脉冲波形的变换与产生

1、8.1 单稳态触发器单稳态触发器8.2 施密特触发器施密特触发器8.3 多多谐振荡谐振荡器器8.4 555定时器及其应用定时器及其应用8 脉冲波形的变换与产生脉冲波形的变换与产生P424 8.1.4、 8.2.2、8.4.3、 8.4.4、4 4、掌握由、掌握由555555定时器组成的多谐、单稳、施密特触定时器组成的多谐、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发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算。算。1 1、理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触、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。发器的电路组成及工作原理。2 2、理解多谐、单稳、施密

2、特触发器、理解多谐、单稳、施密特触发器MSIMSI器件的逻辑器件的逻辑功能及主要指标计算。功能及主要指标计算。3 3、理解、理解555555定时器的工作原理。定时器的工作原理。教学基本要求教学基本要求 数字电路区别于模拟电路的主要特点之一：数字电路区别于模拟电路的主要特点之一：工作信号是离散的脉冲信号。工作信号是离散的脉冲信号。 最常用的脉冲信号是矩形波。最常用的脉冲信号是矩形波。 如何产生矩形波以及对不理想的矩形波如何整如何产生矩形波以及对不理想的矩形波如何整形，是本章讨论的重点形，是本章讨论的重点。概述概述1、获取矩形脉冲的方法：、获取矩形脉冲的方法：利用各种形式的多谐振荡器利用各种形式的

3、多谐振荡器直接产生直接产生符合要求的矩形脉冲。符合要求的矩形脉冲。另一种是利用脉冲信号的另一种是利用脉冲信号的变换变换电路（如施密特触发器和电路（如施密特触发器和单稳态触发器），将现有的非矩形信号变换成矩形脉冲信单稳态触发器），将现有的非矩形信号变换成矩形脉冲信号。此时电路本身不产生脉冲信号，而仅仅起脉冲波形的号。此时电路本身不产生脉冲信号，而仅仅起脉冲波形的变换作用。变换作用。直接产生所需要的矩形脉冲的电路直接产生所需要的矩形脉冲的电路脉冲振荡电路。脉冲振荡电路。把非矩形脉冲信号变成矩形脉冲信号的电路把非矩形脉冲信号变成矩形脉冲信号的电路脉冲整形电路脉冲整形电路2、脉冲电路的分类：、脉冲电路

4、的分类：脉冲电路脉冲电路单稳态触发器单稳态触发器多谐振荡器（无稳态）多谐振荡器（无稳态）施密特触发器施密特触发器8.1 单稳态触发器单稳态触发器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 集成单稳态触发器集成单稳态触发器8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。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：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; ; 由于电路中由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能常保持

5、，延时环节的作用，暂稳态不能常保持，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时间仅取与RC参数值有关。参数值有关。8.1单稳态触发器单稳态触发器 门电路组成的单稳态触发器门电路组成的单稳态触发器MSI集成单稳态触发器集成单稳态触发器不可重复触发不可重复触发单稳态触发器单稳态触发器可重复触发可重复触发单稳态触发器单稳态触发器用用555定时器组成的单稳态触发器定时器组成的单稳态触发器按电路形式不同按电路形式不同单稳态触发器的单稳态触发器的分类分类工作特点划分工作特点划分8.1.1 用用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器门电路

6、组成的微分型单稳态触发器 1. 1. 电路电路CMOS与非门与非门构成的微分型构成的微分型单稳态触发器单稳态触发器 CMOS或非门或非门构成的微分型构成的微分型单稳态触发器单稳态触发器 稳态为稳态为1负脉冲触发负脉冲触发稳态为稳态为0正脉冲触发正脉冲触发 R vO G2 & C D vI2 vC 1 Rd vI Cd G1 vd vO1 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 电路处于一种稳态：电路处于一种稳态： 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 0 00 01 11 10 0

