数字电子技术 单稳态触发器.ppt

1、8.1 单稳态触发器,8.2 施密特触发器,8.3 多谐振荡器,8 脉冲波形的变换与产生,4、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算。,1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触 发器的电路组成及工作原理。,2、掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑 功能及主要指标计算。,3、掌握555定时器的工作原理。,教学基本要求,8.1单稳态触发器,8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器,8.1.2 集成单稳态触发器,8.1.5 用555定时器构成的单稳态触发器,8.1.4 555定时器,8.1.3 单稳态触发器的应用, 电路在没有触发

2、信号作用时处于一种稳定状态。,单稳态触发器的工作特点：, 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;, 由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持, 经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的 持续时间仅取与RC参数值有关。,8.1单稳态触发器,门电路组成的单稳态触发器,MSI集成单稳态触发器,不可重复触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成的单稳态触发器,按电路形式不同,单稳态触发器的分类,工作特点划分,8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器,1. 电路,CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器,CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器,稳态为1

3、,稳态为0,电路处于一种稳态：,设定CMOS反相器的阈值电压,工作原理：,b)外加触发信号,d =VTH,c)电容充电,电路由暂稳态自动返回到稳态,I2 =VTH,产生如下正反馈过程：,tw0.7RC,（1） 输出脉冲宽度tw,(2) 恢复时间tre,tre 3d,(3) 最高工作频率 fmax,3、 主要参数的计算,vC(0+) = 0；vC() =VDD =RC, VTH = VDD /2,= RCln2,8.1.2 集成单稳态触发器,不可重复触发,可重复触发,被重复触发,1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,触发信号控制电路,微分型单稳触发器,电路的连接：,R：外接电阻或采用

4、内部电阻,C：外接电容,输出脉冲宽度： tw0.7RC,电路的不可重复触发特性,(1)工作原理,在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭，不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器,(2)集成单稳态触发器 74121,A1、A2是下沿有效的触发信号输入端，B是上沿有效的触发信号输入端。,集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法:,（b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。,（a）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式。,一、555定时器的电路结构,8.1.4 集成555定时器,电压比较器的功能： v+ v-，vO=1 v+ v-，vO=0,由以

5、下几部分组成： （1）三个5k电阻组成的分压器。,（2）两个电压比较器 C1和C2。,（3）基本RS触发器， （4）放电三极管T及缓冲器G。,电路符号,二工作原理,1/3VCC,2/3VCC,（1）4脚为复位输入端 RD ），RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。,Q,V01,（2）5脚为电压控制端， 当其悬空时，比较器C1 和C2的比较电压分别为 2/3VCC 和1/3VCC 。,（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。,1/3VCC,2/3VCC,功能表,Q,V0

6、1,8.1.5 单稳态触发器,单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。,用555定时器组成单稳态触发器,1、电路,VCC,外加触发信号Vi1/3 VCC，电路转换到暂态，输出为1,触发信号消除后，电容充电电路自动转换到稳态输出为0,Q,VO1,（2）vI下降沿触发 当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。,（1）无触发信号输入( i 1/3VCC )时电路工作在稳定状态 当vI=1时，接通电源,电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。,（3）暂稳态的维持时间 在暂稳态期间，三极管T截止，VCC经R向

7、C充电。时间常数1=RC， vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。,（4）自动返回时间当vC上升至2/3VCC时，vO变0，电路由暂稳态重新转入稳态。,（5）恢复过程当暂稳态结束后，C通过饱和导通的T放电，时间常数 2=RCESC，由于RCES很小，所以放电很快。C放电完毕，恢复过程结束。,Q,tw=RC1n31.1RC,2. 工作波形及输出脉宽的计算,不可重复触发单稳态电路,例1：单稳态触发器构成定时检测,单稳态的应用:,1. 定时,2. 整形,单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。,3. 延时,4. 触摸定时控制开关,555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。 该触摸开关可用于夜间定时 照明，定时时间可由RC参数 调节。,5. 触摸、声控双功能延时灯,555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当