数字电子技术 单稳态触发器.ppt

8 1单稳态触发器 8 2施密特触发器 8 3多谐振荡器 8脉冲波形的变换与产生 4 掌握由555定时器组成的多谐 单稳 施密特触发器的电路 工作原理及外接参数及电路指标的计算 1 正确理解多谐振荡器 单稳态触发器 施密特触发器的电路组成及工作原理 2 掌握多谐 单稳 施密特触发器MSI器件的逻辑功能及主要指标计算 3 掌握555定时器的工作原理 教学基本要求 8 1单稳态触发器 8 1 1用门电路组成的微分型单稳态触发器 8 1 2集成单稳态触发器 8 1 5用555定时器构成的单稳态触发器 8 1 4555定时器 8 1 3单稳态触发器的应用 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态 单稳态触发器的工作特点 在外来触发信号作用下 电路由稳态翻转到暂稳态 由于电路中RC延时环节的作用 暂稳态不能长保持 经过一段时间后 电路会自动返回到稳态 暂稳态的持续时间仅取与RC参数值有关 8 1单稳态触发器 门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器 不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器 按电路形式不同 单稳态触发器的分类 工作特点划分 8 1 1用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器 1 电路 CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器 CMOS或非门构成的微分型单稳态触发器 稳态为1 稳态为0 电路处于一种稳态 设定CMOS反相器的阈值电压 工作原理 b 外加触发信号 d VTH c 电容充电 电路由暂稳态自动返回到稳态 I2 VTH 产生如下正反馈过程 tw 0 7RC 1 输出脉冲宽度tw 2 恢复时间tre tre3 d 3 最高工作频率fmax 3 主要参数的计算 vC 0 0 vC VDD RC VTH VDD 2 RCln2 8 1 2集成单稳态触发器 不可重复触发 可重复触发 被重复触发 1 不可重复触发的集成单稳态触发器74121 触发信号控制电路 微分型单稳触发器 电路的连接 R 外接电阻或采用内部电阻 C 外接电容 输出脉冲宽度 tw 0 7RC 电路的不可重复触发特性 1 工作原理 在暂稳态期间即使有触发信号输入 但由于G4门在此期间关闭 不会被再次触发 电路属于不可重复触发单稳态触发器 2 集成单稳态触发器74121 A1 A2是下沿有效的触发信号输入端 B是上沿有效的触发信号输入端 集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法 b 使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式 a 使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式 一 555定时器的电路结构 8 1 4集成555定时器 电压比较器的功能 v v vO 1v v vO 0 由以下几部分组成 1 三个5k电阻组成的分压器 2 两个电压比较器C1和C2 3 基本RS触发器 4 放电三极管T及缓冲器G 电路符号 二 工作原理 1 3VCC 2 3VCC 1 4脚为复位输入端RD RD为低电平时 不管其他输入端的状态如何 输出vo为低电平 正常工作时 应将其接高电平 Q V01 2 5脚为电压控制端 当其悬空时 比较器C1和C2的比较电压分别为2 3VCC和1 3VCC 3 2脚为触发输入端 6脚为阈值输入端 两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出 从而控制RS触发器 决定输出状态 1 3VCC 2 3VCC 功能表 Q V01 8 1 5单稳态触发器 单稳态触发器 有一个稳态和一个暂稳态 在触发脉冲作用下 由稳态翻转到暂稳态 暂稳状态维持一段时间后 自动返回到稳态 用555定时器组成单稳态触发器 1 电路 VCC 外加触发信号Vi 1 3VCC 电路转换到暂态 输出为1 触发信号消除后 电容充电电路自动转换到稳态输出为0 Q VO1 2 vI下降沿触发当vI下降沿到达时 vO由0跳变为1 电路由稳态转入暂稳态 1 无触发信号输入 i 1 3VCC 时电路工作在稳定状态当vI 1时 接通电源 电路工作在稳定状态 即vO 0 vC 0 3 暂稳态的维持时间在暂稳态期间 三极管T截止 VCC经R向C充电 时间常数 1 RC vC由0V开始增大 在vC上升到2 3VCC之前 电路保持暂稳态不变 4 自动返回时间 当vC上升至2 3VCC时 vO变0 电路由暂稳态重新转入稳态 5 恢复过程 当暂稳态结束后 C通过饱和导通的T放电 时间常数 2 RCESC 由于RCES很小 所以放电很快 C放电完毕 恢复过程结束 Q tw RC1n3 1 1RC 2 工作波形及输出脉宽的计算 不可重复触发单稳态电路 例1 单稳态触发器构成定时检测 单稳态的应用 1 定时 2 整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI 整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO vO的幅度取决于单稳态电路输出的高 低电平 宽度tW决定于暂稳态时间 3 延时 4 触摸定时控制开关 555定时器构成单稳态触发器 只要用手触摸一下金属片P 由于人体感电压相当于在触发输入端 管脚2 加入一个负脉冲 555输出端输出高电平 灯泡 RL 发光 当暂稳态时间 tW 结束时 555输出端恢复低电平 灯泡熄灭 该触摸开关可用于夜间定时照明 定时时间可由RC参数调节 5 触摸 声控双功能延时灯 555和T1 R3 R2 C4组成单稳定时电路 定时 即灯亮 时间约为1分钟 当击掌声传至压电陶瓷片时 HTD将声音信号转换成电信号 经T2 T1放大 触发555 使