❝简 介： 本文给出了基于DAC53701来实现555定时器主要功能的方案。在产生信号的精度上，DAC53701具有很大的优势。
关键词： DAC53701，555
前天在公众号后台，看到有同学询问如何提高555定时器电路产生方波信号的精度。
❝卓大大，555定时器产生方波的频率怎么样才能精度更高呀？
当然，如果提问的同学现在已经对555定时器电路工作原理有了解，也懂得产生方波信号的频率所依赖的外部阻容器件的关系，那么就可以寻找到提高555定时器电路精度的方法。
影响定时器精度因素可以分为两个方面。
为了使得输出频率精确达到所需要的频率，往往需要在外围电阻上附加一个精密可调电阻，通过硬件调整使得输出频率达到需要的精度范围。
实际上，如果不是因为成本问题，现在使用一个8PIN，甚至6PIN的单片机，产生所需要频率的方波可能更方便。
在网络上浏览提高555定时器精度文献时，看到一篇来自于TI的工程应用报告：Considering TI Smart DACs As an Alternative to 555 Timers[5] 给出了利用TI Smart DAC 实现555的功能的方法。
这款10-bit DAC，型号为DAC53701，号称Smart DAC，其内部不仅集成DAC所需要的的高精度参考电源，DAC转换电路、I2C和SPI接口电路，相比于其他DAC，它还有以下特点：
芯片也是8PIN封装。内部功能参考图如下图所示。
由于DAC53701具有内部EEPROM存储器，通过I2C/SPI设定的功能可以在上电启动后自动回复。下面给出实现555定时器几种主要功能的电路配置。
这部分应用到DAC53701波形发生器的功能。通过设置，使其内部产生三角波信号。相应的频率由下面公式计算所得：
其中：
以上数值都由DAC53701掉电保持寄存器给出。
使用DAC53701产生输出方波电路如下图所示。将DA53701输出缓冲运放改成比较器工作模式，有外部分压电阻 给出比较器参考电压 ，这样内部的三角波经过比较之后，就会在 端口产生输出方波。然后再经过一级NMOS进行放大去除，可以获得更好的方波波形。
下图给出了利用DAC53701产生的1.5kHz，占空比为60%的方波信号。改变 分压可以改变输出方波占空比，改变DAC内部寄存器数值可以改变输出频率。
在上面电路的基础上，改变 可以产生占空比可变的PWM波形。可以知道输出的PWM波形占空比与输入 电压之间为线性关系。而使用555电路中的CONT电压变化产生的PWM波形，对应的占空比与CONT电压之间不是严格的线性关系。
在555电路中，将PIN6（THRESHOLD）和PIN2（/TRIGGER）连接在一起作为输入，此时555的输出与输出之间就是一个带有滞回特性比较器（Schmitt Trigger），通常用于对信号波形进行整形，或者将原来的模拟信号转换成高低电平的数字信号。
下图显示了555电路作为滞回比较器时对输入的正弦波转换成方波的工作波形。
利用DAC53701的GPI功能，可以将其配置成具有滞回比较特性的Schmitt 比较器。GPI可以用于选择内部DAC的输出数值，因此可以改变内部比较器 V+ 的数值。所以把VOUT通过反馈连接到GPI，就可以动态改变内部比较器的参考电压。设置合适的GPI对应的DAC数值，这个反馈就会形成滞回特性比较特性。反馈回路中的RC滤波可以消除比较器切换过程中的抖动。
由于DAC53701内部DAC输出电压是可以通过内部寄存器进行配值，所以对应的滞回比较的两个参考电压数值是可以改变的。而555定时器的滞回比较电压只能是工作电源的1/3和2/3。这一点使得DAC43701应用更加灵活。
下图给出了DAC53701作为滞回比较器时电路各点的电压信号波形。
应用滞回特性，再加上R、C电路，可以再次形成单稳态、双稳态、无稳态电路等。
利用DAC53701完成555常见到的功能，不仅具有强的参数配置灵活性，主要的震荡频率、滞回电压等都是内部可编程，不依赖于外部的阻容器件，所以精度很高。比如在室温下，频率精度高于优于1%，这比常见到的555定时器电路都要好。
当然，相比于传统的555电路， DAC53701还具有一定的局限性， 比如它的价格还是偏高，工作电压范围比较窄（1.8V - 5.5V），静态功耗略高于CMOS的555集成电路等。
本文给出了基于DAC53701来实现555定时器主要功能的方案。在产生信号的精度上，DAC53701具有很大的优势。
**555 timer - large inaccuracies with precision components [duplicate: https://electronics.stackexchange.com/questions/530405/555-timer-large-inaccuracies-with-precision-components
[2]LTC6900CS5: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/117573/LINER/LTC6900CS5.html
[3]USING THE 555 TIMER IC IN SPECIAL OR UNUSUAL CIRCUITS: https://www.nutsvolts.com/magazine/article/using-the-555-timer-ic-in-special-or-unusual-circuits
[4]555 Precision Timers Datasheet: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555.pdf
[5]Considering TI Smart DACs As an Alternative to 555 Timers: https://www.ti.com/lit/an/slaae33/slaae33.pdf?ts=1653637320731&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FNA555%253Fdcmp%253Ddsproject%2526hqs%253Dsw%2526%2526bm-verify%253DAAQAAAAF_____7ChX7qvvwKDDGLGGIVFhQnbmpbi0ypnmmjfi-zO8Q-gxvAnkelomogZPLuV9nyoWbvEQof_hHp6uPLuQWuHY_-IwLQ45A0gnUSQTLYefmBpDWuylc5I-WL9ESyE284TVjtdi9XDQoqN9jug0lPoriiAwgtRSe5jt2LvGj51KxcNFBwmdPPiax9iU6gvj-xyxk_R2UhxjiePA-IiIBOiwFDc1Hg9itYoWH_0Hwu97DbwvsaaTvUF9pw3PkP_UBpaCwKXCfEr_rCJg9IAMtDrI-BZ1pJJOQ
