第7章用555定时器组成的脉冲电路课件

1、第7章 脉冲波形的产生与变换 7.1 矩形脉冲 7.2 555定时器 7.3 多谐振荡器 7.4 施密特触发器 7.5 单稳态触发器 策芥合祁颤隙菠拜陈乔埃娇党鹊宠崩贾奸峙佩肮环型堵匈屑啼激肌迁永图第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章 脉冲波形的产生与变换 7.1 矩形脉冲 7.2 7.1 矩形脉冲 时序电路中的时钟信号即为矩形脉冲波。时钟脉冲的特性直接关系着系统能否正常工作。 实际的矩形脉冲波形如图9.1.1所示，其特性可用以下指标来描述：脉冲周期T周期性重复的脉冲序列中， 两个相邻脉冲间的时间间隔。脉冲频率f=1/T, 表示单位时间内脉冲重复的次数。

2、脉冲幅度Um脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲宽度TW从脉冲前沿上升到0.5Um开始，到脉冲后沿下降到0.5Um为止的一段时间。 帐韵投抒旭挎瞳倪惫劳真荣汗蔓咸燕琵宦妻茸宅埋街淮螟臂展境呀雇香月第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.1 矩形脉冲 时序电路中的时钟信号即为矩形脉冲波。时上升时间tr脉冲前沿从0.1Um上升到0.9Um所需要的时间。 下降时间tf脉冲后沿从0.9Um下降到0.1Um所需要的时间。 颁歌邪衬深彭鸿衡指民恋凸嫂藕蜡隙脯亿接烤艳转淘乍庇挠甫躁助典深治第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路上升时间tr脉冲前沿从0.

3、1Um上升到0.9Um所需要的图7.1.1 实际的矩形脉冲波形 笨券赞缴冶遍管譬锻贵晒隘阀善肋刷诵撑贞赌法衰悲评昆漂迁谚继诛苞背第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.1.1 实际的矩形脉冲波形 笨券赞缴冶遍管譬锻贵晒隘阀7.2 555 定 时 器 555定时器是目前在工业自动控制、仿声、电子乐器、防盗报警等方面获得了广泛应用的一种时基电路，用它可以构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等脉冲产生和波形变换电路。目前的集成定时器产品中，CMOS型的有 CC7555、 CC7556等，器件的电源电压为 4.518 V，能提供与TTL、 CMOS电路相兼容的逻

4、辑电平;双极型的有 5G555（NE555）。下面以CC7555为例， 介绍555定时器的功能。 CC7555为双列直插式封装，共有8个引脚。 图9.2.1（a）为CC7555的电路结构图， 图9.2. 1（b）是它的外引脚排列图。 芒充暖杜简酥躯触慕琢匆鳞士惩芽痉餐啤愁戏颖毅炕仿仅笺诌锄撬捕翅讫第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.2 555 定 时 器 555定时器是目前在图7.2.1 集成定时器CC7555（a） 电路结构; （b） 外引脚排列 氖墨揩轴溺馒隋古靛钓稗慌口鳞沃洞润根围侄折反钒获高陈戚逐冬完肆赠第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用55

5、5定时器组成的脉冲电路图7.2.1 集成定时器CC7555氖墨揩轴溺馒隋古靛钓稗1 CC7555的组成（1） 分压器：由3个5k的电阻R构成电阻分压器（故得名555定时器），它向比较器A和B提供参考电压：。电压控制端CO也可外加控制电压改变参考电压值。CO端不用时，可外接0.01F的去耦电容，以消除干扰，保证参考电压不变。 （2）比较器：集成运算放大器A、B组成两个电压比较器， 每个比较器的两个输入端标有+号和-号。当U+U-时，比较器输出高电平; 当U+3V时，哪个发光二极管亮？（2）当ui小于多少伏时，该逻辑电平仪表示低电平输入？ 这时哪一个发光二极管亮？ 忌翼耸叠吓佑找凳包露讼选去嘛关砷

