《数字电子技术基础》课件学习情境6习题汇编

学习情境6基于定时器的电路设计与实现一、判断题（正确打√，错误的打×）1．施密特触发器可用于将三角波变换成正弦波。（×）2．施密特触发器有两个稳态。（√）3．多谐振荡器的输出信号的周期与阻容元件的参数成正比。（√）4．石英晶体多谐振荡器的振荡频率与电路中的R、C成正比。（×）5．施密特触发器的正向阈值电压一定大于负向阈值电压。（√）二、选择题1．脉冲整形电路有（C）。A.多谐振荡器B.单稳态触发器C.施密特触发器D.555定时器2．多谐振荡器可产生（B）。A.正弦波B.矩形脉冲C.三角波D.锯齿波3．石英晶体多谐振荡器的突出优点是（C）。A.速度高B.电路简单C.振荡频率稳定D.输出波形边沿陡峭4．与锁存器相似，触发器所属的逻辑电路类别称为（B）。A.单稳态多谐振荡器B.双稳态多谐振荡器C.非稳态多谐振荡器D.单次振荡器5.触发器的时钟输入的目的是（D）。A.清除芯片B.设置芯片C.总是使得输出改变状态D.使得输出呈现的状态取决于控制（S-R、J-K或者D）输入6．非可重复触发单稳态触发器的输出脉冲宽度取决于（C）。A.触发时间间隔B.电源电压C.电阻和电容D.阈值电压三、填空题1．获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形产生。2．触发器有2个稳定状态，分别是0和1。3．单稳态触发器有1个稳定状态。4．多谐振荡器有0个稳定状态。5．利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接就构成一个简单的多谐振荡器。6．石英晶体振荡器的振荡频率由R，C，晶体本身的谐振频率决定。7．石英晶体振荡器的两个优点是频率精确和稳定性好。8．单稳态触发器有1个稳定状态和1个暂稳态。9．单稳态触发器的暂稳态持续时间取决于外接RC，而与外触发信号的宽度无关。10．为了使单稳态触发器电路正常工作，对外加触发脉冲的宽度要求是触发脉冲的宽度小于暂稳态持续时间。11．施密特触发器的特点是，输入信号幅值增大时的触发阈值电压和输入信号幅值减少时的触发阈值电压不相同。12.典型施密特触发器的回差电压是矩形波。13．555定时器的4脚为复位端，在正常工作时应接高电平。14．555定时器的5脚悬空时，电路内部比较器C1、C2的基准电压分别是和。15．当555定时器的3脚输出高电平时，电路内部放电三极管T处于截止状态。3脚输出低电平时，三极管T处于导通状态。16．555定时器构成单稳态触发器时，稳定状态为0，暂稳状态为1。四、简答题1．获取矩形脉冲波形的途径有哪两种？答：（1）一种方法是利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲。（2）另一种方法是通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。其前提条件是，能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有的电压信号。2．施密特触发器在性能上有哪两个重要特点？答：（1）输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。（2）在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。3．施密特触发器有哪些用途？答：（1）可以将边沿变化缓慢的信号波形整型为边沿陡峭的矩形波。（2）可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。4．单稳态触发器的工作特性具有哪些显著特点？答：（1）它具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。单稳只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；（2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，（假设稳态为0，则暂稳态为1）。在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态。（3）单稳态触发器在暂稳态维持的时间长短仅仅取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。五、计算题1．如图6.33所示为一个用CMOS门电路构成的施密特触发器，已知电源电压为10V，；；求其正向阈值电压、负向阈值电压及回差电压。图6.33计算题1图解：（1）正向阈值电压为：（2）负向阈值电压为：（3）回差电压为：2．在图6.34所示的电路中，若R1=R2=5KΩ，C=0.01μF，VCC=12V，试计算电路的振荡频率及占空比，并指出该电路是什么电路。图6.34计算题2图解：（1）电路名称：它是一个由555定时器构成的多谐振荡器电路。（2）电路的振荡频率为：（3）电路的占空比为：3．试用555定时器及电阻电容构成一个多谐振荡器，画出电路图。若给定电阻的阻值只有1kΩ，要求振荡频率为1kHz，则电容值和占空比各是多少？解：（1）画出电路：（2）求电容：因为而所以（3）、求占空比：4．试判断图6.35中的555定时器构成何种应用电路？若VCC=12V,求VT+、VT-及△VT的值。图6.35计算题4图解：施密特触发器；8V；4V；4V。5．判断图6.36所示的由555定时器构成的电路是何种应用电路？若R1＝R2＝5.1KΩ,C=0.01μF,VCC=12V，试计算电路的振荡频率。图6.36计算题5图解：多谐振荡器；9.47KHz。六、作图题1.若反相输出的施密特触发器输入信号波形如图6.37（b）所示，试画出输出信号的波形。施密特触发器的转换电平、已在输入信号波形图上标出。（a）（b）图6.37作图题1图解：VCC11CRA输入输出740674C14输入（VCC11CRA输入输出740674C14输入（b）（a）图6.38作图题2图解：VAtwVIV07406VAtwVIV0上述波形是在Vcc＝10V、R＝10K、C＝5～10微法情况下得到的。输入波形与输出波形的周期相等，但占空比不同，tw的大小与R、C及Vcc有关：Vcc增大，，tw变小；R、C增大，tw增大。3.利用两片集成单稳态触发器74LS121可构成一个多谐振荡器，试说明其工作原理，并画出电路图。解：开关S从闭合变为断开时，B端产生上升沿而使单稳Ⅰ进入暂稳态，脉宽为0.7R1C1，随后其输出的下降沿又使单稳Ⅱ进入暂稳态，脉宽为0.7R2C2。接着单稳Ⅱ输出的脉冲下降沿又使单稳Ⅰ进入暂稳态，如此循环往复不断产生脉冲形成一个多谐振荡器，其周期为：T=0.7(R1C1+R2C2)。4.使用555定时器设计单稳态触发器，要求输出脉冲宽度为1秒。解：C555uO84351VC555uO84351VCC0.01μF762RuI5.图6.39所示为一个防盗报警电路，a、b两端被一细铜丝接通，此铜丝置于小偷必经之处。当小偷闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即发出报警声（扬声器电压为1.2V，通过电流为40mA）。（1）试问555定时器接成何种电路？（2）简要说明该报警电路的工作原理。555S555SVCCR2R1C476321ab图6.39作图题5图8解：（1）55