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1、第1页/共51页 1理解单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器的工作原理； 2熟悉常用的集成单稳态触发器； 3掌握典型的555定时器电路。本章的学习应掌握以下几点：第2页/共51页6.1 单稳态触发器一、单稳态触发器一、单稳态触发器 单稳态触发器是单稳态触发器是只有一个稳态的电路。只有一个稳态的电路。主要特点：主要特点： 1 1、在外界触发脉冲作用下，能从、在外界触发脉冲作用下，能从稳态稳态翻转到翻转到暂稳态暂稳态，在暂，在暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态维持一段时间后，再自动返回稳态稳态。 2 2、暂稳态维持时间的长短取决电路本身的参数，与触发脉、暂稳态维持时间的长短取决电路本身的参数，

2、与触发脉冲的宽度和幅度无关。冲的宽度和幅度无关。单稳态触发器被广泛应用于脉冲的单稳态触发器被广泛应用于脉冲的整形整形、定时定时和和延时延时等。等。第3页/共51页 单稳态触发器的构成：主要由门电路和RC电路构成 。 分类：根据RC电路的连接方式，单稳态触发器可分为微分型和积分型两类。 第4页/共51页6.1.1 单稳态触发器工作原理 1.电路组成及工作原理11Ov1GCdRdCIvDDVR2GOv1Iv1G1OvRCAv2GOv1&Vd第5页/共51页CMOS门电路则 DDOHVV0OLVDDTHVV21以微分型电路为例说明其主要工作原理第6页/共51页第7页/共51页第8页/共51页

3、第9页/共51页2.主要参数 (1) 输出脉冲宽度 输出脉冲宽度和电容的充电过程有关，设输出脉冲宽度为 ，则其等于进入暂稳态后， 从0增加到门G2的阈值电压VTH的时间。通过分析，可得wT2Iv( )(0 )ln( )ccwcTHvvTRCvV wT第10页/共51页(0 )cv为电容电压的初始值， ( )cv 为电容电压的稳态值。所以 (0 )0cv( )cDDvV ,假设阈值电压 12THDDVV得0ln12ln20.7DDwDDDDVTRCVVRCRC第11页/共51页(2)恢复时间 reT一般认为经过 (3 5)RC时间，电容已经放电完毕，即 (3 5)reTRC(3)最高工作频率ma

4、xfmax1wrefTT第12页/共51页 图 单稳态触发器 通用逻辑符号1 图 不可重触发单稳 态触发器波形vItOvOtOtWtWA B CD集成单稳态触发器分为集成单稳态触发器分为不可重触发不可重触发和和可重触发可重触发两种类型。两种类型。不可重触发单稳态触发器不可重触发单稳态触发器，是指，是指在暂稳态定时时间在暂稳态定时时间tW之内，若有新的之内，若有新的触发脉冲输入，电路不会产生任何响触发脉冲输入，电路不会产生任何响应。应。只有在电路返回到稳态后，电路只有在电路返回到稳态后，电路才受输入脉冲信号作用。输出信号脉才受输入脉冲信号作用。输出信号脉冲的宽度为冲的宽度为tW。输入脉冲输入脉冲

5、暂稳态定时时间暂稳态定时时间第13页/共51页 图可重触发单稳 态触发器波形vItOvOtOtWABCtWtWt可重触发单稳态触发器可重触发单稳态触发器，是指在暂稳态定时时间是指在暂稳态定时时间tW之内，若有新的触发脉冲输入，可被之内，若有新的触发脉冲输入，可被新的输入脉冲重新触发。新的输入脉冲重新触发。图图中，电路在受到中，电路在受到A输入脉冲触输入脉冲触发后，电路进入暂稳态。在暂稳态发后，电路进入暂稳态。在暂稳态tW期间，经期间，经t(ttW)时间后，又受到时间后，又受到B输入脉冲的触发，电路的暂稳态时输入脉冲的触发，电路的暂稳态时间又将从受间又将从受B脉冲触发开始，因此输脉冲触发开始，因

6、此输出信号的脉冲宽度将为出信号的脉冲宽度将为t+tW。采用可重触发单稳态触发器，只要在输出的暂稳态持续期采用可重触发单稳态触发器，只要在输出的暂稳态持续期tW结束前，再输入触发脉冲，就可方便地产生持续时间很长的结束前，再输入触发脉冲，就可方便地产生持续时间很长的输出脉冲。输出脉冲。第14页/共51页1. 74121的逻辑图和引脚图。1A2A&1111B34516910111G2G3G4G5G6G7G8G9GextCextRccVintR5Iv6Ov&1集成单稳态触发器74121 QQ信号控制电路单稳触发器缓冲电路第15页/共51页第16页/共51页OtA-1twOA2OBOQt

7、tttwtwt1t2t3t4t5t6图 74121工作波形工作波形：工作波形：第17页/共51页6.1.3 单稳态触发器的应用 1脉冲整形：单稳态触发器的输出脉冲宽度和幅度是固定的，可以将输入的不规则脉冲整型为具有一定幅度和一定宽度的脉冲。 2脉冲延时：可以用2片74121组成脉冲延时电路，并且可以通过改变单稳态触发器的R、C来调节延迟时间。第18页/共51页 3定时：如上图所示，使用单稳态触发器的正脉冲输出端控制一个与门，只有在单稳态触发器输出脉冲的时间内，信号才可能通过。电路各点波形如下图所示。 第19页/共51页6.2 多谐振荡器 多谐振荡器:是一种自激振荡电路，在接通电源以后不需要外加

