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

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

电容将按逆时针方向经RC电路放电，并逐渐衰减为零。设电容放电时的初始电压为vC(0)，则电容放电电压 当开关掷向位置3时，开关在位置1时设电容C上初始电压为零,电容将按指数规律充电，趋向电压VCC值。电容充电的速率取决于RC乘积。放电路径

电容器充放电①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：8.1单稳态触发器②在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;③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。I工作波形OIO8.1.1CMOS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0正脉冲触发稳态为1负脉冲触发

2.工作原理0=0vIa)没有触发信号时，1电路处于一种稳态：o=0c=00`vO1vOv12vIvDDvDDttt1ttvO1vOvI2vDDvDDttvTHtwt1t2110tb)外加触发信号当vd

­

vd=VTH电路进入暂稳态=1vO电路进入暂稳态=0vO1电容充电,此状态不能长期维持vItvdt产生如下正反馈过程vO1vOvI2vDDvDDttvtht1t2tc)电容充电,电路由暂稳态自动返回到稳态

vI2

­vI2=VTHC充电电路返回到稳态011vdvI10tw≈0.7RC

（1）输出脉冲宽度tw(2)恢复时间tretre3d

(3)最高工作频率

fmax

3、主要参数的计算vC(0+)=0；vC()=VDD=RC,VTH

=VDD/2vOvItwtwvOvItwtw不可重复触发可重复触发被重复触发没有被重复触发8.1.2集成单稳态触发器

1.不可重复触发的集成单稳态触发器≥1G8G4G1G2G3G5G6G7G9&&B&&&1111RintRintCext/RextA1A2a触发信号控制电路微分型单稳触发器输出缓冲电路8.1.2集成单稳态触发器电路的连接：R：外接电阻或采用内部电阻C：外接电阻容VCCVCC≥1G8G4G1G2G3G5G6G7G9&&B&&&1111RextRintCextRintCext/RextA1A2a1000输出脉冲宽度：tw≈0.7RC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。暂稳态:

Q=1Q=0电路一但进入暂稳态，a就跳变为低电平，使单稳的触发脉冲很窄保证了当输入脉冲大于tW时，单稳态的正常工作。×00×1111174121功能表HHA1A2BQLHLLHLLLHHHLHHHHHHLL不可触发，保持稳态不变A1、A2中有一个或两个为低电平，在B端输入上升沿时电路被触发B

和A1、A2、中有一个或两个为高电平，输入端有一个或两个下降沿时电路被触发8.1.3单稳态触发器的应用1.定时

tw该电路可用于频率计

vI

VOH

0

twtvB

VOH

0

t

tPo

t

vA

VOH

0

t

vO

VOH

0

计数器

2.延时RCCextCext/Rext74121vovccBA1A2vIC1DR4.组成噪声消除电路

单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽，才可消除噪声。如用I作为下降沿触发的计数器触发脉冲,干扰加入,就会造成计数错误.(D\R)CP8.2施密特触发器1、施密特触发器电压传输特性及工作特点：①施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。②电路有两个阈值电压。输入信号增加和减少时，电路的阈值电压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）。vovIvovI同相输出施密特触发器反相输出施密特触发器VT+VT_I11、电路组成2、工作原理R1<R2I为三角波假定：8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器利用“G1门输入点电流为零”可得到：

108

6

4

2

0

vI/V

2

4

6

8

10

VOH≈VDD

vO/V

B

vI100(2)当vI1=VTH，电路发生正反馈：1(1)I上升

vI↑

vI1↑

vO1

vO↑

当vI1=0，=0VvOvO

=VOH=VDD正向阈值电压(VT+):I值在增加过程中，使输出电压产生跳变时所对应的vI值只要vI1

<VTH，则保持=0VOVTH8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器2、工作原理vI11当vI1=Vth，电路产生如下正反馈：

(4)当vI下降，vI1也下降0(3)

vIVth电路维持不变

vO=VOH只要vI1

>Vth，则保持输出为0vI值在减少过程中，使输出电压产生跳变时所对应的vI值称为负向阈值电压VT-

vO1

vO

vI

vI1vO＝08.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器2、工作原理vI

VT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD工作波形传输特性曲线vI1vovI8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器3、传输特性曲线（1）波形的整形及变换VT+VT_T+T-电路输出信号的频率与输入信号频率的关系？如何改变电路输出信号的占空比？8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器4、应用vovIvovT2vT1ttt

vovI（2）消除干扰信号合理选择回差电压，可消除干扰信号。8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器4、应用

传输线上电容较大传输线长，接收端的阻抗与传输线阻抗不匹配8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器（2）消除干扰信号4、应用oυI（3）幅值鉴别4、应用8.2.1用CMOS门电路组成的施密特触发器

开关电路

RC延时环节三、多谐振荡器的基本组成开关器件：产生高、低电平反馈延迟环节（RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态,以获得所脉冲波形输出。概述8.3多谐振荡器8.3.1由CMOS门电路组成的多谐振荡器

1.电路组成

vI

D1

D2

TP

TN

vO1

R

C

D4

D3

TP

TN

vO2

G1

G2

+VDD

VC多谐振荡器.υo=0,υo1=1时,电容充电,υI增加;υo=1,υo1=0时,电容放电,υI下降;υo1与υo反相,电容接在υo与υI之间:

2.工作原理假定

电路初态：=1vO1=0vO2vC=0V电容充电vCvIvI当=Vth时，迅速使G1导通、G2截止，电路进入第二暂态vO2=1vO1=0=0vO1=1vO2（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态VCt1

t2

t

t

vIVDDVth0vO2VDD0vIvO1vO2（2）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vCvIvI当=Vth时，G1截止、G2导通，电路返回第一暂稳态vO2=0vO1=1t1

t

vIVDD+Vth0vO2VDD0VCt2.工作原理vIvO1vO

t1t2

tT1T2T＝RC1n4≈1.4RC

由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R、C电路和Vth，频率稳定性较差。T3.振荡周期的计算t8.3.3石英晶体振荡器电路符号阻抗频率特性1、石英晶体电路符号和选频特性fXf0电感性电容性电容性当f=f0时,电抗X=02.CM