集成电子技术基础教程（ 第4版）（下册）课件 CH6 555集成定时器

555集成定时器第6章555集成定时器555是由模拟和数字电路巧妙结合在一起后形成的单片集成电路。由于设计思路的独特，该集成电路广泛地用在脉冲的产生、整形、定时和延时等方面。8只引脚封装，控制信号主要由高触发端VTH和低触发端VTL加入。1.电路组成（CC7555）基准电压比较器放电管触发器时，S=0时，S=1时，R=1时，R=011禁用01110000保持RSQ2.集成定时器的应用构成基本RS触发器

0100保持

11100

1011禁用

00011RSRSQ外触发内部输出

信号RS6脚高触发端作R输入，2脚低触发端作S输入，其它引脚不用。引脚5连接的电容器作高频旁路用，以保证参考电压稳定。RS构成多谐振荡器多谐振荡器的工作特点：只要一合上电源，电路的输出就能在输出高电平和输出低电平两个状态间进行自动的转换，产生前后沿都很陡的矩形波。R1、R2、C是电路中的定时元件电路的振荡过程：合上电源时，电容电压不能突变，引脚2、6都为0，输出为高电平，放电管截止。C充电，引脚2、6电压升高，当升至VDD/3时，输出仍继续保持，当升到2VDD/3后，电路输出变为低电平，放电管导通。C上电压通过R2→放电管而放电。只要一开始放电，电路状态继续保持。当放至VDD/3时，电路的输出又变为高电平。振荡周期计算占空比占空比可调的多谐振荡器实现占空比可调的基本思路是：设法使充放电回路分开，可通过二极管选择充放电回路。充电时间常数为：

(R1＋R

w)C；放电时间常数为：

(R2＋R

w)C几种改进电路：充电、放电电容分开的多谐振荡器

实现压控振荡(VCO或V/F)基本思路：通过外加电压使两个比较器的参考电压实现可调，从而改变振荡频率。VC实现脉冲调制波输出可以在555的第4引脚（即复位端）加调制信号，当调制信号高电平时，电路产生高频振荡，调制信号低电平时，不振荡，输出低电平。构成单稳态触发器单稳态触发器的工作特点：电路需要触发信号，无触发信号输入时，电路一直处在稳定状态（由电路结构决定），电路一旦受触发，输出状态立刻进入暂稳态，触发信号消失后，电路状态能在暂态维持一定时间后，自动返回到稳态，等待下一次触发。暂态的维持时间长短由电路中的定时元件决定。R、C为定时元件

Cd、Rd是微分电路，D为旁路正向脉冲而设置。工作原理无触发信号输入时，引脚2高电平，引脚6低电平，所以电路处在稳态，输出为低电平，放电管导通。触发信号加入后（下降沿），引脚2变低电平，使输出跳变为高电平，放电管截止。电容C充电（触发信号撤消后），vC

上升，当上升至2VDD/3时，输出变为低电平，T导电，电容又放电。等待第二次触发。RDS是场效应管导通时的沟道电阻。电路被触发进入暂态后，必须等待暂态结束后，并让电路状态完全回到稳态时，才能加入第二次触发信号，否则电路工作将会混乱。因此，暂态结束，并使电容放光电所需时间称为电路的恢复时间。脉冲宽度：很小可重触发的单稳态触发器可重触发是指：单稳电路在第一次受触发进入暂态定时后，可以连续加入触发脉冲，每加入一次触发信号，电路的延迟时间将从原延时继续，使暂态时间不断地延续下去，以得到长时间的延迟时间。利用镜像电流源向电容Ｃ进行恒流充放电可以产生线性良好的锯齿波锯齿波宽度为设镜像电流源提供的电流为I，则在tw期间电容上所充的电压为构成斯密特触发器（双稳态触发器）电路的工作特点：电路有两个稳定状态，在输入触发信号的作用下，电路的输出状态能从一个状态转换到另一个状态。电压传输特性逻辑符号VDD工作原理：触发信号从小到大变化时：当时，集成定时器内部的R=0，S=1，输出为高电平。

当时，定时器内部R=S=0，定时器输出状态保持不变。

当时，R=1，S=0，定时器输出变为低电平。触发信号从大到小变化时：只要，输出状态保持不变，只有，输出重新跳变为高电平。将三角波变换为方波施密特触发器用于波形整形，多谐振荡器，也用于组成单稳态触发器等电路。组成多谐振荡器组成单稳态触发器常用大规模数字集成电路半导体存储器微处理器大规模可编程逻辑器件大规模专用数字集成电路（ASIC）第7章

存储器存储大量二进制信息的器件软磁盘硬磁盘磁带光盘半导体存储器半导体存储器特点容量扩充方便存取速度快集成度高体积小功耗低半导体存储器种类随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)只读存储器(ROM,ReadOnlyMemory)RAM特点：操作者能任意选中存储器中的某个地址单元，对该地址中的信息进行读出操作或写入新的信息。根据RAM的工作特点可见，计算机中的内存条就是一种随机存取存储器RAM。读出操作时原信息保留；写入新信息时，新信息将取代原信息。电路一旦失电，信息全无；恢复供电后，原信息不能恢复，RAM中的信息为随机数。半导体存储器通常与微处理器直接相连，用于存放微处理器的指令、数据。一、随机存取存储器（RAM）1.RAM的一般结构RAM由存储体、行列地址译码器、I/O及读/写控制电路三部分电路组成。

