数字电子技术 第六版 课件 7ch4 单稳态触发器

第7章脉冲信号的产生和整形7.4

单稳态触发器7.4.1用555定时器组成单稳态触发器7.4.2集成单稳态触发器7.4.3单稳态触发器的应用单稳态触发器的工作特点

有一个稳态和一个暂稳态。无外触发脉冲输入时，电路处于稳态；在外触发脉冲作用下，电路将从稳态翻转到暂稳态，经一段时间后，电路又自动返回到原来的稳态。工作特点暂稳态时间长短取决于电路本身的参数，与外加触发脉冲无关。monostableflip-flop7.4.1用555定时器组成单稳态触发器GNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01

FRCuIuOuC-+7.4.1用555定时器组成单稳态触发器一、电路结构DISTHVCCRR、C为定时元件TRuIOUTuOGNDVCCRDCO0.01

FCuC-+二、工作原理与输出脉冲宽度的估算1.稳定状态

接通电源后VCC经R向C充电，使uC

上升。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC该电路触发信号为负脉冲，不加触发信号时，uI=

UIH(应

>(1/3)

VCC)。

当uC

≥(2/3)

VCC时，满足TR=uI>(1/3)VCC，TH=uI≥(2/3)VCC,因此uO为低电平，VT导通，电容C经放电管VT迅速放电完毕，uC

0V。这时TR=UIH>(1/3)VCC，TH=uC

0<(2/3)VCC，uO保持低电平不变。因此，稳定状态时

uC

0V，uO为低电平。充电工作原理

导通放电uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC0VUOLUIH2.触发进入暂稳态

二、工作原理与输出脉冲宽度的估算uCOtOuOtUOLUOHtWOtUIHuItWIVCC

当输入uI由高电平跃变为低电平

(应<(1/3)VCC)时，使

TR=UIL<(1/3)VCC而TH=uC

0V<(2/3)VCC，因此uO跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管VT截止，VCC又经R向C充电，uC

上升。UILUOH充电3.自动返回稳定状态

二、工作原理与输出脉冲宽度的估算uCOtOuOtUOLUOHtWOtUIHuItWIVCC2.触发进入暂稳态

UIHUOL

TH≥2/3VCC放电V

当输入uI由高电平跃变为低电平

(应<(1/3)VCC)时，使

TR=UIL<(1/3)VCC而TH=uC

0V<(2/3)VCC，因此uO跃变

为高电平，进入暂稳态，这时放电管VT截止，VCC又经R向C充电，uC

上升。这时uI必须已恢复为高电平

当uC

上升到uC

≥(2/3)VCC时，

TH

=

uC

≥(2/3)

VCC，而TR=uI=

UIH(>(1/3)VCC)，因此uO重新跃变为低电平。同时放电管导通，C

经VT迅速放完电，uC

0V，放电完毕后，电路返回稳定状态。[例]用上述单稳态电路输出定时时间为1s的正脉冲，R=27k

，试确定定时元件

C的取值。

二、工作原理与输出脉冲宽度的估算uCOtOuOtUOLUOHtWOtUIHuItWIVCC输出脉冲宽度tW即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件R、C。

该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求输入脉宽tWI小于输出脉宽tW。解：因为

tW

1.1RC故可取标称值

33

F。估算公式tW

1.1RC脉冲宽度估算GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01

FRCuIuOCdRd知识拓展：具有RC

输入微分电路的单稳态触发器当输入uI负脉冲宽度大于输出脉冲宽度tW时，需在TR

端和输入触发信号uI之间接入RdCd微分电路后，将输入矩形脉冲变为尖脉冲，这时，电路才能正常工作。VDDRdCd集成单稳态触发器暂稳态期间如再次被触发，对原暂稳态时间无影响，输出脉冲宽度tW仍从第一次触发开始计算。

暂稳态期间如再次被触发，输出脉冲宽度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽tW。

可重复触发型非重复触发型uOuI1uOuI限定符号“1

”表示不可重复触发型单稳态触发器。限定符号“”表示可重复触发型单稳态触发器。7.4.2集成单稳态触发器单稳工作波形举例单稳输出波形非重复触发型单稳输出波形可重复触发型输入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暂稳态期间不能再次触发。暂稳态期间能再次触发。其输出脉宽将在原暂稳态时间基础上再展宽tW。触发脉冲到来时，输出翻转为暂稳态，经暂稳态持续时间tW后自动回到稳态。外触发脉冲未来时，输出为稳态。7.4.2集成单稳态触发器外接元件和连线少，触发方式灵活，既可用输入脉冲的正跃变触发，又可用负跃变触发，使用十分方便，而且工作稳定性好。因此应用很广泛。一﹑电路结构

有3个触发信号输入端，TR-A和TR-B用负脉冲触发，

TR+用正脉冲触发。有2个互补输出端TR+TR-BTR-AQQRI

CXRX/CXRintCextRext/CextRI

CXRX/CX不可重复触发型单稳的限定符号外接定时元件端

“×”号表示非逻辑连接，即没有任何逻辑信息的连接，例如外接R、C和VCC等。由图可知：CT74121输入部分由与门和施密特触发器组成、输出部分由单稳态触发器组成，故输出波形很好。CT74121简化逻辑功能示意图由CT74121的简化逻辑功能示意图有3个触发信号输入端，TR-A和TR-B下降沿触发信号输入端，TR+上升沿触发信号输入端。有2个互补输出端外接定时元件端单稳可用下降沿触发，也可用上升沿触发，使用灵活，应用广泛。电源输入端负脉冲触发应用举例RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQ+VCC+VCC

欲负脉冲触发，则将触发脉冲从TR-A或TR-B输入，而TR+接1。CT74121可正脉冲触发，也可负脉冲触发。QTR-B二、

逻辑功能

CT74121的功能表

0××01111110×11100××1010×101×0QQTR+TR-BTR-A输出输入74121正脉冲触发应用举例RI

CXRX/CXuO+VCCuITR+

欲正脉冲触发，则将触发脉冲从TR+输入，而TR-A和TR-B中至少有一接0。uIuO二、逻辑功能CT74121的功能表

0××01111110×11100××1010×101×0QQTR+TR-BTR-A输出输入三、

输出脉冲宽度的估算RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQ悬空不接CextRextVCC一般接法tW

0.7RextCext通常取：Rext=2~40k

，Cext=10pF~10

F。当输出脉宽不大时，可用内部电阻

Rint=2k

取代

Rext，接法如下：RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQCext+VCCtW

0.7RintCext7.4.3单稳态触发器的应用经过长距离传输后，脉冲信号的边沿会变差或波形上叠加某些干扰，利用单稳态触发器整形可使其变成符合要求的波形。二、脉冲定时一、脉冲整形因此，利用单稳态触发器可以控制门开通与否以及开通多长时间。uAuBuCuOG单稳态触发器组成的定时电路和工作波形uAuCuBuOuC

门的开通时间即为单稳态触发器的暂稳态持续时间。tW

uC

为控制与门G开通与否的信号。

uC=1，门G开通，信号uB通过门G输出；

uC