《数字电子电路》课程设计-简易数显电子钟设计.doc

1 西华大学课程设计说明书 摘要：摘要： 简易数显电子钟主要有三部分构成：函数信号发生器 计时电路 整点报时。 晶振提供一个频率稳定准确的 32768hz 的信号，经过分频器分频的到 1hz 稳定 准确的函数信号，做为计数器的脉冲信号，六个计数器串行连接，分别采用十 进制和六进制计数（时十位为三进制计数） ，通过 7448 译码器和显示器显现出 来，计数周期为 24 小时。当分钟两位同时为零时通过单稳态触发和 0.5hz 函数 信号共同作用多谐振荡，通过控制单稳态触发时间来控制多谐震荡时间，从而 控制响铃时间。 关键字关键字：晶体振荡器、分频器、译码显示 abstract：the simple number reveals the electron clock mainly to have three parts of constitutions:the function signal generating device timing circuit integral point reports time. the crystal oscillator provides frequency stable accurate 32768hz the signal. after frequency divider frequency division to 1hz stable accurate function signal,does for the counter pulse signal. six counter serial connections,uses the decimal base and the senary counting separately (when ten for ternary notation counting). comes out through 7448 decoders and the monitor appearances,the counting cycle is 24 hours. when at the same time minute two affects the multi- harmonic vibrations together for the zero hour through monostable triggering and the 0.5hz function signal, through controls the monostable triggering time to control the multi-harmony shake time,thus control bell time. keywords: crystal oscillator、 the frequency divider、decoding display 2 西华大学课程设计说明书 目目 录录 一.前言 3 二.慨述与基本组成 5 三.单元模块设计 1.电源信号 5 2.信号发生器 7 1）晶体振荡电路 8 2）分频电路 9 3.计数器 10 1）分.秒计数器 11 2）时计数器 12 4.译码显示电路 13 5.自动报时电路 16 四.主要元器件介绍 18 1.cd4060 18 2.555 18 3.74ls161 24 五、系统功能、指标参数 25 六、设计总结 26 附 录 27 3 西华大学课程设计说明书 前言：前言： 电子技术基础课程设计是在“电子技术基础”课程之后，集中安排的重要 实践性教学环节。学生运用所学的知识，动脑又动手，在教师指导下，结合某 一专题独立地开展电子电路的设计与实验，培养和提高分析、解决实际电路问 题的能力。它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。 课程设计的任务一般是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。 需要学生综合运用“电子技术基础”课程的知识，通过调查研究、查阅资料、 方案论证与选定；设计和选取电路及元器件；组装和调试电路，测试指标及分 析讨论，完成设计任务。课程设计不能停留在理论设计和书面答案上，需要运 用实验检测手段，使理论设计逐步完善，做出达到指标要求的实际电路。通过 这种综合训练，学生可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本 技能，培养分析解决电路问题的实际本领，为以后毕业设计和从事电子电路实 际工作打下基础。课程设计主要是围绕一门课程的内容所做的综合练习。题目 出自实际电路，一般没有固定的答案。但由于电路比较简单、定型，又不是真 实的生产、科研任务，所以学生基本上能有章可循，完成起来并不困难。