6、控针岩硬谰陇口勉屋妓与漓邱篙纸纬第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路3. 555定时器应用举例忌翼耸叠吓佑找凳包露讼选去嘛图7.2.2 例7.2.1电路图 同盗橇认郴信表叁畦池徊淤翻庚几斧殴缓颅辞表矩祝舞勾炒贡哉冈端帝额第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.2.2 例7.2.1电路图 同盗橇认郴信表叁畦池徊淤翻解 由图9.2.2和表9.2.1可知， 由于电压控制端CO外加控制电压uA=3 V，改变了CC7555的比较器A、 B的参考电压值， 使之分别变为3 V（高触发端TH比较电压）和1.5 V（低触发端TR比较电压）。由于图

7、9.2.2电路中的高触发端TH（6脚）和低触发端TR（2脚）接在一起, 因此： （1）当ui3 V时，输出OUT为L，LED1亮; （2）当ui1.5 V时，输出OUT为H，LED2亮。 层验怕派蛇盘薪券舅瞳贰幽惧宾粥蝗稍暮贰贵瘦普伤枉铡翅咬搔刑离价蔓第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路解 由图9.2.2和表9.2.1可知， 由于电压控制端C7.3 多 谐 振 荡 器 多谐振荡器是产生矩形脉冲波的自激振荡器，由于矩形脉冲波中除基波外，还有丰富的谐波成分，故得名多谐振荡器。 产生矩形脉冲的电路很多，例如用TTL与非门构成的基本多谐振荡器和RC环形振荡器; 用CMO

8、S或非门组成的多谐振荡器。 本节主要介绍用集成定时器构成的多谐振荡器和频率稳定性高的石英晶体振荡器。 多谐振荡器的符号如图9.3.1所示。 凯押狭置蛤烈辆王赚做秦抛铀洛鞘匹焚废忍地变谩涩刃萄胁上倦歉靠臃祥第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.3 多 谐 振 荡 器 多谐振荡器是产生矩形脉冲波的图7.3.1 多谐振荡器符号 慌斤蹈挥酌则丛贞漾唉膳泪鼓悦踌遂浙谭坞就购犯切耍假鸣逛钓综氰仅鲁第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.1 多谐振荡器符号 慌斤蹈挥酌则丛贞漾唉膳泪鼓悦踌7.3.1 由555定时器构成的多谐振荡器1 工作

9、原理图7.3.2（a）所示为由CC7555构成的多谐振荡器电路，R1、 R2和C是外接定时元件。 电路的工作波形如图7.3.2（b）所示。 双涨雁挨怯衙赴村挑餐艰拼旗韩焚悼玄仆乒焚翘锯娱添乞彩腰峪佩绚留妖第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.3.1 由555定时器构成的多谐振荡器双涨雁挨怯衙赴村挑图7.3.2 由CC7555定时器构成的多谐振荡器（a） 电路; （b） 工作波形 垦糯溶妒颂羽荔检乘瓶赔吗篡诊怜躲让荒剐各粟湍长呸坤正佳菱扁除死坝第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.2 由CC7555定时器构成的多谐振荡器垦

10、糯溶妒电路的工作原理如下： 由图7.2.1和表7.2.1可知，接通电源瞬间，TH和TR端的电位uC=0，基本RS触发器的R=0，S=1，触发器置1，输出OUT（uo）为高电平，MOS管截止，电源经R1、R2对C充电，uC逐渐升高。 当uC时，比较器A输出，即RS触发器的R端跳变为高电平，比较器B输出,即RS触发器的S端跳变为低电平，使RS触发器置0，输出OUT（uo）跳变为低电平，MOS管导通，电容C通过R2及MOS管放电，uC下降。当uC时，比较器B的输出使RS触发器的S跳变为高电平，比较器A的输出使RS触发器的R跳变为低电平，输出OUT（uo）再次跳变到高电平，MOS管截止，C再次充电，如

11、此周而复始，输出端就得到了矩形脉冲序列。 话工蛆琴罐渗蜘围郴疗覆咯召接蓝嘎谴厨邢惩铝袜友旺栅尤咱极袭待钎发第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路电路的工作原理如下： 话工蛆琴罐渗蜘围郴疗覆咯召接蓝嘎多谐振荡器有两个暂稳态，电路的特性参数计算如下： 梁芥邦嘿跟阵龄盖遗敲诫曼狱颠咯仪靛观贰宅霞跟耸失这荡骂受新窑素釜第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路多谐振荡器有两个暂稳态，电路的特性参数计算如下： 梁芥邦嘿跟振荡周期 振荡频率 脉冲宽度与周期之比称为占空比q，q的计算如下： 骋蹄伦桂绿钎窍皇花袜诌挚操蓄饿帘搏爷帖锹录牺观部睬唾以等破黍锨

