四应用电路的制作市公开课一等奖省赛课获奖课件

学习情境十

555应用电路制作与测试四应用电路的制作第1页本情境主要内容555定时器基础知识555定时器应用试验触摸报警器制作与调试四应用电路的制作第2页555定时器基础知识四应用电路的制作第3页复习与思索:1J1KC1FF11J1KC1FF21J1KC1FF31J1KC1FF0&C复位RDRDRDRD1CP四、十进制计数器：问题：怎样产生ＣＰ？二、钟控D触发器:G1Q

Q1&&&&CPDG2G3G4三、钟控JK触发器：QQCPJK&&&&G1G2G3G4一、钟控RS触发器：QQCPRSG2G4G3G1&&&&四应用电路的制作第4页理想矩形脉冲信号：实际信号：1、经过整形电路对不符合要求波形进行整形、变换；

（比如由５５５集成定时器组成施密特触发器将三角波变换为矩形波）产生脉冲信号方法：2、利用脉冲振荡器直接产生。

（比如由５５５集成定时器组成多谐振荡器,直接产生矩形波）

四应用电路的制作第5页应用实例1、秒计数器（数电课程设计）2、单片机试验板（《单片机原理及应用》）四应用电路的制作第6页3、更多应用四应用电路的制作第7页76238415C-VDTHTRVDDR555OUTNE5554.2.1555定时器介绍1.555定时器分类惯用单时基定时器有双极型定时器5G555和单极型定时器CC7555。双时基定时器有双极型定时器5G556和单极型定时器CC7556。四应用电路的制作第8页75557556555定时器引脚排列图：四应用电路的制作第9页555集成定时器逻辑图高触发电压控制低触发放电电源复位输出地76238415C-VDTHTRVDDR555OUT2.555电路结构与工作原理四应用电路的制作第10页（1）、电阻分压器：R1=R2=R3=5K以下仅考虑⑤脚悬空情况⑤脚接ECC时：⑤脚悬空时：参考电压（2）、电压比较器：当U+>U—时，比较器输出为高电平“1”；U+<U—时，比较器输出为低电平“0”U1U2四应用电路的制作第11页（3）、基本RS触发器：由或非门组成,触发端为高电平有效R=0S=1→Q=1Q=0R=1S=0→Q=0Q=1R=0S=0→保持原态（4）、复位电路：

R=0→UO=0V导通（5）、放电管：若R=0或Q=1时，V导通，⑦脚与外电路形成放电回路；小结：㈡、R=1→UO由UTH、UTR决定㈠、R=0→UO=0Q=1，Q=0→V截止→UO=1；Q=0，Q=1→V导通→UO=0；保持原态。若R=1、Q=0时，V截止。四应用电路的制作第12页总结：

“同低出高，同高出低，不一样保持。”1>⅓

VDD<⅔

VDD表4.2.1555定时器功效表P.87保持原态01>⅓

VDD>⅔

VDD11<⅓VDD<⅔

VDD000××③OUT②⑥TH④3.555定时器功效四应用电路的制作第13页76238415C-VDTHTRVDDR555OUT教学效果检测：1、555时基电路各引脚名称？2、TH端、端与OUT端关系？“同低出高，同高出低，不一样保持。”电源复位高触发电压控制低触发放电地输出四应用电路的制作第14页555应用电路举例:暂稳态1暂稳态2

电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们交替改变输出连续矩形波脉冲信号.EWB演示0t0tuoucVDD31VDD32t1t2t3t4T1T212345678555··+VDDR1R2C1C2uouc称为无稳态电路或多谐振荡器四应用电路的制作第15页1J1KC1FF11J1KC1FF21J1KC1FF31J1KC1FF0&C复位RDRDRDRD1CP十进制计数器：12345678555··+VDDR1R2C1C2uouc多谐振荡器四应用电路的制作第16页4.2.2施密特触发器1.用555定时器组成施密特触发器：（1）.电路组成：TH参考电压U+＝2/3VDDTR参考电压U-＝1/3VDDR=1，⑤脚相当于悬空四应用电路的制作第17页电压传输特征：施密特触发器逻辑符号ΔUT=U+-U-ui上升(下降)时，输出uO改变状态时，对应着输入电压U+(U-)，二者差值称为回差电压，即：t1—t2：ui>⅓VDD，且<⅔VDD时保持

uo=1，三角波矩形波（2）.工作原理：t3—t4：ui>⅓VDD，且<⅔VDD时保持

uo=0，0—t1：ui<⅓VDDTH、TR小于参考电压

uo=1，t2—t3：ui>2/3VDD，TH、TR大于参考电压

uo=0，t4—t5：ui<⅓VDDTH、TR小于参考电压

uo=1。四应用电路的制作第18页注意：普通电子产品可选取555定时器组成施密特触发器，要求较高工业电子产品应选取集成施密特触发器。补充：集成施密特触发器：TTL：74LS14、74132、74LS132等；CMOS：CC40106、CC14093等。例：74132内部是四个两输入施密特触发与非门，