这里 的着眼点是让学生从理论学习的轨道上逐步引向实际方面来，把过去熟悉的定 性分析、定量计算逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来，掌握工程设计 的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。 数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原 理和其具体的使用方法。在连接六进制,十进制,六十进制的进位及十二进制的接 法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找 出错误所在并及时纠正了。在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候 仿真和电路连接并不是完全一致的, 数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电 路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通 过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。 4 西华大学课程设计说明书 简易数显电子钟简易数显电子钟 设计任务与要求： 1 设计一个数显电子钟,时间由 6 个数码管和 4 个发光二极管进行显示,显示方 式为:hh:mm:ss: 2 显示时间为 24 小时制.(注意:小时的十位具有 0,1,2,三种状态,个位有十进 制和四进制两种). 3 要求走时精度在 24 小时内误差不超过 30 秒. 4 整点报时:在整点的时候发出 10 次声响,每次持续 1 秒,间隔 1 秒;声音频率 自由选择. 5 设计所需支流电源 5 西华大学课程设计说明书 数字钟设计 一一慨述与基本组成慨述与基本组成： 数字钟是一个将时、分、秒显示给人的视觉器官的计时装置。它的计时周 期为 24 小时，显示满刻度为 23 时 59 分 59 秒，另外还有报时功能。所以，数 字钟主要由脉冲源、计数器、译码器、数码管和整点报时电路组成。如图一所 示: 译码驱动译码驱动译码驱动译码驱动译码驱动译码驱动 时十位 计数 时十位 计数 时十位 计数 时十位 计数 时十位 计数 时十位 计数 晶体振荡 电路 分频器 电路 整点报时 电路 分频器 电路 分频器 电路 32768hz2hz 1hz 0.5hz 图一 1.1. 电源信号：电源信号：+5v+5v 电源电源 将 220v 的电压变成 lm309 可用的电压，电源变压器是将交流电网 220v 的电压所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直 流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加 以滤除，从而得到平滑的支流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一 6 西华大学课程设计说明书 般有 10%左右的波动） 、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路 之后，还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温 度变化时，维持输出直流电压稳定。方框图如下。 通过 309 之后在由电阻分压就可以向 cc7107 输入有效的电压值。最后 再由 cc7107 向 led 输入电压，最后由 led 显示出其电压值。而 cc7107 的 供电部分，是通过使用 7805 和 7905 分别向它的 35 和 26 引脚输入+5v 和- 5v 的电压使其工作。 对 cc7107 的输入是选用两个运放，一个是反比例缩小 100 倍的，另一 个是 1:1 的反比例运放。但是考虑到设计的简略性和可使用性，所以改有 了电阻分流。这样就不用再设计一个向运放提供+12v 和-12v 的电压。电阻 分流使得设计变得简单而且也节约了设计的成本，使得可行性提高。 桥式整流电路： 电路如图所示，图中最做边为压器，它的作用是将交流电网电压 v1 变成整 流电路要求的交流电压： rl 是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管 d1d4 接成的电桥形式，故有 桥式整流电路之称。 7 西华大学课程设计说明书 2.2.信号发生器：信号发生器：1hz 脉冲信号脉冲信号 为了产生精确的秒信号，必须有信号发生器即振荡器。从数字电路课中可 知，振荡器的频率和稳定度越高，形成的钞信号就越准确。为了简便可行，用 电子表的石英晶体构成频率为 32768hz（215）的振荡器，然后经过 15 次二分 频就可以得到秒信号。采用 14 位二进制串行分频器 cd4060，接石英晶体 jn 即 可直接实现振荡与分频功能。因其输出是 2hz 的信号，需再接一个二分频器就 可以得秒信号，见图二 ： 1hz 脉冲信号 8 西华大学课程设计说明书 图二 ）晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳 定。 