7、 o =0 c =0a)没有触发信号时，没有触发信号时， I=0设定设定CMOS反相器的阈值电压反相器的阈值电压2THDDVV 工作原理：工作原理：b)b)外加触发信号外加触发信号 d d =VTH迅速使迅速使 o1 = 0 o =1电路进入暂稳态电路进入暂稳态 电容充电电容充电 I21 10 0 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 产生如下正反馈过程：产生如下正反馈过程： vO vI vO1 vI2 vI 0 t vd 0 t vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 O1c)c)电容充电电容充电, ,电

8、路由暂稳态自动返回到稳态电路由暂稳态自动返回到稳态 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 0 01 1 I2 I2 =VTH产生如下正反馈过程：产生如下正反馈过程： vI2 vO vO1 迅速使迅速使 o1 = 1 o =0电容放电电容放电 c =0vo2 vO1 vR vI 0 t vd 0 t vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw tw0.7RC （1） 输出脉冲宽度输出脉冲宽度tw(2) 恢复时间恢复时间tre tre （35） (3) 最高工作频率最高工作频率 fmax 3、 主要参数的计算

9、主要参数的计算 vO1 vI vO vI2 0 0 t t t t tW 0 VTH VDD t1 t2 vd 0 t 0 TH0V)()()(tCCC l ln nW W R RC C vC(0+) = 0；vC( ) =VDD =RC, VTH = VDD /2THDDDDw0VVVlnRCt = RCln2rew11ttTfminmax 4. 讨论讨论a)在暂稳态结束在暂稳态结束(t= t2)瞬间，门瞬间，门G2的输入电压的输入电压 I2达到达到VDD+VTH，可能损坏可能损坏G2门，怎么办？门，怎么办？c) 由由TTL与非门与非门构成单稳电路时构成单稳电路时 vO1 G1 1 1 G2

10、 C vI R VDD vO Cd Rd vO 1 G3 VD 加保护二极管加保护二极管为了保证稳态时为了保证稳态时G2的输入低的输入低电平，电阻电平，电阻R要小于要小于0.7k 。为了保证稳态时为了保证稳态时G1的输入电平的输入电平大于大于VON，电阻，电阻Rd要大于要大于2k 。d)由由CMOS门门电路构成单稳电电路构成单稳电路时，路时， Rd 、R不受此限制。不受此限制。 R vO G2 & C D vI2 vC 1 Rd vI Cd G1 vd vO1 b)为了改善输出波形，为了改善输出波形，加加G3门。门。8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器(a)v vO Ov vI

11、 It tw wt tw w(b)vOvItwtw不可重复触发不可重复触发可重复触发可重复触发被重复触发被重复触发没有被重复触发没有被重复触发 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器不可重复触发的集成单稳态触发器 74121QQ触发信号控制电路触发信号控制电路微分型单稳触发器微分型单稳触发器输出缓冲电路输出缓冲电路74121的输出脉冲宽度的输出脉冲宽度tW0.7RC A1、A2是两个下降沿有效是两个下降沿有效的触发信号输入端，的触发信号输入端，B是上升是上升沿有效的触发信号输入端。沿有效的触发信号输入端。Q和和Q是两个状态互补的输出端是两个状态互补的输出端Rext/Cext、Cext是外接定时电

12、阻是外接定时电阻和电容的连接端，外接定时电和电容的连接端，外接定时电阻阻R（R=2k30k）接在接在VCC和和Rext/Cext之间，外接定时之间，外接定时电容电容C（C=10pF10F）接在接在Cext（正）和正）和Rext/Cext之间。之间。74121内部已设置了一个内部已设置了一个2k的定时电阻，的定时电阻，Rint是其引出端，是其引出端，使用时只需将使用时只需将Rint与与VCC连接起连接起来即可，不用时则应将来即可，不用时则应将Rint开开路。路。(a) 74121的引脚排列图的引脚排列图141312111098741211234567Rext/ CextVCCNC NCCextR

13、intNC A1QQA2GNDBNC输出脉冲宽度：输出脉冲宽度： tw0.7RC 电路的不可重复触发特性电路的不可重复触发特性 (1)工作原理工作原理在暂稳态期间即使有触发信号输入，但由于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，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不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器 B A1 A2 G1 & G2 & G3 & G4 & a G5 & 1 G6 & Cext Rext Rext/Cext Rint Rint G7 1 G8 1 G9 1 Q Q 触触发发信

