Temporizador integrado

Existen en el mercado un conjunto de circuitos temporizador integrado denominados (timers) especialmente diseñados para realizar multivibradores monoestables y astables. El temporizador 555 (NE555 de Signetics en versión bipolar y TLC555 de Texas Instruments en versión CMOS) es un circuito integrado integrado barato y muy popular que fue desarrollado en 1972 por Signetics Corporation.

En la figura 10.15 se muestra el diagrama circuital de este temporizador. Está constituido por dos comparadores, un flip-flop SR y un transistor que actúa como un elemento de conmutación.

Las tres resistencias en serie de valor R definen las tensiones de comparación a 1/3 VCC y 2/3 VCC.

En la figura 10.16 se presenta al 555 en la configuración monoestable. Al aplicar un pulso negativo en Vi con una tensión inferior a 1/3 VCC, el condensador C se carga libremente a través de R. Este proceso de carga finalizará cuando la VC=2/3VCC, en cuyo caso se produce la descarga brusca de C a través del transistor de salida.

El pulso de salida tiene una duración T, especificado por el tiempo que tarda el condensador en pasar de ~0V a 2/3 VCC, viene definido por la siguiente ecuación.

En la figura 10.27 se presenta al 555 en la configuración multivibrador astable. En este caso el condensador varía su tensión 1/3 VCC y 2/3VCC. El proceso de carga se realiza a través de RA+RB y el de descarga a través de RB. Como resultado se genera a la salida una onda cuadrada no-simétrica definido por dos tiempos T1 y T2.

El porcentaje de ocupación del ciclo (duty cycle) viene definido por:

Obsérvese que el duty cycle es mayor que 0.5 (50%) lo que significa que la onda cuadrada no es simétrica y la duración del estado lógico alto es mayor que el bajo (T1>T2).

Por último, la configuración astable y monoestable del 555 resulta poco práctica cuando se desea tiempos demasiado largos. El XR-2240 es básicamente un 555 con un contador binario programable de 8 bit para alargar las características temporales del circuito. Además, admite la opción de conectar varios XR-2240 en cascada para obtener señales temporales de hasta varios meses de duración. En la figura 10.18 se describe una aplicación básica del temporizador MC1451D de Motorola.

Las resistencias Rtc, Ctc y Rs se utilizan para definir la frecuencia ƒ de reloj del oscilador interno que debe verificar 1kHz≤ƒ≤100kHz. Este oscilador constituye la señal de sincronismo de un contador de 16-bit. La única salida Q se obtiene selecionando el bit 8, 10, 13 y 16 de este contador a través de dos líneas de entrada A y B lo que permite dividir la frecuencia del oscilador por 256, 1024, 8192 y 65536.