图中所示电路通过非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡 电路，这个电路中内部结构为非门与与外部的晶体、电容和电阻 构成晶体振荡器电路，另一个非门实现整形功能，将振荡器输出的近似于 正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻为非门提供偏置，使 电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电 容、与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同 时提供了一个度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振 荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出 频率的稳定和准确。 晶体 xtal 的频率选为 32768hz。该元件专为数字钟电路而设计，其频率 较低，有利于减少分频器级数。 从有关手册中，可查得 c1、c2均为 30pf。当要求频率准确度和稳定度 更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。 由于 cmos 电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻 r1可选为 10m。较高 的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。 非门电路可选 74hc00。 9 西华大学课程设计说明书 coms 晶体振荡器 ）分频器电路 通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到z 的秒信号输 入，需要对振荡器的输出信号进行分频。 通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级进制计数器来实 现。例如，将z 的振荡信号分频为z 的分频倍数为 （），即实现该分频功能的计数器相当于极进制计 数器。常用的进制计数器有等。 本实验中采用 cd4060 来构成分频电路。cd4060 在数字集成电路中可实 现的分频次数最高，而且 cd4060 还包含振荡电路所需的非门，使用更为方 便。 计数为级进制计数器，可以将z的信 号分频为z，其内部框图如图 3-3 所示，从图中可以看出， 的时钟输入端两个串接的非门，因此可以直接实现振荡和分 频的功能。 10 西华大学课程设计说明书 3计数器计数器: 有了标准秒信号后，就可以根据 60 秒为 1 分、60 分为 1 小时、24 小时为 1 天的计数周期。将这些计数器适当连接，就可以形成时、分、秒的计数，从而 实现计时功能。若计数器从 0 时、0 分、0 秒开始计数，那么任何时刻计数器里 的数就表示该时刻的时间。在此数字钟，用同步十进制加法计数器 74161 来分 别组成时、分、秒计数器。 1）分、秒计数器： 分、秒计数器都是由两个同步十进制加法计数器级联而成，其中个位连接 成 10 进制加法计数器，十位连接成 6 进制加法计数器，再通过由振荡器产生的 标准秒信号作用来实现 60 进制计数功能。此数字钟的分、秒计数器的组成。如 图三所示。 11 西华大学课程设计说明书 图三 该电路的工作原理如下： 以秒计数器为例来讲述两个计数器的工作原理。如图四，用同步十进制加 法计数器 74161、b 级联组成了 60 进制加法计数器。计数器 a 组成了 10 进制 加法计数器，其起始状态为 qa4qa3qa2qa1=0000(秒个位)， qb4qb3qb2qb1=0000(秒十位)。当标准秒信号上升沿到达时，计数器 a 开始计数， 从 0000 至 1001，即从 0 至 9，当到达状态 1001，即 9 的时候，计数器 a 的进 位端(rcoa) 产生了为高电平的进位信号(该进位端直接与秒十位计数器 b 的时 钟脉冲端(clkb)相连)，进位信号进入秒十位的时钟脉冲端作为计数器 b 的时 钟脉冲信号，使秒十位开始计数。重复以上计数器 a 的工作过程，当计数器 b 到达过渡状态 0110 时，在 qb3端及 qb2端分别产生了为高电平信号，因为计数 器 b 是采取异步复位反馈法连接成 60 进制加法计数器，所以该信号通过与非 门 1 形成低电平的复位信号并反馈到计数器 b 的复位端(clrb)，使整个秒计数 器全部回复起始状态，秒计数器重新计数。同时，因为该复位端又与整个分计 信号输出端 脉冲信号输入端 12 西华大学课程设计说明书 数器的时钟脉冲端(clkc及 clkd)直接相连，所以该复位信号也作为分计数器 的时钟脉冲信号，使分计数器也进行计数。 