输出经过缓冲，可用于外部时钟的 (2^{0}) 分频。
• DECODE OUT（引脚 13）：输出功能取决于配置。单稳态电路禁用时，自由运行期间为 50% 占空比方波。

测试模式

测试模式将 24 个触发器级分为三个 8 级部分，便于快速测试序列。当 8 - 旁路、Set 和 Reset 为高电平时，测试模式启用。

电气和开关特性

电气特性

文档详细列出了不同温度和电源电压下的输出电压、输入电压、输出驱动电流、输入电流、输入电容、静态电流和总电源电流等参数。例如，输出电压在不同电源电压下有明确的“0”和“1”电平范围；输入电流在不同条件下也有相应的规定。

开关特性

给出了输出上升和下降时间、传播延迟时间、时钟脉冲宽度、时钟脉冲频率、时钟上升和下降时间以及复位脉冲宽度等参数。这些参数对于设计人员评估定时器在不同应用中的性能非常重要。

典型应用电路

RC 振荡器

通过 (OUT {1})、(OUT {2}) 和 (IN{1}) 配合外部电阻和电容，可形成 RC 振荡器。文档中给出了 RC 振荡器的稳定性和频率与 (R{TC}) 和 C 的关系曲线。

单稳态电路

利用 MONO - IN 引脚和外部电阻电容，可实现单稳态输出。文档中给出了不同电源电压下典型 (C_{x}) 与脉冲宽度的关系曲线。

功能测试序列

为了减少测试所有 24 个计数器级所需的时间，文档提供了功能测试序列。通过特定的输入配置，可快速测试计数器的功能。

订购信息

文档列出了不同封装的 MC14536B 器件的订购信息，包括封装类型、包装方式和每包数量等。同时，也指出了部分器件已停产的信息。

总结

MC14536B 可编程定时器是一款功能强大、特性丰富的定时器芯片。它的多种特性和灵活的配置方式使其适用于各种定时应用场景。在设计过程中，工程师需要根据具体需求合理选择输入配置和外部元件，以实现所需的定时功能。同时，要注意其电气和开关特性，确保在不同工作条件下都能稳定可靠地工作。你在使用类似定时器芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。