时间:2025/12/27 3:45:37
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CD4059是CMOS大规模集成电路,属于可编程计数器/除法器系列,常用于频率分频、定时控制和数字系统中的计数操作。该芯片由意法半导体(STMicroelectronics)、德州仪器(Texas Instruments)等多家厂商生产,具有低功耗、宽工作电压范围和高噪声 immunity 的特点,适用于多种工业、通信和消费类电子应用。CD4059能够对输入时钟信号进行可编程分频,分频比可通过并行数据输入设定,最大可实现15位二进制/BCD码可编程计数,支持从1到999999之间的任意分频比设置。其内部结构包含移位寄存器、控制逻辑、减法计数器和输出锁存器,允许用户通过级联方式扩展计数能力。该器件采用标准16引脚DIP或SOIC封装,引脚兼容于其他4000系列CMOS逻辑器件,便于在已有设计中替换和集成。由于其灵活性和可靠性,CD4059广泛应用于测量仪器、频率合成器、电机控制、通信设备以及需要精确时间基准的系统中。
型号:CD4059
类型:可编程计数器/除法器
技术类型:CMOS
引脚数量:16
工作电压范围:3V 至 18V
静态电流:典型值 < 100nA(在5V下)
输入电平兼容性:与TTL及CMOS电平兼容
时钟频率最大值:典型值12MHz(依赖电源电压)
工作温度范围:-55°C 至 +125°C(军用级);0°C 至 +70°C(商用级)
封装形式:PDIP-16, SOIC-16
计数模式:可编程BCD或二进制减法计数
预置方式:串行加载或并行预置
输出类型:锁存输出
复位功能:异步清零
级联能力:支持多片级联以扩展计数范围
CD4059的核心特性之一是其高度灵活的可编程分频能力,允许用户根据具体需求设定任意的分频比。它通过一个串行或并行接口接收预设的计数值,该值决定了器件将输入时钟分频的具体比例。这种机制使得CD4059能够在无需更换硬件的情况下适应不同的系统频率要求,极大提升了设计的通用性和可维护性。其内部集成了一个15位的计数结构,可以配置为多个BCD(二进制编码十进制)段,从而实现从个位到十万位的完整十进制计数设置。每个BCD位都可以独立编程为0到9之间的数值,确保了极高的配置精度。
另一个显著特点是其低功耗性能。作为CMOS工艺制造的器件,CD4059在静态状态下几乎不消耗电流,仅在状态切换时产生动态功耗,因此非常适合电池供电或对能效敏感的应用场景。此外,其宽达3V至18V的工作电压范围使其能够兼容多种电源系统,无论是使用5V TTL系统的传统设计,还是采用更高电压驱动的工业控制系统,都能稳定运行。该芯片还具备良好的抗干扰能力,得益于CMOS技术固有的高噪声 immunity,可在电磁环境复杂的场合中可靠工作。
CD4059还支持多片级联功能,允许设计师将多个芯片串联起来构建更大规模的计数系统,例如实现百万级以上分频比或构建多位数字计时器。其输出端带有锁存功能,可以在不中断计数过程的情况下保持稳定的输出电平,避免因读取过程导致的数据波动。异步清零功能则提供了快速复位能力,便于系统初始化或故障恢复。所有这些特性共同使CD4059成为一个强大而可靠的数字计数解决方案,在没有现代微控制器的时代被广泛应用,并至今仍在一些专用设备和教学实验中保有重要地位。
CD4059广泛应用于需要精确频率分频和定时控制的电子系统中。在通信领域,它常被用于频率合成器和载波恢复电路中,作为本地振荡器的分频组件,以生成稳定的低频参考信号。在测试与测量仪器中,如频率计、时间间隔分析仪和信号发生器,CD4059可用于实现高精度的时间基准分割,提高测量分辨率。工业控制系统利用该芯片进行周期性任务调度、电机转速控制和定时报警功能,尤其适用于PLC扩展模块或自动化流水线中的延时控制单元。消费类电子产品中,如老式电子琴、计时器和厨房电器,也采用CD4059来实现节拍生成或倒计时逻辑。此外,在教育和科研领域,由于其结构清晰、逻辑直观,CD4059常被用作数字电路课程的教学实例,帮助学生理解可编程计数器的工作原理和时序控制机制。尽管现代设计更多地转向微控制器和FPGA方案,但在某些强调稳定性、低功耗或无需软件干预的嵌入式应用中,CD4059依然具有不可替代的优势。
MC14059B
HEF4059BP
NTE4059
CD4059AE