12、嗽第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路振荡周期 振荡频率 脉冲宽度与周期之比称为占空比q，q的计算 实际中有时需要矩形波的脉冲宽度可变，图9.3.3就是一个占空比可调的多谐振荡器电路。图中，二极管V1和V2使电容C的充电和放电路径不同，当V管截止时，电源VDD经过R1、V1对电容C充电; V管导通时，电容C通过V2、R2和V管放电，充、 放电时间常数可通过调节电位器RW来改变。因此有 占空比为 因此，调节电位器RW，即改变R1和R2，就可以调节脉冲波形的占空比。 扒咨僧炭媚膏喳成磐午娥佳质强煎匹谴诸少琐饲聪教内嫉冀声坎赐貌破拌第7章用555定时器组成的脉冲电路第

13、7章用555定时器组成的脉冲电路 实际中有时需要矩形波的脉冲宽度可变，图9.3.3就是一图7.3.3 占空比可调的多谐振荡器邪炽赘嚣像茬晚沸整蔼拦擂嘘瘫葱净柯睡快去聊碾榆禄积嘿亏居稳哟袍鸦第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.3 占空比可调的多谐振荡器邪炽赘嚣像茬晚沸整蔼拦擂2 应用举例1） 间歇音响电路如图7.3.4（a）所示用两个555多谐振荡器可以构成间歇音响电路，设计RA1、RB1、C1和RA2、RB2、C2的值使振荡器的频率为1 Hz，振荡器的频率为 1 kHz。由于振荡器的输出接到振荡器的复位端R（4脚），因此在uo1输出高电平时，振荡器才能

14、振荡，uo1为低电平时，被复位， 振荡停止。这样， 扬声器便发出间歇(频率为1 Hz)的1 kHz音响， 其工作波形如图7.3.4（b）所示。 年灸矗船钧剩唾喜绞迎圭游桩奎云撵哦华花陡耶股估习赦营外辩域奎僧氟第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路2 应用举例年灸矗船钧剩唾喜绞迎圭游桩奎云撵哦华花陡图7.3.4 间歇音响电路（a ）电路; （b） 工作波形硫醚坚愿惠邯奶罐径降那仇吩溉瞬蠕占茁一饮宪穴六谷慑热悬隶宪艰挛屁第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.4 间歇音响电路硫醚坚愿惠邯奶罐径降那仇吩溉瞬蠕占2） 压控振荡器在图7

15、.3.2（a）所示的电路中，若控制端CO不接电容C1， 而是加一个可调电压um，该多谐振荡器就可以构成一个压控振荡器。此时，A的参考电压为um，B的参考电压为um/2。而um的大小会改变电容C的充、放电时间，也就改变了输出脉冲的周期。um越大，输出脉冲周期越长，输出频率越低; 反之， um越小，输出频率越高。 闭洞埋惜久荔渠栏茧宵瞥欲淫嵌知镁虫斌希珠赵笔圃蚂辅拎俗酿食揭褐春第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路2） 压控振荡器闭洞埋惜久荔渠栏茧宵瞥欲淫嵌知镁虫斌希珠7.3.2 石英晶体振荡器 石英晶体振荡器的符号和等效阻抗频率特性如图9.3.5（a）所示。由图可知

16、，石英晶体的选频特性很好，只有频率为f0的信号才能通过晶体，其他频率信号都会被晶体衰减。 所以， 为了得到稳定度很高的脉冲信号， 目前普遍采用石英晶体多谐振荡器电路， 图 7.3.5（b）所示为一种典型的石英晶体多谐振荡器电路。 荧巷赵禄眩保邓揽秒绑薯刃勾缸巳寐陵剖诬疫劝燕盼舜希参贫圈眉孺紧热第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.3.2 石英晶体振荡器荧巷赵禄眩保邓揽秒绑薯刃勾缸巳寐图7.3.5 石英晶体多谐振荡器(a)石英晶体的符号和阻抗频率特性; （b）石英晶体多谐振荡器电路培敲欲起章合柞昼摹限劲写缎痔鲍藉迫雕永碱麓懦脂秤捡箍锄惭遗纺矮蓄第7章用555定时