8、触发信号，便能自动地产生一定频率和幅值的矩形脉冲。由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，所以又把产生矩形脉冲的振荡器称为多谐振荡器。 多谐振荡器构成:可由门电路构成，如非对称式多谐振荡器和对称式振荡器，也可用石英晶体等组成。而振荡器的输出脉冲频率则取决于RC定时电路。 第20页/共51页6.2.1 对称式多谐振荡器 第21页/共51页2. 工作原理1Iv2ov120oIvv使得和迅速跳变为高电平，电路进入第一个暂稳态。 第22页/共51页第23页/共51页1Iv0000tttt2Iv2Ov1OvTHVIKVIKVTHV图6-9 对称式多谐振荡器波形图第24页/共51页1. 构成6.2.2 非对

9、称式多谐振荡器第25页/共51页第26页/共51页6.2.3 石英晶体多谐振荡器 许多应用场合要求多谐振荡器的振荡频率十分稳定，而采用门电路则达不到要求。最简便的稳频方法是在多谐振荡器中接入石英晶体，构成石英晶体多谐振荡器。第27页/共51页2.原理0Xf电电容容性性电电容容性性电电感感性性第28页/共51页6.3施密特触发器一、施密特触发器一、施密特触发器 1、施密特触发器、施密特触发器是一种常用脉冲波形变换电路，可用来是一种常用脉冲波形变换电路，可用来波形变换波形变换，脉冲整形脉冲整形和和脉冲鉴频脉冲鉴频。还可用来组成还可用来组成单稳态触发器和多谐振荡器等单稳态触发器和多谐振荡器等。 2、

10、主要特点、主要特点 有有两个稳态两个稳态，是一种双稳态触发器。，是一种双稳态触发器。 属电平触发型属电平触发型，即依靠输入信号的电压幅度来触发和维，即依靠输入信号的电压幅度来触发和维持电路状态。持电路状态。 具有具有回滞特性回滞特性，既两个稳态的相互转换电平不等。，既两个稳态的相互转换电平不等。 第29页/共51页二、用门电路组成的施密特触发器二、用门电路组成的施密特触发器 1、电路结构、电路结构 由非门和电阻组成。 逻辑符号 电路图第30页/共51页1.构成。6.3.1 施密特触发器结构及工作原理1Iv1ovov第31页/共51页2.原 理TVTHV0第32页/共51页TVTHVDDV第33

11、页/共51页0OvIvTHVDDV01OvIvTHVDDVTVTV1IvOv1Iv1Ov第34页/共51页0ov0TVTVDDVttIv1IvOv6.3.2 施密特触发器应用第35页/共51页 2.脉冲整形tt0Ivov0TVTV第36页/共51页3.幅度鉴别t0Ivov0TVTVt第37页/共51页6.4 定时器电路 定时器电路在数字电路中有着广泛的应用，既可以用于脉冲的产生，也可用于电路的控制与检测。而集成定时器的典型代表是555定时器，它将模拟电路和数字电路集成于一体，可以方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器,并且带负载能力较强。第38页/共51页分压器分压器比较器比较器RS

12、触发器触发器第39页/共51页 2. 工作原理第40页/共51页6.4.2 定时器电路的应用 1C2C1ccV1Iv2Iv31276584DTk5k5k51RV2RV1Cv2CvQQOvIvF01. 0&第41页/共51页图 用 555 定时器构成的施密特触发器(a) 电路图； (b) 波形图； (c) 电压传输特性 846210.013UCCUiUoUot00Ui13UCC23UCCt(a)(b)(c)Uo0UU555UiUU5UoHUoL第42页/共51页2.用555定时器构成多谐振荡器0112Cu333cCCCCCCCCuUVTUUUU0oL，u =v ，截止， 充电，只要，不变

13、第一个暂稳态CC221U,RS0 u0,CUu333CCCCCCCUVTUUUoo触发器置 ，导通， 放电， 不变。第二个暂稳态第43页/共51页用 555 定时器构成的多谐振荡器(a) 电路图； (b) 波形图 48762315C(a)UC13UCCUo0T123UCCtt(b)UCCR1R2555UCCT2Uo0.010第44页/共51页122203lnln2103CCCCVTR CR CV2121213()ln()ln223CCCCCCCCVVTRR CRR CVV121212(2)ln20.7(2)TTTRR CRR C 3) 脉冲周期第45页/共51页图 占空比可调的多谐振荡器 84

14、7623UCCR1R2555RWUo0.01CV2V151 4) 占空比可调的多谐振荡器 电容C的充电路径为UCCR1V1C地，因而T1=0.7R1C。 电容C的放电路径为CV2R2放电管V1 地 ， 因 而T2=0.7R2C。 振荡周期为 CRRTTT)(7 . 02121 占空比为 2111RRRTTD第46页/共51页 用两个多谐振荡器可以组成如图所示的模拟声响电路。适当选择定时元件，使振荡器A的振荡频率fA=1Hz， 振荡器B的振荡频率 fB= 1kHz。由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚)，当Uo1输出高电平时，B振荡器才能振荡，Uo1输出低电平时， B振荡器被复位

15、，停止振荡，因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。其工作波形如图 (b)所示。 5) 多谐振荡器应用举例第47页/共51页用 555 定时器构成的模拟声响发生器(a) 电路图； (b) 波形图 84762351555A0.01CR1AR2A847623155550.01CR1BR2BRdUo18Uo25UCCUo1Uo2(a)(b)B第48页/共51页48162357R1C555uoVCCR21R28S8S1简易电子琴电路图简易电子琴电路图 简易电子琴就是通过改变简易电子琴就是通过改变R2 的阻值来改变输出方波的周期的阻值来改变输出方波的周期 , 使外接的喇叭发出使外接的喇叭发出不同的音调不同的音调 。第49页/共51页小 结1. 单稳态触发器分为稳态和暂稳态2个不同的工作状态，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态。暂稳态维持一段时间之后，再