14、信号号控控制制电电路路 微微分分型型单单稳稳态态触触发发器器 输输出出缓缓冲冲电电路路 (a) 逻辑图 1000使电路不可使电路不可重复触发重复触发暂稳态暂稳态: Q=1 Q=074121功能表功能表 HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L(2) 逻辑功能表逻辑功能表不可触发，保持稳态不变不可触发，保持稳态不变A1、A2中有一个或两个为低电平，中有一个或两个为低电平，在在B端输入上升沿时电路被触发端输入上升沿时电路被触发B 和和A1、A2中有一个或两个为高中有一个或两个为高电平，输入端有一个或两个下降电平，输入端有一个或两个下降沿时电路被触发沿时电路被触发(3)

15、74121的工作波形的工作波形HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L2、可重复触发的集成单稳态触发器、可重复触发的集成单稳态触发器(1) MC14528的逻辑图的逻辑图TR+TRRDQQ(2) MC14528功能表功能表输输 出出清除清除禁止禁止禁止禁止单稳单稳单稳单稳HHHLLLLLHHLHHQQTRTR+RD功能功能输输 入入输输 出出清清0禁止禁止禁止禁止单稳单稳单稳单稳HHHLLLLLHHLHHQQTRTR+RD功能功能输输 入入(3) MC14528的工作波形的工作波形TR+TRQ输输 出出清除清除禁止禁止禁止禁止单稳单稳单稳单稳HHHLLLLLHHLH

16、HQQTRTR+RD功能功能输输 入入MC14528的工作波形的工作波形TR+TRQt+tw8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用1. 定时定时 该电路可用于频率计该电路可用于频率计 vO 与与门门 vA vB tW 单稳态单稳态 触发器触发器 vI vI O vB O vA O vO O tW t t t t A1 Rext/ Cext VCC Cext A2 B Cext Rext/ Cext A1 A2 B Q Q VCC VCC vI vO R1 C1 R2 C2 74121 （1） 74121 （2） vO1 vI t t1 0 t tw1 tw1 vO1 0 t tw2

17、tw2 vO 0 2. 延时延时HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L3. 噪声消除电路噪声消除电路 单稳触发器的输出脉宽应单稳触发器的输出脉宽应大于大于噪声宽度而噪声宽度而小于小于信号脉宽，才信号脉宽，才可消除噪声。可消除噪声。 如果噪声是宽度较窄的尖脉冲，而有用信号的宽度较大。如如果噪声是宽度较窄的尖脉冲，而有用信号的宽度较大。如用用 I作为计数器触发脉冲，干扰加入，就会造成计数错误。作为计数器触发脉冲，干扰加入，就会造成计数错误。 vI Q vO 噪声噪声 C R VCC Cext Rext/Cext 74121 A1 A2 B vI Q 1D C1 R Q

18、 vO 8.2 施密特触发器施密特触发器8.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器8.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用 8.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器电压传输特性电压传输特性及工作特点：及工作特点： 施密特触发器属于施密特触发器属于电平电平触发器件，当输入信号达到某一定电触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。压值时，输出电压会发生突变。 电路有两个阈值电压。电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电输入信号增加和减少时，电路的阈值电压分别是压分别是正向（上

19、限）阈值电压正向（上限）阈值电压(VT+)和和负向（下限）阈值电压负向（下限）阈值电压(VT-) 。同相同相输出施密特触发器输出施密特触发器反相反相输出施密特触发器输出施密特触发器 1 vI vO 1 vI vO O vI vo VT VT+ VOH VOL oVT+ vO VOH VOL VT- - vI 1、电路组成、电路组成2、工作原理、工作原理 1 1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 I18.2.1 用用CMOS门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器O11I212I1vRRRvRRRv2 R1 R2 I为为三角波三角波 假定：假定： 2THDDVV 108 6 4