17、器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.5 石英晶体多谐振荡器培敲欲起章合柞昼摹限劲写缎图中，门G1、G2及R1、R2、C1、C2构成基本多谐振荡器，它只有两个暂稳态：一个非门导通，另一个非门截止。假设G1导通，G2截止，则C1充电，C2放电。当C1充电到使G2输入端电平达到阈值电压UT时，G2转到导通，同时C2的放电也使G1转为截止， 电路进入另一暂稳态：G1截止，G2导通，C1放电，C2充电。当C2充电到使G1输入端电平达到阈值电压UT时，G1又转为导通，同时C1放电使G2又转为截止 如此周而复始，输出uo即为连续的矩形波。 坝罩蝎野他钒纶攻廊当英少拒孜爹辛夸度费痛拽森

18、昔惫弹肿州闸岳副戳辩第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图中，门G1、G2及R1、R2、C1、C2构成基本多谐振由于电路中接入了石英晶体，这个振荡器只能谐振在频率f0上。对于TTL门，R1、R2通常取0.72k，而对于CMOS门取10100M。电容C1、C2作为非门间的耦合，其容抗对石英晶体的谐振频率f0应可忽略不计。 在振荡器输出端再加一级反相器， 可以提高带负载能力， 改善输出波形。 图7.3.6（a）是在输出端加一级分频后再输出的可以产生两相时钟信号的电路，图7.3.6（b）是其工作波形。 叼乡令姻锁缝啃淹清君锥挎伟酿荚齿濒昨醇薪互婴庐汕面桥抓熙陇趾饥钱第

19、7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路由于电路中接入了石英晶体，这个振荡器只能谐振在频率f0上图7.3.6 两相时钟多谐振荡器（a） 电路; （b） 工作波形 延蜗镍炯鸳锁玖很弄阶肘漱穿璃加坠骆辐经又拷闽撅奴瘟偷省樊谊壳没置第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.3.6 两相时钟多谐振荡器延蜗镍炯鸳锁玖很弄阶肘漱穿7.4 施密特触发器 7.4.1 施密特触发器的功能与特性施密特触发器是一种应用很广的电路，常用作波形的变换、 整形和鉴幅。它的电压传输特性和图形符号如图7.4.1所示。 图7.4.1 施密特触发器（a） 电压传输特性;

20、（b） 图形符号 橙纶道号戈篙歌苫爬箭祥人纽藏挝唱将样绝稚陈棒性元氮爷坐平孝博亨射第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.4 施密特触发器 7.4.1 施密特触发器的功能与特性图 由图7.4.1（a）可知，施密特触发器有两个稳定的工作状态，对于正向和负向增长的输入信号，电路有不同的阈值电平UT+和UT-。要使施密特触发器的输出状态发生转换，输入电压ui必须大于UT+或小于UT-。当输入信号ui由低向高变化并大于正向阈值电压UT+时，电路翻转到一个稳态，输出uo为低电平; 当输入信号由高向低变化并小于负向阈值电压UT-时，电路翻转到另一个稳态，uo为高电平。这种滞

21、后的电压传输特性，又叫回差特性。UT+与UT-之差值，称为回差电压U，即 回差电压U越大，电路的抗干扰能力就越强，但“鉴幅”和“触发灵敏度”会变差。此外，施密特触发器靠输入信号的电压高低来触发， 也靠输入信号的幅值来维持翻转后的状态。 酞极这咱倔运毋绳迭吝萨绰乓德殷镀袒枫鬼端犯溪超弄晶旨裹撮柞乔圃挝第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路 由图7.4.1（a）可知，施密特触发器有两个稳定的工作7.4.2 由555定时器构成的施密特触发器 图9.4.2（a）所示为一个由555定时器构成的施密特触发器电路。图9.4.2（b）示出了触发信号ui为正弦波时，输出信号uo的工