分计数器的工作原理与秒计数器基本相同，其区别在于: 分计数器的时钟 脉冲信号为秒十位的与非门 1 产生的复位信号;以及分十位产生的复位信号作为 时计数器的时钟脉冲信号。 2）时计数器：）时计数器： 时计数器也是由两个同步十进制加法计数器采用异步复位反馈法级联而成， 但其时钟脉冲信号是来自分十位的复位信号；而该计数器的复位信号是采样自 时个位的 qe3端以及时十位的 qf2端。此数字钟的时计数器的组成如图四所示。 图四 该电路的工作原理如下： 脉冲信号 13 西华大学课程设计说明书 时计数器的起始状态为 qe4qe3qe2qe1=0000(时个位)， qf4qf3qf2qf1=0000(时十位)。当分十位复位信号的上升沿到达时，计数器 e 开 始计数，从 0000 至 1001，即从 0 至 9，当到达过渡状态 1001，即 9 的时候， 计数器 e 的进位端(rcoe) 产生了为高电平的进位信号,该信号另使能端(entf) 为高电平，计数器 f 开始计数。重复以上计数器 e 的工作过程，当计数器 e 到 达状态 0100，计数器 f 到达状态 0010 时，在 qe3端和 qf2端分别产生了高电平 信号，因为整个时计数器是采用异步复位反馈法级联而成，所以该信号通过与 非门形成低电平的复位信号并反馈到计数器 e 和计数器 f 的复位端(clre及 clrf)。使整个时计数器全部回复起始状态，时计数器重新计数。 4、译码显示电路、译码显示电路 当数字钟的计数器在标准秒信号的作用下，按 60 秒为 1 分、60 分为 1 小时、24 小时为 1 天的计数规律计数时，就应将其状态显示成清晰的数字符 号，这就需要将计数器的状态进行译码并将其显示出来。在此数字钟，用七段 字型译码器 7448 和七段字型数码显示器组成译码显示电路。 该电路的工作原理如下：计数器实现了对时间的累计以 8421bcd 码形式输出， 选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑 和一定的电流，本设计选用的是 7448 作为显示译码电路，选用 led 数码管作为 显示单元电路。另外有 4 个发光二极管组成 4 个点。右边两个相当于时钟的秒 针，它在 1 秒内亮 0.5 秒、熄 0.5 秒，在电路中接一个三极管以实现这一过程。 因为七段字型译码器 7448 的输出为高电平，所以七段字型数码显示器内的 发光二极管采用共阴极接法。8421bcd 码由 7448 的代码输入端 q4q1(da)输入， 14 西华大学课程设计说明书 通过 7448 进行译码，译码后的信号在 7448 的译码输出端(oaog)输出，用该信 号来控制七段字型数码显示器内部的发光二极管的导通和截止，从而就能清晰 地显示出译码的结果。 极管的正向工作电压一般为 1.53v，译码器的输出推 动信号需要几毫安至十几毫安，为防止发光二极管因过流而损坏，所以在译码 器和数码显示器间接入排电阻，从而保护了数码显示器内的发光二极管。 led 显示与单片机接口显示与单片机接口 常用的 led 显示器有 7 段（或 8 段，8 段比 7 段多了一个小数点“dp”段。 这种显示器有共阳极和共阴极两种。该设计中选用的是共阴极。如图。共阴极 led 显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常该共阴极接地。当某个发光 二级管的阳极为高电平时，发光二级管点亮，相应的段被显示。 a b c d e f g dp led a b c d e f g dp 共阴 led 的内部结构和外型 使用 led 显示器时，为了显示数字或符号，要为 led 显示器提供代码，因 为这些代码是通过段的亮与灭来显示不同字型的，因此称之为段码。 7 段发光二极管，再加上一个小数点位，共计 8 段。因此提供给 led 显示器 的段码正好一个字节。各段字节中各位的对应关系如表： 表中、led 各段字节中各位的对应关系 15 西华大学课程设计说明书 显示数 dpgfedcba 段码 0001111113fh 10000011006h 2010110115bh 3010011114fh 40110011066h 5011011016dh 6011111017dh 70000011107h 8011111117fh 9011011116fh 由于单片机 i/o 的电气特性决定了单片机的端口的驱动能力有限，一般的， 单片机的端口只是驱动 ttl 电平，不提供或者提供很小的驱动电流，所以在带 负载时，单片机应当在 i/o 口上加上驱动芯片。该设计中使用 uln2803 驱动芯 片。 发光二极管工作电流在10ma左右，而一般i/o接口不能提供这么大的电流 需要使用驱动电路，常用的有uln2003a，7段驱动，uln2803 8段驱动。 led 与单片机的接线如图五所示。 