20、 2 0 vI/V 2 4 6 8 10 VOH VDD vO/V B (1) I上升上升当当vI1=0， = 0VvO只要只要 I1 VTH，则保持则保持 =VOHo当当 =VTH，电路产生如下正反馈，电路产生如下正反馈 ： I1(a) 电路电路(b) 工作波形工作波形VT+VTtt001vIG11G2vOvI1vO1vIvOR1R2100I1THvV211I1THTDDT12122(1)THRRRvVVVVVRRRRRTH2DDVV回差电压（滞后电压）：回差电压（滞后电压）：VT VTVT前面介绍的施密特触发器的回差电压为：前面介绍的施密特触发器的回差电压为：VTVTVT(1+R1/R2)

21、VTH(1R1/R2)VTH2VTHR1/R2它与它与R1/R2成正比，改变成正比，改变R1/R2就可以调整回差电压的大小。就可以调整回差电压的大小。下限阈值电压下限阈值电压上限阈值电压上限阈值电压 传传输输特性曲线特性曲线 工作波形工作波形 vI VT VT O vO VDD O t t vO VDD O VT VT vI 1 v vo ov vI I 1 1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1 1 vI vO 8.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器 vI vO vO， VDD TP1 TP2 TP3 TN5 TN4 TN6 vS2 vS5 TP7 TN8 TP9 TN

22、10 TN12 TP11 VDD 施施密密特特电电路路 整整形形电电路路 输输出出电电路路 1 vI vO 例：例：CC40106、74LS14六施密特触发器（六施密特触发器（反相反相输出）输出）8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用 o vI vO1 VOH VOL VT+VT_ vO VOH VOL 0 t tWo vI t v vT+T+v vT-T- 1 vI vO 1. 1. 波形变换波形变换 vI VT+ VT 0 t vO VOH VOL 0 t (b) vO vI 1 2. 波形的整形波形的整形 vO vI 1 vI VT+ VT 0 t vO VOH VOL 0 t

23、 (a) 1 v vo ov vI I o VT+ vO VOH VOL VT- 合理选择回差电压，可消除干扰信号。合理选择回差电压，可消除干扰信号。 vI O vO O vO O VT2 VT1 t t t 3.3.消除干扰信号消除干扰信号 VT- vI 0 VT+ 0 t 1 o oI I4. 幅度鉴别幅度鉴别 o VT+ vO VOH VOL VT- - vI vO VOH VOL 0 施密特触发器是施密特触发器是属于电平触发器件属于电平触发器件，它能够，它能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干脉

24、冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。扰能力也很强。施密特触发器在脉冲的整形电路中应用很广。施密特触发器在脉冲的整形电路中应用很广。8.3 多谐振荡器多谐振荡器8.3.1 由由CMOS门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器8.3.2 由由施密特触发器施密特触发器构成的波形产生电路构成的波形产生电路8.3.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器多谐振荡器的基本组成：多谐振荡器的基本组成：开关器件开关器件：产生高、低电平产生高、低电平反馈延迟环节（反馈延迟环节（ RC电路电路）：利用）：利用RC电路的电路的充放电特性充放电特性实现实现延时，输出电压经延时后，延时，输出电压经延时后，

25、反馈反馈到开关器件到开关器件输入端输入端，改变电，改变电路的输出状态，以获得所脉冲波形输出。路的输出状态，以获得所脉冲波形输出。概述概述 开开关关电电路路 RC延时环节延时环节8.3.1 由由CMOS门门电路组成的多谐振荡器电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成电路组成 vID1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vOG1 G2 +VDD VC 1 1 vI vO1 vO C R G1 G2 组成的多谐振荡器组成的多谐振荡器.o1 =1, o =0 时，电容时，电容充电充电, I增加增加;o1 =0, o =1 时，电容时，电容放电放电, I下降下降;o1与与o反相，电容

26、接在反相，电容接在o与与I之间之间: 1 1 vI vO1 vO C R G1 G2 2. 工作原理工作原理DDTH0O 2NFFVVVV假定假定 电路初态电路初态：=1vO1=0vOvC= 0V电容充电电容充电vCvIvI当当=VTH 时，时，迅速使迅速使G1导通、导通、 G2截止截止电路进入电路进入第二暂态第二暂态vO2=1vO1=0=0vO 1=1vO（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 充充 电电 vI D2 TN TN vO1 vO2 D4 R C v