输出级附加了反相功效，所以称作施密特触发器与非门。U+=1.7VU-=0.9VΔUT=U+-U-=O.8V

四应用电路的制作第19页ttuo0ui0U+U-00（1）波形变换：正弦波矩形波将幅度不一样，不规则一系列脉冲加到施密特触发器输入端时，能选择幅度大于U+脉冲信号输出。（2）、脉冲鉴幅：2.施密特触发器应用：4.2.2施密特触发器四应用电路的制作第20页在传输线上出现附加噪声，经整形后可得较理想矩形波（3）脉冲波形整形：锯齿波较理想矩形波受到干扰正弦波，经整形后可得较理想矩形波2.施密特触发器应用：4.2.2施密特触发器四应用电路的制作第21页☆补充：回差电压可调施密特触发器电压控制(C-V)端⑤脚接入电位器RPΔUT=U+-U-∴调整RP即可改变ΔUT(UC-Y=ECC)⑤脚电压则：四应用电路的制作第22页（2）工作原理：4.2.3单稳态触发器

1用555定时器组成单稳态触发器：TRC-V：属于悬空UTH=uc,其参考电压为2/3VDDUTR=ui,其参考电压为1/3VDD工作状态分析仍可按555功效特点进行分析。①、稳态:(uo=0)

②、暂稳态：(t1～t2

)③、自动返回稳态：(t2时刻

)④、下一个暂稳态：(ui出现负触发脉冲)

﹡暂稳态维持时间由R、C决定。

tw=RCln3≈1.1RCUTH<2/3VDD,UTR>1/3VDD保持uo=0UTH<2/3VDD,UTR<1/3VDDuo=1同时VT截止，C充电UTH>2/3VDD,UTR>1/3VDDuo=0同时VT导通，C放电之后，UTH<2/3VDD,UTR>1/3VDD保持uo=0暂稳态稳定状态（1）电路组成：ucVTTH四应用电路的制作第23页暂稳态(输出脉冲宽度tw)决定于RC时间常数由电容器充放电三要素公式：这里，t即为tw,则式中由555定时器组成单稳态触发器补充说明：四应用电路的制作第24页用门电路组成微分型单稳态触发器：（2）工作原理：关键点：1、在输入信号作用下，门1起到一个开关作用，门2作为输出；2、门1与门2间电容C充放电，自动控制门1开启时间，RC时间常数决定暂稳态(脉冲宽度tw)tw=RCln2≈0.7RC3、输入脉冲宽度必须小于tw提醒：（1）电路组成：d4.2.3单稳态触发器

四应用电路的制作第25页集成单稳态触发器：一、类型：1、按触发：a、不可重复触发：在暂稳态定时时间tw之内，若有新触发脉冲输入，电路不产生任何响应。

b、可重复触发：在暂稳态定时时间tw之内，如有新触发脉冲输入，可被新输入触发脉冲重新触发。2、按器件：TTL：TTL741217422174LS2217412274LS12274LS123CMOS：四应用电路的制作第26页比如：74121为TTL电路非可重复触发集成单稳态触发器（1）、74121管脚图：（3）、使用：GNDA1A2BQQCextRextRintVCC161491110cextRext3415uI7a、下降沿触发GNDA1A2BQQCextRextRintVCC161491110cextVCCuI7b、上升沿触发输入输出A1A2BQ0×101×0101××00111×011↓1

↓11

↓↓1

0×↑

×0↑

（2）、74121功效表：注意：①A1、A2、B不一样组合，产生对应输出②暂稳态由定时元件R、C决定。tw=0.7RC四应用电路的制作第27页补充整形：暂稳态期间输出电平高低与此输入信号状态无关，即使输入信号不规则，也能使输出成为含有一定宽度、一定幅度、边缘陡峭矩形波。图2单稳态触发器用于整形（1）．定时：利用tw矩形脉冲去控制某一个电路，使之在tw期间内动作或不动作。单稳态触发器用于定时uiuiuouFuouFuFOuFO2单稳态触发器应用：4.2.3单稳态触发器