16 西华大学课程设计说明书 a b c d e f g dp led2 led+ a b c d e f g dp led3 led+ a b c d e f g dp led4 led+ a b c d e f g dp led5 led+ a 7 b 1 c 2 d 6 lt 3 bi/rbo 4 rbi 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 u2 7448 a 7 b 1 c 2 d 6 lt 3 bi/rbo 4 rbi 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 u3 7448 a 7 b 1 c 2 d 6 lt 3 bi/rbo 4 rbi 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 u4 7448 a 7 b 1 c 2 d 6 lt 3 bi/rbo 4 rbi 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 u5 7448 d3 led1d1 led1 d2 led2 d4 led2 t2 13005 +5+5+5+5 +5 +5 r1 1k r1 1k 1hz q0q1q2q3q0q1q2q3q0q1q2q3q0q1q2q3 图 五 55自动报时电路自动报时电路 (1)(1)音响电路音响电路 音频振荡器音频振荡器 音频振荡信号 v 可为正弦波或矩形拨，一般 201000hz（柔和的音频范围） ，可选用多种方案实现，如 rc 环行振荡器 自激对称多谐振荡器 555 集成定 时器构成的振荡器等。 音响控制电路 用 ttl 功率门或集电极开路门（oc 门）可以直接驱动小功率喇叭发声，如 17 西华大学课程设计说明书 图四。若 vk 是周期 1s 的矩形波，则会产生响一下停一下，响停共一秒的声音。 q 是报时控制信号。 （2 2）自动报时原理图：）自动报时原理图： 报时信号 1hz 脉冲信号 18 西华大学课程设计说明书 其中第一个 555 定时器为单稳态触发器,脉宽为 20 秒，将其与分频后输 出的 0.5hz 信号经 coms 与非门与非后再输入第二个 555 定时器（多谐振荡 器）的第 4 脚，使扬声器能够发出声响。并且其脉宽为 t=tp+th=2 秒，其 中 tph 为响 1 秒的时间，thl 为间隔 1 秒的时间。即实现整点时发出 10 次 声响,每次持续 1 秒,间隔 1 秒的功能。 66 主要元器件介绍主要元器件介绍 1.1. cd4060cd4060 cin 11 cout 9 cout 10 rst 12 q4 7 q5 5 q6 4 q7 6 q8 14 q9 13 q10 15 q12 1 q13 2 q14 3 vdd 16 vss 8 ic1 cd4060 图 13. cd4060 的引脚图 2.2. 555555 定时器定时器 555 定时器的电路结构 19 西华大学课程设计说明书 555 定时器是一个多用途的模拟-数字混合集成电路。555 定时器的内部电 路结构如图 5-1 所示。 由图 5-1 可见，555 定时器内部电路由电压比较器 c1和 c2，rs 触发器和集 电极开路的三极管 t 三部分组成。 555 定时器有两个输入端，一个输出端，共 8 个引脚。器件的第 6 脚接电压 比较器 c1的反相输入端，称为阈值端，用符号 th 来标注；第 2 脚接电压比较 器 c2的同相输入端，称为触发端，用符号 来标注；第 5 脚是控制电压输入 端，用符号 vco来标注；第 4 脚是 rs 触发器的复位端；第 3 脚是信号输出端， 第 1 脚是接地端，第 8 脚是电源电压输入端。 由图 5-1 可见，当第 5 脚悬空时，第 8 脚所接的电源电压 vcc 经三个 5k 的电阻 r 分压，电压比较器 c1同相输入端的电压为 ，该电压是电压比较 器 c1的参考电压；电压比较器 c2反相输入端的电压为 ，该电压是电压比 较器 c2的参考电压。 20 西华大学课程设计说明书 555 定时器的工作原理是：当输入电压 时，电压比较 器 c1反相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器 c1的反相输入 端输入一个负极性的信号，电压比较器 c1的输出电压为正极性的信号，即高电 平信号“1”；电压比较器 c2同相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在 电压比较器 c2的同相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器 c2的输出电压 为负极性信号，即低电平信号“0”；rs 触发器被置位，输出电压 u0等于 1。 当输入电压 时，ui2从 变化到 时，电压比较器 c1 反相输入端的输入电压小于参考电压，电压比较器 c1的输出电压为高电平信号 “1”；电压比较器 c2同相输入端的输入电压从小于参考电压变化到大于参考 电压，电压比较器 c2的输出电压从低电平信号“0“变为高电平信号“1”；rs 触发器处在保持的状态，保持 时的输出状态，输出电压 u0 等于 1。 