第7章 触发器与时序逻辑电路

1、1 2 输出状态不只与现时的输入有关，还输出状态不只与现时的输入有关，还 与输出原来的状态有关；与输出原来的状态有关； 触发器是有记忆功能的逻辑部件；触发器是有记忆功能的逻辑部件； 按功能分类：按功能分类：R-S触发器、触发器、D型触发器、型触发器、 JK触发器、触发器、T型触发器等。型触发器等。 7.1 双稳态触发器双稳态触发器 触发器是组成时序逻辑电路的基本单元触发器是组成时序逻辑电路的基本单元 3 若若S合上合上 , 则则 ui = 1 。 48 1 6 2 3 5 7 uo ui UCC R RT C D TH TL S 555 111 48 1 6 2 3 5 7 uo ui UCC

2、 R RT C D TH TL S 555 ui R RT C D TH TL S N1 N2 UCC uo RD 8 7 6 4 5 3 2 1 R R R + - + - 555内的晶体管内的晶体管T也由截止变成导通也由截止变成导通 , 电容电容C 迅速放电而迅速放电而uC变成变成 0V。 0 ui 0 uCT 2UCC /3 0 uo t t t ui R RT C D TH TL S N1 N2 UCC uo RD 8 7 6 4 5 3 2 1 R R R + - + - 未按未按 S2 , 当然当然 TH UCC / 3 , TH 2UCC / 3 , 未按未按 S1 , 当然当然

3、 TL UCC / 3 , 这时这时 uo = 0 , 电机停止运行电机停止运行。 如果松开如果松开 S2 , 电机仍不电机仍不 转动转动 。 119 例例3. 照明灯定时控制电路照明灯定时控制电路 48 1 6 2 3 5 7 uo ui UCC R RT CT D TH TL S 由以上过程可以看出由以上过程可以看出 : 按钮每按动一按钮每按动一 次次 , uo 便输出一个正脉冲便输出一个正脉冲,其宽度其宽度 TW 由由 RT CT 决定决定 。 0 t ui 0 t uCT 2UCC /3 0 t uo TW 120 48 1 6 2 3 5 7 uo ui UCC R RT CT D

4、TH TL S J J D1 D2 按一下按一下 按钮按钮 S 未按未按 uo 0 J的线圈的线圈 不通电不通电 J 的触点的触点 不动作不动作 灯灯 亮亮 1 通电通电闭合闭合 灭灭 灯亮的时间为：灯亮的时间为：TW = 1.1 RT CT 121 7.4.3 由由555组成的多谐振荡器组成的多谐振荡器 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC uC 0 t UCC /3 2/3UCC 0 t uo 输出波形输出波形 多谐振荡器多谐振荡器-矩形波发生器矩形波发生器 1. 555组成的组成的多谐振荡器多谐振荡器 122 设电容设电容C 原先未充电

5、原先未充电, 故故 TH = TL UCC /3 , 此时此时 uo = 1 , 555内的晶体管内的晶体管 T 截止截止 , 电源通过电源通过 R1 和和 R2 对电容对电容 C 充电。充电。 uC 0 t UCC /3 2/3UCC 0 t uo 在在 uC 没有充电到没有充电到 2UCC /3 之前之前, uo 保持保持 1 不变。不变。 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC 工作原理：工作原理： 123 uC 0 t UCC /3 2UCC /3 0 t uo uC一旦充至一旦充至2UCC /3，则，则 TH = TL =2UCC /

6、3 、uo由由1翻转为翻转为 0 。 同时同时555内的晶体管内的晶体管 T 导通导通,电电 容容 C 经经 R2 、T放电放电, 一直至一直至 UCC /3 ，使得，使得uo 回到回到 1 , 进入进入 循环循环 . t1t2t3 在在 uC一旦一旦充电到充电到 2UCC /3 , uo由由1翻转为翻转为 0 。 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC 124 0 t uo uC 0 t UCC /3 2 /3UCC T1T2 输出方波的输出方波的周期周期 T的计算的计算: T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 4

7、8 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC 工作波形：工作波形： 125 0 t uo uC 0 t UCC /3 2 /3UCC T1T2如何改变方波的如何改变方波的占空比占空比？ 改变改变充放电回路充放电回路的的时间常数时间常数即可，如图：即可，如图： 充电时间常数充电时间常数： T1 =（R1+R2）C 放电时间常数：放电时间常数：T2 =R2C 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC 126 例例1 压控振荡器压控振荡器 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C 555 D TH TL u

8、o UCC um um为一个可调电压。为一个可调电压。 um越大越大，则输出脉冲，则输出脉冲uo 的周期越大的周期越大，频率越小。频率越小。 um越小，越小， uo的周期越小，的周期越小， 频率越大频率越大。 即即um大小控制输出脉大小控制输出脉 冲冲uo频率频率的大小。的大小。 电压频率变换器电压频率变换器 127 例例2 间歇音响电路间歇音响电路 调整调整R、C值使振荡器值使振荡器A频率为频率为1HZ，振荡器振荡器B频率为频率为1kHZ。 在在uo1输出为高电平时，输出为高电平时，B才能振荡。才能振荡。 uo1输出为低电平时，输出为低电平时， B复位，停止振荡。则扬声器发出复位，停止振荡。

9、则扬声器发出间歇音响。间歇音响。 1 6 2 3 5 7 RA2 RB2 C2 555 D uo 48 1 6 2 3 5 7 RA1 RB2 C1 555 D UCC 84 A B uo1 128 例例3. 简易电子琴电路简易电子琴电路 48 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C uC 555 D TH TL uo UCC 0 t uo uC 0 t UCC /3 2UCC /3 555 定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器: 输出波形输出波形 T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 129 48 1 6 2 3 5 7 R1 C 555 uo UCC R21

10、R28 S8S1 简易电子琴电路图简易电子琴电路图 简易电子琴简易电子琴:是通过改变是通过改变R2 的阻值来改变输出的阻值来改变输出 方波的周期方波的周期 , 使外接的喇叭发出不同的音调使外接的喇叭发出不同的音调 。 130 图形符号图形符号 施密特触发器施密特触发器是一种是一种波形变换波形变换电路，电路，将缓慢将缓慢 变化的输入波形，整形为适合于数字电路需要的变化的输入波形，整形为适合于数字电路需要的 矩形脉冲，矩形脉冲，常用于常用于波形变换、整形、和鉴幅。波形变换、整形、和鉴幅。 特点：特点： 具有滞回特性，抗干扰能力强具有滞回特性，抗干扰能力强 7.4.4 由由555组成的施密特触发器组成的施密特触发器 131 施密特触发器施密特触发器有两个稳定的工作状态：有两个稳定的工作状态： 当输入时信号由低向高变化并大于当输入时信号由低向高变化并大于UT+时，时， 电路翻到一个稳态，电路翻到一个稳态， uo输出为低电平输出为低电平。 当输入时信号由高向低变化并小于当输入时信号由高向低变化并小于UT-时，时， 电路翻到另一个稳态，电路翻到另一个稳态， uo输出为高电平输出为高电平。 U = UT+ - UT- 式中式中U称为回差电压，称为回差电压，回差电压回差电压U 越大，抗干扰能力越强。越大，抗干扰能力越强。 132 电压传输特性电压传输特性 o