四应用电路的制作第28页当一个触发脉冲使单稳态触发器进入暂稳状态，在此脉冲以后时间tW内，假如再输入其它触发脉冲，则对触发器状态不再起作用。（2）．分频：2单稳态触发器应用：4.2.3单稳态触发器

四应用电路的制作第29页4.2.4多谐掁荡器(没有稳定状态电路)（1)电路组成：(2)工作原理：UTH=<2/3VDD,UTR<1/3VDDuo=1

VDD经R1、R2对C充电τ1=(R1+R2)C②、自动翻转1：(t1时刻

)UTH>2/3VDD,UTR>1/3VDDuo=0T导通，C经R2、T放电τ2=R2C①、初态:暂态1(t0～t1uo=0)④、自动翻转2：(t2时刻

)UTH<2/3VDD,UTR<1/3VDDuo=1T截止

C充电进入暂态1③、暂态:暂态2(t1～t2)UTH﹤2/3VDD,UTR>1/3VDD保持uo=0C-V：属于悬空UTH=uc,其参考电压为2/3VDDUTR=uc,其参考电压为1/3VDD工作状态仍按555功效特点进行分析。1用555组成多谐振荡器：暂稳态1暂稳态2四应用电路的制作第30页问：怎样实现T1=T2取得对称矩形波？R1=0？但实际中不允许R1=0，因为它是T放电回路。从理论上分析，改变R1、R2可改变占空比，同时也改变f。(3)主要参数：占空比：由电容器充放电三要素公式可分析计算出：T1T2振荡频率：振荡周期：四应用电路的制作第31页放电回路为：C→R2→D2→Rw2→放电管T→地，放电时间常数：充电回路为：VDD→R1→RW1→D1→C→地，充电时间常数：解：两个暂稳态连续时间分别为：振荡周期T为f=1/T=占空比为当R1+RW1=R2+RW2时，D=1/2，即输出对称矩形波。

【例】试分析下列图所表示占空比可调多谐振荡器工作原理，并求振荡频率f，占空比D=？占空比可调多谐振荡电路T4.2.4多谐掁荡器(没有稳定状态电路)1用555组成多谐振荡器：四应用电路的制作第32页补充：1、由分立元件组成多谐振荡器：●RCCR1VT1VD1●RCCR2VT2VD2+VCCQ2Q1VT1、VT2轮番导通与截止，Q1、Q2输出矩形波。令R1=R2C1=C2则T≈1.4RC2、由TTL门电路组成多谐振荡器：11R1R2C1C2uo●G1G2(1)、对称型：门G1和门G2轮番输出高、低电平，输出为矩形波。令R1=R2，C1=C2则T≈1.4RC

4.2.4多谐掁荡器(没有稳定状态电路)1用555组成多谐振荡器：四应用电路的制作第33页&&R1R2C1C2uo●G1G2可控多谐振荡器：S与非门G1加入控制端SS=“1”：组成振荡器S=“0”：G1输出总为“1”，不能振荡。(2)、非对称型：

11RCuo●G1G2设G1输出为“1”，G2为“0”G1输出经R、C对C充电，有利于门G1开通→G1输出为“0”，G2为“1”→G2输出经C、R对C反向充电(或视为C放电)，有利于门G1闭合→G1输出为“1”，G2为“0”……仍为对称输出方波，T≈1.4RC问题：1、非对称型门电路组成多谐振荡器能否组成可控型？2、非对称型门电路组成多谐振荡器怎样改变输出方波占空比？4.2.4多谐掁荡器(没有稳定状态电路)四应用电路的制作第34页2石英晶体振荡器：4.2.4多谐掁荡器(没有稳定状态电路)在多谐振荡器电路中接入石英晶体，石英晶体不但频率特征稳定，而且品质因数Q很高，有极好选频特征。晶振电路输出频率为32768Hz,经若干级二分频器后，可认为数字钟提供时钟脉冲，电路中电容C1用于两个反相器之间耦合，而C2作用则是抑制高次谐波，四应用电路的制作第35页补充：555定时器应用举例：(1)回差电压可调施密特触发器：参考电压可调(2)液位报警器：当液面低于探测电极以下时，多谐振荡器工作。液位报警器图四应用电路的制作第36页（4）