27、IVDDVTH0ttvOVDD0（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态电容放电电容放电vCvIvI当当=VTH 时时，迅速使得迅速使得G1截止、截止、G2导通导通电路电路返回第一暂稳态返回第一暂稳态O2=0 O1=1vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 放放电电 vI D2 TN TN vO1 vO2 D4 R C vI VTH O VDD V V t vO2 VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暂暂稳稳态态 第第二二 暂暂稳稳态态 t TRC1n41.4RC 由门电路组成的多谐振荡器的振由门电路组成的多

28、谐振荡器的振荡周期荡周期T取决于取决于R、C电路和电路和 VTH，频率稳定性较差。频率稳定性较差。 3. 振荡周期的计算振荡周期的计算THDDDD1lnVVVRCT THDD2n1VVRCT vI(0+) 0；vC( ) VDD =RC, t = t2-t1T1 :vI(0+) VDD ；vC( ) 0 =RC, t = t3-t2T2 : THTHDD2DD21n1V)VV(VRCTTT vI VTH O VDD V V t vO2 VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暂暂稳稳态态 第第二二 暂暂稳稳态态 t vovIVT+VT_VOLVOHT1T20t0t C Cv vo ov

29、vI IR R1 18.3.2 用施密特触发器构成多谐振荡器用施密特触发器构成多谐振荡器CRvOvIvIvOVT+VTVOHVOLOOttT1T201VT+VT1001)ln( lnlnlnlnTTTDDTDDTTTDDTDD21TT2TDDTDD1VVVVVVRCVVRCVVVVRCTTTVVRCTVVVVRCTVCCCextRext/CextA1A2BQC1R174121()Q1CextRext/CextA1A2BQC2R274121()VCCVCCVCCSVCCvOQ2由单稳态触发器构成多谐振荡器由单稳态触发器构成多谐振荡器0000HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHH

30、HHHL LVCCCextRext/CextA1A2BQC1R174121()Q1CextRext/CextA1A2BQC2R274121()VCCVCCVCCSVCCvOQ20010 0HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL LVCCCextRext/CextA1A2BQC1R174121()Q1CextRext/CextA1A2BQC2R274121()VCCVCCVCCSVCCvOQ2110010HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL LVCCCextRext/CextA1A2BQC1R174121()Q1CextRext/CextA1

31、A2BQC2R274121()VCCVCCVCCSVCCvOQ2011 010HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL LVCCCextRext/CextA1A2BQC1R174121()Q1CextRext/CextA1A2BQC2R274121()VCCVCCVCCSVCCvOQ211001)7(. 0T2211CRCR0HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L8.3.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器1、石英晶体电路符号和选频特性、石英晶体电路符号和选频特性电路符号电路符号 阻抗特性阻抗特性 fXf0电电感感性性电电容容性性电电容容性性当

32、当 f = f0 时时,电抗电抗 X = 02、石英晶体振荡器、石英晶体振荡器R: R和非门形成负反馈，使和非门形成负反馈，使G工作在线性放大区工作在线性放大区C1 : 耦合电容耦合电容C2 : 抑制高次谐波抑制高次谐波 G1 1 G2 1 C1 R C2 R vO 晶振与晶振与G形成正反馈形成正反馈 1 2 1 & 石 英 晶 体 振 荡 器 1J 1K VCC CP vO Q Q & C1 CPQ 1 23、双相脉冲产生电路双相脉冲产生电路8.4 555定时器及其应用定时器及其应用8.4.1 555定时器定时器8.4.2 用用555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发

33、器8.4.3 用用555定时器组成定时器组成单稳态触发器单稳态触发器 8.4.4 用用555定时器组成定时器组成多谐振荡器多谐振荡器 555定时器是一种应用方便的中规模集成电路定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。信号的产生、变换、控制与检测。 8.4 555定时器及其应用定时器及其应用电阻分压器电阻分压器电压比较器电压比较器基本基本SR锁存器锁存器输出缓冲反相器输出缓冲反相器集电极开路输出三极管，放电端集电极开路输出三极管，放电端1、电路、电路 结构结构8.4.1 555定时器定时器复位端，复位端，低电平有效低电平有效阈值阈值输入端输入端触发触