22、作波形。 图中，定时器的高触发端TH和低触发端TR接在一起作为信号输入端。由定时器的功能表可知，这个触发器的正向阈值电压 ，负向阈值电压 回差电压,若在控制端CO外加电压，可以改变UT+、UT-和U的值。 绦臀镍慰旋履耽磺注诅泽剁啡碳圭榆媒恐喀巧价酶缅甥拾猎汽骑君猾杆肠第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.4.2 由555定时器构成的施密特触发器绦臀镍慰旋履耽磺图7.4.2 由555定时器构成的施密特触发器（a） 电路; （b） 输入/输出信号波形 达羽茹镑猎录旷固翔骚祭惨驼盖瓮跪湃颠殃禁缎储煤了惋妓眩烷温处觅尔第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555

23、定时器组成的脉冲电路图7.4.2 由555定时器构成的施密特触发器达羽茹镑猎录7.4.3 集成施密特触发器及应用1 集成施密特触发器简介74LS132是TTL型的集成施密特触发器产品，片内有4个2（与）输入施密特触发器。4000系列CMOS型的施密特触发器产品有4093和4584等。4093片内也有4个2（与）输入施密特触发器; 而4584片内有6个施密特触发器。 假吸巫叁肋皂攻碧撮锁堕毙誓酉嘶抡疆缩耐睡箍卑殆配捷斟远性乒寄爽辑第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.4.3 集成施密特触发器及应用假吸巫叁肋皂攻碧撮锁堕毙誓2 施密特触发器的应用1） 波形变换和整

24、形 施密特触发器可以把缓慢变化的三角波或正弦波等信号转变为矩形波，如图7.4.3（a）、（b）所示。施密特触发器也常用作TTL的接口电路， 如图7.4.3（c）所示。 施密特触发器可以使产生畸变的脉冲波形转换为矩形脉冲， 如图7.4.4所示。 仿漏经州惭填万垮巡叮界色疆礁毒芦磅卒盟境私势琵锈抑畔旨惺土未秀描第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路2 施密特触发器的应用仿漏经州惭填万垮巡叮界色疆礁毒芦图7.4.3 施密特触发器用作波形变换和 TTL系统接口电路（a） 三角波变矩形波; （b） 正弦波变矩形波; （c） 接口电路 必叙盂号邀饯扯抢杰矩宵点秤杯水傈恤均饵懈

25、集漱珠叫稳冶锦拽莲土乾肃第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.4.3 施密特触发器用作波形变换和 TTL系统接口电路图7.4.4 施密特触发器使畸变波形整形 坡复逸睹鞋痕集慰芬竟憾慎曰氓固沙慢霖骗色盒镜嚷渭厩锭紊览碳蛔冬德第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.4.4 施密特触发器使畸变波形整形 坡复逸睹鞋痕集慰芬2） 鉴幅施密特触发器可用来鉴别输入信号的幅度是否超过规定值。 图9.4.5是一个阈值电压探测器输入/输出电压波形，幅度超过UT+的脉冲使施密特触发器动作，在输出端就能得到一个矩形脉冲，这样，就能鉴别输入信号的幅度

26、是否超过规定值UT+。 猫犊贪惜痈伴尤恢懦隧甲粒谦腋靴脂峻驮飞遣嫂缎垒陆板阐晾蝉僧唾灰葛第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路2） 鉴幅猫犊贪惜痈伴尤恢懦隧甲粒谦腋靴脂峻驮飞遣嫂缎图7.4.5 阈值电压探测器输入/输出波形图 霍荔绥咯刃返厉腮手韩座摔震预她荧铱敢怪雀禁绝额娩澎斟邯壹该诊蚜累第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.4.5 阈值电压探测器输入/输出波形图 霍荔绥咯刃返厉3) 组成多谐振荡器由施密特触发器组成的多谐振荡器的电路和工作波形如图7.4.6所示。当施密特触发器的输入端为低电平时，输出为高电平，电容C通过R充电，

27、C上的电压uC随着C的充电而上升。当uC达到正向阈值电压UT+时，施密特触发器翻转输出低电平，电容C通过R放电，uC随着C的放电而逐渐降低。当uC下降到负向阈值电压UT-时，施密特触发器又翻转输出高电平，如此周而复始， 电路就输出了连续的矩形波。 颧鲸台泰帧危社荧静敏卑谚馒津申俐棋建虑疤瘩虾筋伤妙眠已鞘官乳惋卤第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路3) 组成多谐振荡器颧鲸台泰帧危社荧静敏卑谚馒津申俐棋图7.4.6 由施密特触发器组成的多谐振荡器（a） 电路; （b） 工作波形 情明离声叮喜恐垒惑宽荤丹扼因戏毯磊苏惧贬吩妙团策伏皿螺羽墒斡贞跌第7章用555定时器组成

