《数字电路与数字逻辑》第七章课件

1、第七章 脉冲信号的产生和变换 第一节 概述 一、脉冲信号及脉冲电路 二、矩形波参数 1.脉冲幅度 Um 2.上升时间 tr 3.下降时间 tf 1第七章 脉冲信号的产生和变换 第一节 概述 一、脉冲信号及脉4.脉冲宽度 tw 5.脉冲周期T 6.脉冲频率 f=1/T 7.占空比 q=tw/T 24.脉冲宽度 tw 5.脉冲周期T 6.脉冲频率 f=1/T图 7.1.1 常见脉冲波形(a) 矩形波(b)锯齿波(c)三角波(d) 微分波3图 7.1.1 常见脉冲波形(a) 矩形波(b)锯齿波(ctr0.9Um0.5Um0.1UmtftWTUm4tr0.9Um0.5Um0.1UmtftWTUm4P1

2、UP2图 7.1.2 矩形脉冲的参数5P1UP2图 7.1.2 矩形脉冲的参数5第二节 集成定时器 一、555定时器的结构 1.组成 2.各引脚功能 (1) 1脚接地端 (2) 2脚低触发输入端（触发输入端） 分压器，电压比较器，基本SREF，集电极开路输出的放电三极管。 6第二节 集成定时器 一、555定时器的结构 1.组成 2.各77图 7.2.1 555定时器8图 7.2.1 555定时器8接UREF ，则高触发电平、低触发电平分别为不接UREF ，则高、低触发电平分别为(3) 3脚输出端 (4) 4脚直接置0端 (5) 5脚电压控制端UIC 9接UREF ，则高触发电平、低触发电平分别

3、为不接UREF(6) 6脚高触发输入端（阈值输入端） (7) 7脚放电端 (8) 8脚电源端 二、功能分析 1.当RD=0时，Q=0，T导通 2.当RD=1时 Q=1，T截止 10(6) 6脚高触发输入端（阈值输入端） (7) 7脚放电Q、T保持 Q=0，T导通 不允许 11Q、T保持 Q=0，T导通 不允许 11RD(4端)低触发输入TR(u2)高触发输入TH(u6)SRFFS R输出Q(u3)放电端DIS(7端)0 0导通11 01截止10 0不变不变10 10导通11 1表 7.2.1 555定时器功能表12RD低触发输入高触发输入SRFF输出放电端0 0第三节 555定时器应用 一、自

4、激多谐振荡器 1.多谐振荡器一定频率和一定脉冲宽度的矩形波产生电路。 2.工作原理 刚接通电源时：；第一暂稳态 13第三节 555定时器应用 一、自激多谐振荡器 1.多谐振荡器TPHTPLt5tVCCuCOOtt1t2t3t4uO(b)工作波形图7.3.1定时器构成的多谐振荡器14TPHTPLt5tVCCuCOOtt1t2t3t4uO(b)充电阶段：；第一暂稳态 ；第二暂稳态 15充电阶段：；第一暂稳态 ；第二暂稳态 15放电阶段：；第二暂稳态 ；第一暂稳态 16放电阶段：；第二暂稳态 ；第一暂稳态 163.矩形波参数 173.矩形波参数 174.占空比可变的多谐振荡器 184.占空比可变的多

5、谐振荡器 18图7.3.2 占空比可调的多谐振荡器19图7.3.2 占空比可调的多谐振荡器19例 试用555定时器设计一个振荡周期为1秒，输出脉冲占空比q=2/3的多谐振荡器。（取C=10F） 解： 由于C=10F， 电路图如下所示。 20例 试用555定时器设计一个振荡周期为1秒，输出脉冲占空比q2121二、施密特触发器 1.施密特触发器（Schmitt Trigger） (1)性能上有两个重要的特点 输出信号从低电平上升到高电平时的转换电平和从高电平下降到低电平时的转换电平不同;在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 22二、施密特触发器 1.施密特触发器

6、（Schmitt Trig(2)分类及电压传输特性、符号 分类 施密特缓冲器、施密特反相器 电压传输特性、符号UT-一般为0.8V， UT+一般为1.6V。 UT=UT+ UT- 回差 23(2)分类及电压传输特性、符号 分类 施密特缓冲器、施密uOHLOUT-UT+uI(a)施密特反相器的电压传输特性与符号24uOHLOUT-UT+uI(a)施密特反相器的电压传输特性与UT+UT-HL(b)施密特缓冲器的电压传输特性与符号uOOuIuO图7.3.3 施密特触发器的电压传输特性和符号25UT+UT-HL(b)施密特缓冲器的电压传输特性与符号uOOFF有记忆作用。如施密特反相器：当RD=0时，Q

7、=0；当RD再回到1时，Q=0。Schmitt Trigger没有记忆作用。当ui为高电平时，uo为低电平；如基本SRFF： ( SD=1 )当ui变为低电平时，uo变为高电平；26FF有记忆作用。如施密特反相器：当RD=0时，Q=0；当RD2.由555定时器构成的施密特反相器 O(b) 特性uOuI图7.3.4 555定时器构成的施密特触发器(a) 电路272.由555定时器构成的施密特反相器 O(b) 特性uOuI3.施密特触发器典型应用 (1)波形变换 (2)整形 (3)鉴幅 283.施密特触发器典型应用 (1)波形变换 (2)整形 (3)ttuOuIOO(a)波形变换uIuO29ttu

8、OuIOO(a)波形变换uIuO29tt(b) 整形uIuOOO30tt(b) 整形uIuOOO30图7.3.5 施密特触发器（缓冲器）的典型应用tt(c) 鉴幅uIuOOO31图7.3.5 施密特触发器（缓冲器）的典型应用tt(c) 鉴1.单稳态触发器 三、单稳态触发器 2. 555定时器构成的单稳态触发器 (1)输出正脉冲宽度（暂态时间）tw=1.1RTCT (2)恢复时间tre=(35)RonCT (3)分辨时间td tw +tre 321.单稳态触发器 三、单稳态触发器 2. 555定时器构成的图7.3.6 555定时器构成的单稳态触发器twtreOuC(u6)uO(Q)OOtttuI

9、(u2)(b) 波形33图7.3.6 555定时器构成的单稳态触发器twtreOuC用555定时器构成的单稳态触发器对触发信号的要求：(1) 间隔应大于td(2) 触发脉冲的低电平宽度应小于tw(3) 触发脉冲的高电平应大于VCC/3，低电平应小于VCC/334用555定时器构成的单稳态触发器对触发信号的要求：(1) 间35353.单稳态触发器典型应用 (1)定时 (2)整形 (3)延时 363.单稳态触发器典型应用 (1)定时 (2)整形 (3)延时tW(b) 波形uIOtuIOtuFOtuOt 图7.3.8 单稳作为定时应用的典型电路37tW(b) 波形uIOtuIOtuFOtuOt 图7.3.uIuO(a) 脉幅整形(b) 展宽脉冲uIuO38uIuO(a) 脉幅整形(b) 展宽脉冲uIuO38 图7.3.8 单稳态触发器用于整形(c) 缩短脉冲 uIuO(d) 阻塞不要的脉冲uIuO3