34、发输入端输入端 TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC (8)G电压控制端电压控制端CC&1RSTG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2OOv,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位12658437Ov,vI2vI1vvICVCCvO555(a)(b)DR阈值输入控制电压触发输入放电端1&vICVCC5kC1C2G1G2G3T+2658437RDQQvI1vI2+5k5k1vOvO&G4SR011饱和导通饱和导通02、工作原理、工作原理(

35、1) RD=0时，时， vo=0，T导通导通1&vICVCC5kC1C2G1G2G3T+2658437RDQQvI1vI2+5k5k1vOvO&G4SR2VCC/3VCC/300011111饱和导通饱和导通1I1CCI2CC21(2)1V , V 33DR ，时,vo=0，T导通导通悬空悬空1&vICVCC5kC1C2G1G2G3T+2658437RDQQvI1vI2+5k5k1vOvO&G4SR2VCC/3VCC/3111状态不变状态不变I1CCI2CC21(3)1V , V ,33 DR ，vo保持不变，保持不变，T状态不变状态不变1&vICVCC5

36、kC1C2G1G2G3T+2658437RDQQvI1vI2+5k5k1vOvO&G4SR2VCC/3VCC/31010100截止截止1I1CCI2CC21(4)1V, V ,33D R ，vo=1，T截止截止 3、555定时器功能表定时器功能表 VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO 不变不变不变不变1导通导通01截止截止11导通导通00放电管放电管T输出输出(vO)复位复位(RD)触发输入触发输入(VI2)阈值输入阈值输入(VI1)输输 出出输输 入入CC31V CC31V CC31V

37、 CC32V CC32V CC32V CC&1RSTG5k5k5k12VRvvvC CDICI1I2OOv,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位12658437Ov,vI2vI1vvICVC CvO555(a)(b)DR阈值输入控制电压触发输入放电端l当电压控制端（当电压控制端（5引脚）悬空时，引脚）悬空时，C1、C2的基准电的基准电压分别为：压分别为：CC32VCC31V和和l当电压控制端外加固定电压当电压控制端外加固定电压vIC，C1、C2的基准电压的基准电压分别为：分别为：ICv12ICv和和把上述分析中的把上述分析中的 和和 ，分别换为，分别换为 ， 所有结

38、论都成立。所有结论都成立。23CCVCCv31ICv12ICv和和8.4.2 用用555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器 VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO vI如何改变电路的阈值电压和回差电压如何改变电路的阈值电压和回差电压? vI VCC 2 3 VCC 1 3 O vO O t t vO O VCC/3 vI 2VCC/3 0.01CF提高基准电压稳定性的滤提高基准电压稳定性的滤波电容，旁路高频干扰波电容，旁路高频干扰 施密特触发器的应用施密特触发器的应用 VCC VCC1

39、8 4 555 6 2 vI R vO2 vO1 VIC 0.01 F 7 3 5 1 波形变换波形变换 t 1 3 VCC 2 3 VCC vI 0 t vO 1 VO H 0 o vI vO1 VOH VOL VT+VT_电路的频率可变电路的频率可变?占空比可变占空比可变?如何改变占空比如何改变占空比?回差电压减小回差电压减小,占空比如何变化占空比如何变化? 波形产生电路波形产生电路(多谐振荡器多谐振荡器 ) CvovIR VCC 8 4 555 6 2 R 0.01 F 7 3 5 1 C vovIVT+VT_VOLVOHT1T20t0t12DDTT+DDTTDDTT+DDTT-lnln

40、()lnTTTVVVRCRCRVVVVVCVVVV CvovIR8.4.3 用用555定时器组成定时器组成单稳态触发器单稳态触发器（不可重复触发）（不可重复触发） 1、电路、电路 +VCC VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO vI TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)GvI工作原理工作原理接通接通VCC