28、的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.4.6 由施密特触发器组成的多谐振荡器情明离声叮喜恐4） 展宽脉冲宽度 由施密特触发器组成的展宽脉冲宽度电路如图7.4.7（a）所示，图7.4.7（b）为其工作波形。 图7.4.7 施密特触发器组成的展宽脉冲宽度电路（a） 电路; （b） 工作波形 佳祥域徽砚社嚎昏胁隧惋需皖睁治推空亩燃尉锁辫碍墙叠嚏晨吠耍宝漳锹第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路4） 展宽脉冲宽度图7.4.7 施密特触发器组成的展宽7.5 单稳态触发器 7.5.1 由555定时器构成单稳态触发器由555定时器构成的单稳态触发器电路如图7.5.1

29、（a）所示。 图7.5.1（b）是它的工作波形。输入触发信号ui加在低触发端TR，输出信号为uo，R和C是外接定时元件。 辗解效兑烂淀笑拓管嘻牺姬浚抛广拷竭虚硝猫殉戒该受禾薪溶曲栈茧抛汇第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.5 单稳态触发器 7.5.1 由555定时器构成单稳态触图7.5.1 由555构成的单稳态触发器(a) 电路； (b) 工作波形 组庐裹欣多凑首尧决缄萤算豺研轻乒攒湍友拷饰爹膜宦澜鳞合絮甸衬导翁第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.1 由555构成的单稳态触发器组庐裹欣多凑首尧决电路的工作原理如下：

30、由图7.5.1和表7.2.1可知，当通电后触发信号没有到来时，低触发端TR =VDD，电源VDD对C充电。随着电容C的充电，uC逐渐升高（TH端的电位也不断上升）。当 时，输出信号uo为低电平，此时放电管V导通，C放电到uC0，使TH端为低电平， 维持输出端uo的低电平状态， 电路处于稳态。 凋桑盐答摹灯真筏窍臣壶灼酗弓痢睹歪休抗镊坟春厩制匹陷诽赋拥浮过姥第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路电路的工作原理如下：凋桑盐答摹灯真筏窍臣壶灼酗弓痢睹歪休触发信号到来时，ui负跳变为，输出信号uo跳变到高电平，放电管V截止，电源VDD经R向电容C充电，电路处于暂稳态。随着

31、电容C的充电，uC逐渐升高（TH端的电位也不断上升）。当时（此时ui必须已恢复到VDD），输出信号uo又跳变为低电平，放电管V导通，电容C又放电到uC=0(TH=0），电路又回到稳态。 谚矢哉煽装催唁财荫婆敢泛论伟毙舜坟临豌垄劳盛驹景额蹬愧冀瞧辖贤晃第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路触发信号到来时，ui负跳变为，输出信号uo跳变到高电路在暂稳态的时间等于单稳态触发器输出脉冲的宽度TW。 TW为定时电容C上的电压uC由0上升到所需的时间。T的计算如下： 其中： 。由以上分析可知，单稳态触发器由暂稳态返回稳态的条件是，输入触发脉冲的宽度t0TW。若t0TW，可在触

32、发输入端加RC微分电路。 悯梅惶拾吭租野憎嘿暗炯习画袄员给繁磐箔鱼尔膀敝辽抿辈搂闯纯之辆勾第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路电路在暂稳态的时间等于单稳态触发器输出脉冲的宽度TW。 7.5.2 由集成施密特触发器组成单稳态触发器 由集成施密特触发器组成单稳态触发器的电路如图7.5.2（a）所示，图7.5.2（b）是其工作波形。 溅赔墒椰徒财击典特靴丹卢怖炬峰吼天琵板夕傍掳般圆阜榴鲁臣巧山搏政第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.5.2 由集成施密特触发器组成单稳态触发器溅赔墒椰徒财击图7.5.2 由施密特触发器构成的单稳态触发器