当输入电压 时，电压比较器 c1反相输入端的输入电压 大于参考电压，相当于在电压比较器 c1的反相输入端输入一个正极性的信号， 电压比较器 c1的输出电压为负极性的信号，即低电平信号“0”；电压比较器 c2同相输入端的输入电压大于参考电压，相当于在电压比较器 c2的同相输入端 输入一个正极性的信号，电压比较器 c2的输出电压为正极性信号，即高电平信 号“1”；rs 触发器被复位，输出电压 u0等于 0。 当输入电压 时，ui1从 变化到 时，电压比较器 c2 同相输入端的输入电压大于参考电压，电压比较器 c2的输出电压为高电平信号 “1”；电压比较器 c1反相输入端的输入电压从大于参考电压变化到小于参考 电压，电压比较器 c1的输出电压从低电平“0”变为高电平“1”；rs 触发器处 在保持的状态，保持 时的输出状态，输出电压 u0等于 0。 21 西华大学课程设计说明书 555 定时器输出与输入的关系也可用功能表来描述，555 定时器的功能表如 表 5-1 所示。 表 5-1 555 定时器的功能表 rd u6（th） u2(tr) u0v1 0 cc u 3 2 cc u 3 1 0 导通 1 cc u 3 2 cc u 3 1 1 截止 1 cc u 3 2 cc u 3 1 0 导通 1 cc u 3 2 cc u 3 1 不变不变 用 555 定时器组成单稳态电路 用 555 定时器也可以组成单稳态电路，由 555 定时器组成的单稳态电路如 图 5-5 所示。 22 西华大学课程设计说明书 单稳态电路的工作原理是：在正常的情况下，电路的输入信号端接 的高电平信号，电容 c 上的电压 uc=0， 555 定时器的输入状态满足 ， 的条件，根据表 5-1 可得，555 定时器内部的电压比较 器 c1和 c2的输出电压都是高电平“1”，555 定时器内部的 rs 触发器处在记忆 的状态，记住 q=0 的低电平状态，555 定时器内部的三极管 t 导通，单稳态电 路保持输出低电平的状态，电路的输出电压 uo=0，该状态是单稳态电路的稳定 态。 若在单稳态电路的输入端加上一个负脉冲的触发信号，在负脉冲信号的触 发下，555 定时器内部的电压比较器 c2的输出电压为低电平信号“0”，电压比 较器 c1的输出电压为高电平信号“1”，555 定时器内部的 rs 触发器被置位， rs 触发器处在 q=1 的状态，单稳态电路的输出为高电平，电路的输出电压为 uo=1。当单稳态电路的输出 uo=1 时，因 555 定时器内部 rs 触发器的输出 q=1， ，所以，三极管 t 截止，电源 vcc经电阻 r 向电容 c 充电，使电容两端的 电压 uc增大，当电容 c 两端的电压 时，555 定时器内部的电压比较 器 c1的输出电压为低电平信号“0”，电压比较器 c2的输出电压因负脉冲触发 信号的消失变成高电平信号“1”，555 定时器内部的 rs 触发器被复位，rs 触 发器的状态为“0”，单稳态电路自动回到输出电压 uo=0 的稳定态。 当 555 定时器内部的 rs 触发器处在状态“0”时，555 定时器内部的三极管 t 导通，电容 c 通过三极管 t 放电，使电容两端的电压恢复到 uc=0 的状态，为 下一次充电作准备。 由上面的讨论可见，单稳态电路输出电压 uo=1 的状态不是电路的稳定态， 该状态仅在负脉冲触发信号作用后的短时间内出现，称为电路的暂稳态。单稳 态电路的工作波形图如图 5-6 所示。 23 西华大学课程设计说明书 由图 5-6 可见，单稳态电路在负脉冲信号的触发下，电路进入输出电压 uo=1 的暂稳态，暂稳态所持续的时间用 tw来表示，利用电容充电过程的三要素 公式可求得 tw的大小。利用三要素公式求 tw的过程如下： 根据单稳态电路工作的特点可得电路的三要素为 uc（0）=0，uc（） =vcc，=rc。将电路的三要素代入电容充电过程的三要素公式可得： 由式 5-3 可见，单稳态电路暂稳态所持续的时间 tw与 rc 有关，改变 rc 的 值，即可改变单稳态电路暂稳态所持续的时间。 用 555 定时器组成多谐振荡器 用 555 定时器组成的多谐振荡器如图 5-8 所示。 24 西华大学课程设计说明书 图 5-8 所示电路的工作原理是：设接通电源时，电路的输出状态为高电平。在 这种情况下，555 定时器内部的三极管 t 截止，电源 vcc通过电阻 r1和 r2对电 容 c 充电，当电容 c 两端的电压充电到大于 时，555 定时器内部的 rs 触 发器被复位，电路的输出为低电平。 当电路的输出为低电平时，555 定时器内部的三极管 t 导通，电容 c 通过电 阻 r2放电，当电容 c 两端的电压放电到小于 时，555 定时器内部的 rs 触 发器被置位，电路的输出又恢复到高电平。多谐振荡器周而复始地重复上述的 过程输出高、低电平交替变化的方波信号。多谐振荡器上述工作过程的波形图 如图 5-9 所示。 根据 rc 电路充，放电过程的三要素公式可得多谐振荡器输出方波信号的 频率。由