41、后，后，C充电充电当当vc上升到上升到2VCC/3时时:0 01 1010将触发器置将触发器置0，vo0T导通，导通，C放电，放电， vc 0 ，vo0保持保持 R=S=1，保持，保持当无触发信号时，触发器将当无触发信号时，触发器将为为vo = 0， vc=0的稳定状态。的稳定状态。1 1(1) 没有触发信号时没有触发信号时( vI )电路处于稳态，电路处于稳态，输出为输出为0 13VCC TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G+UDDuouivI（2）外加触发信号时）外加触发信号

42、时(vI )CC31V0 01 11 10 01 1比较器比较器C20，触发器由，触发器由0翻转翻转为为1， vo1，电路进入，电路进入暂稳态暂稳态。 T截止，截止，C充电，充电， vc升高升高只要只要vcCC32Vvo1保持不变保持不变 TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G+UDDuouivI0 01 11 10 01 1（3）触发信号消除后，电路自动返回到稳态）触发信号消除后，电路自动返回到稳态当当vc升高升高 时时CC32V0 01 10 01 10 0比较器比较器C10，

43、 C21触发器由触发器由1翻转为翻转为0， vo0，T导通，电路导通，电路进入进入稳态稳态。 TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G+UDDuouivI0 01 11 10 01 1（4）恢复过程）恢复过程0 01 10 01 10 0电路由暂稳态返回到电路由暂稳态返回到稳态时，稳态时，T T导通，导通，C C通通过过T T放电，恢复为稳放电，恢复为稳定时的状态。定时的状态。总之：不触发，总之：不触发， vo0 ；触发触发, vo1 ，维持一段时，维持一段时间又返回。间又返回。充电

44、回路：充电回路：VCC+RC 地（充电慢）地（充电慢）放电回路：放电回路：C T 地地（放电快）（放电快）tvi00vCt0vot2/3VCC 输出矩形脉冲宽度输出矩形脉冲宽度 tW = RCln3 1.1RC2/3VccvCvI(S)vO 在充电过程中在充电过程中vI 010变化，变化，C1=1，C2= 010,Q保持为保持为1，电路状态不变（，电路状态不变（T截止，截止，C保持充电状态）。保持充电状态）。多次触发时的情况：多次触发时的情况：故该电路为故该电路为不可重复触发不可重复触发型单稳态触发器：型单稳态触发器： 用用555定时器组成定时器组成可重复触发单稳可重复触发单稳 8 4 7 6

45、 2 1 3 5 R VCC R1 C T vI vO 0.01 F 555组成的单稳态的应用组成的单稳态的应用: vI O t 8 4 2 5 3 7 6 vI 1 vIC C vO R VCC 脉冲宽度调制器脉冲宽度调制器工作波形工作波形 vIC O VCC VCC 2 3 VCC 1 3 t vO O t 触摸定时控制开关触摸定时控制开关 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，由于人体感应电压相当于在触发由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚输入端（管脚2）加入一个负）加入一个负脉冲，脉冲，555输出端输出高电平，输出端输

46、出高电平，灯泡（灯泡（RL）发光，当暂稳态发光，当暂稳态时间（时间（tW）结束时，结束时，555输出输出端恢复低电平，灯泡熄灭。端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由照明，定时时间可由RC参数参数调节。调节。84762153555+VCCRLR100kC100C10.01(+6V)P8.4.4 用用555定时器组成定时器组成多谐振荡器多谐振荡器1、电路组成电路组成 VCC vC vO 0.01 F C 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R1R2 TC1C2+-+(4)RS &5 k 5 k 5 k & & 1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)voC)(-CCV-1R-2R2、工作原理、工作原理 TC1C2+-+(4)RS &5 k 5 k 5 k & & 1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)voC)(-CCV-1R-2R当当vc13VCC 时时v0=1，T截止截止当当 vc 23VCC 时时,31VCCv0=1为第一暂稳态。为第一暂稳态。（1）接通电源，）接通电源，C充电，充电，vc升高升高v0保持为保持为1。26VCCRDO5 55 55