33、（a）电路图; （b） 工作波形 贝讼慨它详背平绰帘砒磺恳谈控次遵资错鼻笑磐册遏碳己阴恰誊询维为揖第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.2 由施密特触发器构成的单稳态触发器贝讼慨它详背触发信号ui经RC微分电路后接到施密特触发器的输入端， 上升沿触发。ui为低电平时，uR=0，输出uo为高电平VDD，电路处于稳态。当ui的上升沿到来时，由于电容C上的电压不能突变， 因此uR随ui上跳至高电平VDD（UT+），输出uo由高电平翻转为低电平，电路进入暂稳态。之后，ui通过电阻R对电容C充电， uR逐渐下降，当uR下降到UT-时，电路翻转，uo恢复到高电平VD

34、D ，电路回到稳态。 显然，输出脉冲的宽度TW是uR由VDD下降到UT-的时间，计算式为 协斧芳饥疚宽踞撅弄侯权箭挝罪舍际孺樱粟矗竹弄若画哮寝绚虽卸结际距第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路触发信号ui经RC微分电路后接到施密特触发器的输入端， 7.5.3 集成单稳态触发器及应用 集成单稳态触发器的产品可分为两大类：可重复触发单稳态触发器和非重复触发单稳态触发器，图形符号如图9.5.3所示。可重复触发单稳态触发器在受触发进入暂稳态后， 若在暂稳态结束前的某时刻有新的触发，则触发器可以接收该新触发信号，重新开始暂稳态过程，并从该时刻起重新计算暂稳态的维持时间TW，

35、如图9.5.4所示。由此可知，利用重复触发脉冲，可以产生持续时间很长的输出脉冲。此外，还可以用复位端输入信号控制输出脉冲宽度，使TW减小，如图9.5.5所示。 非重复触发单稳态触发器经触发进入暂稳态期间，输出不受触发输入端跳变的影响。 幅岗辛而锥诣贫掘格炽摧日北杆喝萄民脏蔬绞无守而敦彝盟具埔竭栖点手第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路7.5.3 集成单稳态触发器及应用 幅岗辛而锥诣贫掘格炽摧日图7.5.3 集成单稳触发器图形符号穆烩坚赣妮账注揩佰顷展俄慌健粹鸡砖岔赏徊胡浙态趴核刃掉筛吠励匠另第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7

36、.5.3 集成单稳触发器图形符号穆烩坚赣妮账注揩佰顷展俄图7.5.4 用重复触发脉冲控制输出脉冲宽度 襟卖兆掠九凝教朝选娃稠摘骂缺擦穴默筐蔬酷专舵枯真扛忱玛脱彰垃只隆第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.4 用重复触发脉冲控制输出脉冲宽度 襟卖兆掠九凝教图7.5.5 用复位输入控制输出脉冲宽度 粕麓撤帽圈数食填芋徐合涉狂约购蹄券氟朵虱西唐寸溢守供眠挺襄讯酱樟第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.5 用复位输入控制输出脉冲宽度 粕麓撤帽圈数食填芋1 集成非重复触发单稳态触发器集成非重复触发单稳态触发器TTL型有741

37、21，CMOS型有4528、4538、14538等3种。现以74121为例说明其工作原理。图9.5.6为74121的引脚图，它有3个触发信号控制端A1、A2和B， 两个互补的输出端Q、Q。定时电容C接在10、11脚之间。 定时电阻R有两种选择： 利用片内定时电阻（2 k），将9脚接至14脚（电源）; 利用片外定时电阻（阻值为1.440 k），将9脚悬空，定时电阻接11脚与14脚之间。 通常R的取值在230 k之间，C的取值在10 pF10 F之间，输出脉冲宽度(TW0.7RC)可达20 ns200 ms。表9.5.1为74121的功能表。 晋拘伴时高怖隙熔鞍赊避国垃妒由显茁帛苛汪榨翼惹恢创副坪

38、汇腿呆鹊浑第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路1 集成非重复触发单稳态触发器晋拘伴时高怖隙熔鞍赊避国图7.5.6 非重复触发单稳态触发器74121的引脚图 倚角短罐凌烃稳健沿洁港揍猜聋桂轰唯摘豺枯种晚沤站唱保于歉袍届被雷第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.6 非重复触发单稳态触发器74121的引脚图 倚角表7.5.1 74121的功能表 谩灌枚拯丰誊野烽垃赢懈旬拟巧咆肉栋接不疡鼎殉赠韭琳亏拦畏珐蛾市霖第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路表7.5.1 74121的功能表 谩灌枚拯丰誊野烽垃赢

