第二十二课时：555定时器、单稳态触发器.ppt

1、数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散的脉冲信号。 最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。,第6章 脉冲产生与整形电路,获得脉冲的方法：,1） 自激振荡电路直接产生矩形脉冲。 由多谐振荡器来实现,555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。,2） 将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。 由施密特触发器和单稳态触发器来实现,一、矩形脉冲的基本特性,1. 矩形脉冲的二值性,矩形脉冲,二进制数字信号,高、低电平,1、0,2. 矩形脉冲的特性参数,T 脉冲周期,Um 脉冲幅度,tW

2、 脉冲宽度,tr 上升时间,tf 下降时间,6.1概述,脉冲电路分类：,脉冲电路作用：,脉冲波形的产生和整形。,脉冲电路构成：,开关电路 + RC电路,破坏电路的稳态，产生暂态。,控制暂稳态时间的长短。,脉冲电路与数字电路的比较：,电容充放电知识复习：,(1) 电容两端的电压不能突变，Vc（0） Vc（0）， 电容充放电需要时间，有过渡过程，其时间长短只与 RC有关,工程上取3；,（2）开始充放电（换路）瞬间，阻抗很小，相当短路； 充放电结束，电路处于稳态，C支路电流为0，阻抗很大， 相当开路；,（3）简单RC电路中，各处电压、电流均按指数规律变化；,（4）在简单RC电路中,6.2 集成555

3、定时器及其应用举例,555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它使用方便,带负载能力较强, 目前得到了非常广泛的应用。,一、 555定时器的电路结构和基本功能,555定时器的内部电路包括以下几部分 : 两个电压比较器: C1、C2 ; 一个基本RS 触发器; 一个晶体管T； 由三个相等电阻组成的分压器; 一个反相器等。,1.电路结构,触发 输入端,阈值 输入端,电压 控制端,复位端 低电平有效,放电端,4.518V,输出端,地,555定时器的管脚图,2.基本功能,三个电阻构成的分压器给两个比较器提供基准电压: 分别为 和 。,0,0,1,2/3VCC,1/3 VCC,0,0,0,

4、1,1,2VCC/3,VCC/3,1,1,0,1,0,2VCC/3,VCC/3,1,0,1,1,0,综合以上的分析结果,便可得到 555的功能表:,555定时器应用范围非常广泛，可构成多种电路形式，但最基本的电路为：单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。其它电路基本是这3种电路的变形。,二、555定时器的基本应用,1. 单稳态触发器,2. 多谐振荡器,3. 施密特触发器, 电路在没有触发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

5、续时间仅取与RC参数值有关。,6.3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,6.3.1 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,正脉冲触发,稳态为0,负脉冲触发,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,产生如下正反馈过程：,c)电容充电,电路由暂稳态自动返回到稳态,I2 =VTH

6、,产生如下正反馈过程：,6.3.2 用 555 定时器构成的单稳态触发器,一、电路组成及工作原理,uI,uI 与 VCC/3 比较,uC 与 2VCC/3 比较,稳态： TD 饱和, Q = 0,暂稳态： TD 截止, Q = 1,引起暂稳态的原因:,1. 通电的随机过程；,2. uI 从 1 0 使 u2 VCC/3， 引起 Q = 1，TD 截止。,导通,饱和,2/3VCC, 上电后进入稳态 （VI1，Vc =0，Vo =0 ）,工作波形：,2/3VCC,外触发: Vi,Vi1/3 VCC， 比较器C20，触发器置1， Vo1 T截止，C充电 电路进入暂稳态。,=V2,=V6,T截止，C充电，当vc上升到2/3 VCC时: 比较器C1=0，触发器置0， V