……

……

……………………列地址译码器行地址译码器……

……Bm-1Bm-2…B0An-1An-2A0…I/O及读写控制

……片选I/O控制数据输入/输出存储体存储单元存储体：是存放大量二进制信息的“仓库”，由成千上万个存储单元组成。而每个基本存储单元存放着一位二进制数0或1。一个基本存储单元(1位)i行j列i行j列一个存储单元(四个基本存储单元)(4位)一个地址码可以同时指定多个存储单元，即一次“写入”或“读出”的数是一个多位二进制数。存储器的容量就是基本存储单元的个数。表示为M字×N位。其中，M个字是全部地址码所能指定的字数，N位就是一个地址码一次能指定的存储单元的个数。

例如，一个10位地址的RAM，共有210个存储单元，若每个存储单元存放一位二进制信息，则该RAM的容量就是210×1=1024字位，通常称1K字位。若每个存储单元存放4位二进制信息，则该RAM的容量就是210×4=4096字位行、列地址译码器：是二进制译码器，将地址码翻译成行列对应的具体地址，指明对哪个存储单元进行读写操作。例如，一个10位的地址码A4A3A2A1A0=00101、B4B3B2B1B0=00011时，则将对应于第5行第3列的存储单元被选中。I/O及读/写控制电路：读/写控制电路决定是读出存储器中的信息还是将新信息写入存储器中。输入/输出缓冲器起数据锁存作用，通常采用三态输出的电路结构。因此，RAM可以与外面的数据总线电路相连接，实现信息的双向传输。2.RAM的读/写过程访问某地址单元的地址码有效，加入你想去访问的具体地址：如A9～A0=0D3H=0011010011B。片选有效：CS=0，选中该片RAM为工作状态。读/写操作有效：WE=1，读出信息；WE=0，写入信息。3.RAM中的存储单元按照数据存取的方式不同，RAM中的存储单元分为两种：静态存储单元—静态RAM(SRAM,StaticRAM

)动态存储单元—动态RAM(DRAM,DynamicRAM)1.静态存储单元(SRAM)典型结构存储单元I/O缓冲及控制电路4.静态RAM的容量扩展当静态RAM的地址线和数据线不能与微机相匹配时，可用地址线扩展、数据线扩展、线地址和数据线同时进行扩展的方法加以解决。位数扩展（数据线扩展）A05A16A27A34A43A52A61A717A816A915CS8WE10I/O0I/O1I/O2I/O314131211地址有效有效有效高阻态输入输出CSWEI/O3~I/O010010×RAM2114：10位地址，4位数据线，容量为210×4=1024×4=4096字位（4K字位）。用4K容量的RAM2114，实现一个容量为1024×8字位(8K字位)容量的RAM。选用RAM2114两片，将两片的地址线、读/写线及片选线并联，两片的数据分别作为高4位数据和低4位数据，即可组成8位的数据线。【例】解：字扩展（地址线扩展）（译码器扩展）A10=0时,地址范围为A10A9…A0=(00000000000～01111111111)B或(000～3FF)HA10=1时,地址范围为A10A9…A0=(10000000000～11111111111)B或(0400～7FF)HRAM1工作RAM2工作用4K容量的RAM2114，实现一个容量为2048×4字位(8K字位)容量的RAM。RAM的字位扩展【例】将RAM2114扩展成容量为4096×8字位（32K字位）的RAM。解：

4096个字需要12位地址，而RAM2114只有10位地址，所以需要进行地址扩展，同时还应将4位，扩展成8位。位扩展同前，地址扩展用译码器完成，共需用8片RAM2114。二、只读存储器ROM只读存储器ROM中的信息不能轻易地更改。一经写入，只能读出。即使掉电，原存储的内容仍然不变。一旦恢复供电，信息能完全复原。1、只读存储器的一般结构地址译码器是一个二进制全译码电路，即是一个不可编程的“与”阵列。存储体是一个“或”结构的阵列。4×4ROM具体电路D0位的或门结构110011101101010110111000字输出字选线地址读出的信息内容如下：ROM存储体与RAM完全不一样，ROM属于组合逻辑电路，而且ROM也没有I/O缓冲与控制电路。ROM没有记忆电路，由固定的“与”阵列和固定的“或”阵列组成。N位地址的与阵列共有2N个与项(称为字)；存储矩阵部分构成或阵列，每个或门的输出称为位。ROM的与或阵列结构与组合型PLD器件相类似，表明PLD器件是由ROM逐步发展过来的。同时，ROM也用简化逻辑图表示：3、ROM的应用举例ROM是由“与”阵列（地址译码器）和可编程的“或”阵列（存储体）组成。而任何一个逻辑函数都可表示为“与或”表达式。因此，可以用EPROM实现各种功能的组合逻辑。EPROM2716有11根地址线A0~A108位数据输出D0~D7存储容量为2K字节VPP是编程电压、为片选、读/写高阻+5V+25V10编程禁止读出+5V+25V00编程禁止写入+5V+25V150mS脉冲编程写高阻+5V+5V×1等待高阻+5V+5V1×未选中输出+5V+5V00读出D7~D0VDDVPP

EPROM2716的六种工作状态【例】试用EPROM2716将4位二进制码转换成格雷码。解：二进制码与格雷码的关系为：二进制码B3

B2

B1

B0A3

A2

A1

A0格雷码二进制码B3

B2

B1

B0A3

A2

A1

A0格雷码00010001001100100000000000100011100011001010111111001010100111011011111001100101011101000110010001110101111110001101101111101001把4位二进制码作为EPROM2716的低四位地址输入，而把4位格雷码作为对应地址中的内容写入到EPROM中，即可实现二进制码到格雷码的转换。08H0FH04H07H09H0EH05H06H0BH0DH07H05H0AH0CH06H04H0EH0BH02H03H0FH0AH03H02H0DH09H01H01H0CH08H00H00H内容

D7

～D0地址

A10～A0内容

D7

～D0地址

A10～A0转换电路如图：4位二进制码输入4位格雷码输出【例】试用EPROM2716、计数器、译码器等电路设计一个能显示“日”字的字