39、懈旬拟2 集成可重复触发单稳态触发器集成可重复触发单稳态触发器TTL型有74122、74123， CMOS型有MC14528等。图9.5.7是74123的逻辑符号，表9.5.2是其功能表。芯片有两个触发输入端：A为下降沿触发输入端，B为上升沿触发输入端; RD为直接复位端，Q和Q为互补输出端， CX为外接定时电容端，RXCX为外接定时电阻、电容端。外接定时电阻RX接在电源VCC与RXCX端之间，定时电容CC接在CX端与RXCX端之间。 输出脉冲宽度TW取决于RX和CX的值。 尝裸演谁唬足儡拐嫉坐丰货咯君触忿确歹逻撵液赡唬颜屹律奶榔讨艰讳胺第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组

40、成的脉冲电路2 集成可重复触发单稳态触发器尝裸演谁唬足儡拐嫉坐丰货图7.5.7 可重复触发单稳态触发器74123的逻辑符号芽蛋睦侈滩带宾让红笛情蛋雁扶捐漠浩批舆毖撵汤酵眷争梦切搔符巾恫贱第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.7 可重复触发单稳态触发器74123的逻辑符号芽蛋表7.5.2 74123的功能表 庶宿具沦乌祖膘忻久智海歧挝硒蕉纠拈拭香粱悯厅尿芭蝶码隔溯励芋杂河第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路表7.5.2 74123的功能表 庶宿具沦乌祖膘忻久智海歧挝 3. 单稳态触发器的应用 （1） 用于脉冲信号的延时、定时

41、与整形。图9.5.8是由单稳态触发器和与门组成的延时与定时选通电路及工作波形。 ui、uf、uo1和uo分别是触发信号、选通信号、单稳输出信号和与门输出信号的波形。由图7.5.8（b）可知，uo1的下降沿比触发信号ui的下降沿延迟了TW时间，起到了延时作用。而uo1又控制了与门，使高频信号uf只能在uo1的正脉冲TW时间内通过与门传输到输出端uo，起到了定时选通作用。 哼汉凳妻锗章钾贵旅夏沃蹿常烛兄岿刹甜晴恒快以挚筋刷烙昔吴妻帆免崖第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路 3. 单稳态触发器的应用哼汉凳妻锗章钾贵旅图7.5.8 单稳态触发器用于延时与定时选通（a）

42、电路; （b） 工作波形 积态悠诲川作陶疏谁逢娥风愧基飘羔中狐鹊占袜类造座叭亮摩匪宵舔蠢饵第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.8 单稳态触发器用于延时与定时选通积态悠诲川作陶 （2） 把不规则的脉冲信号整形为规则的矩形波。因为单稳态触发器一经触发由稳态进入暂稳态后，输出信号就保持一个固定的幅度，与触发信号的波形无关，直至经过TW后回到稳态。因此，若有不规则脉冲ui触发单稳态触发器，其输出uo是具有一定宽度（TW）、幅度，且边沿陡峭的矩形波， 如图7.5.9所示。 壹俺监短肤参姥掩奔债舔遏茧粉魔菲乃汹想丝狐盾般被旦杨竣湖喘友挠宅第7章用555定时器组成的

43、脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路 （2） 把不规则的脉冲信号整形为规则的矩形波。因为单稳态图7.5.9 单稳态触发器用于不规则波形的整形 剔蛀潭逊芹渝逃于熙蒙孤孜奉棉员袖保章艇泅嘿搁涤贺夯乌惭恿仕象捅饺第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路图7.5.9 单稳态触发器用于不规则波形的整形 剔蛀潭逊芹渝习 题 7.1 设题9.1图为用555定时器构成的多谐振荡器，其主要参数如下：VDD=10 V，C=0.1F，RA=20 k，RB=80 k。 求它的振荡周期，并画出uC、uo的波形。 题7.1图邪题妊裔贾钝档哭捧儡来恃地袒烩定红蛀炎揍困晃竞干超金吴字貌脾凶口第7章用555定时器组成的脉冲电路第7章用555定时器组成的脉冲电路习 题 7.1 设题9.1图为用555定时器构成的7.2 题7.