《数字电子技术》教案20

学习情境6基于定时器的电路设计与实现6.3.1单稳态触发器的概念触发器有两个稳定状态，分别为0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态电路只有一个稳定的状态，这个稳定的状态要么是0，要么是1。单稳态电路的特点如下：（1）电路有一个稳态和一个暂稳态；（2）在外来触发脉冲的作用下，电路由稳态翻转为暂稳态；（3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动由暂稳态返回到稳态，且暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）、延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。6.3.2用门电路组成单稳态触发器

（a）电路图

（b）电压波形图微分型单稳态触发器6.3.2用门电路组成单稳态触发器

（a）电路图

（b）电压波形图微分型单稳态触发器6.3.2用门电路组成单稳态触发器

（a）电路图

（b）电压波形图微分型单稳态触发器6.3.2用门电路组成单稳态触发器

（a）电路图

（b）电压波形图微分型单稳态触发器6.3.2用门电路组成单稳态触发器

（a）电路图

（b）电压波形图积分型单稳态触发器6.3.3集成单稳态触发器74121

鉴于单稳态触发器的应用十分普遍，在TTL电路和CMOS电路的产品中，都生产了单片集成的单稳态触发器器件。图所示为集成单稳态触发器74121。（a）引脚排列

（b）下降沿触发的连接方式（c）上升沿触发的连接方式6.3.4单稳态触发器的应用1.脉冲整形脉冲信号在传输过程中，常会干扰而导致波形的变化。由于74121内部采用了施密特触发输入结构，故对于边沿较差的输入信号也能输出一个宽度和幅度恒定的矩形脉冲。利用这一特点，可将宽度和幅度不规则的脉冲整形为规则的脉冲，如图所示。脉冲整形波形6.3.4单稳态触发器的应用

（a）原理图

（b）波形图

脉冲定时控制6.3.4单稳态触发器的应用

6.4.1施密特触发器概述

（a）反相输出传输特性

（b）同相输出传输特性6.4.1施密特触发器概述

（c）反相输出逻辑符号

（d）同向输出逻辑符号6.4.2用门电路组成施密特触发器

6.4.2用门电路组成施密特触发器

6.4.2用门电路组成施密特触发器

6.4.2用门电路组成施密特触发器

6.4.2用门电路组成施密特触发器该由CMOS门构成的施密特触发器的电压传输特性如下图所示。6.4.3施密特触发器的应用1.波形变换利用方向输出的施密特触发器可以把正弦波、三角波等变化缓慢的波形变换成矩形波。6.4.3施密特触发器的应用2.脉冲整形有些信号在传输过程中或放大时往往会发生畸变，通过施密特触发器电路，可对这些信号进行整形。作为整形电路时，如果要求输出与输入相同，则可使用同向输出的施密特触发器。6.4.3施密特触发器的应用

6.4.3施密特触发器的应用4.构成多谐振荡器下图给出了由7414施密特触发器构成的多谐振荡器，该电路非常简单，仅由两个施密特触发器、一个电阻和一个电容组成。6.4.3施密特触发器的应用

6.4.3施密特触发器的应用

6.4.3施密特触发器的应用

6.5.1555定时器概述555定时器是一种用途广泛的数字、模拟混合的中规模集成电路，通过外接少量元件，它可方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，用于信号的产生、变换、控制与检测。常用的555定时器有TTL和CMOS两类，它们的引脚编号和功能都是一致的。

（a）电路图

（b）引脚图6.5.1555定时器概述

（a）电路图

（b）引脚图6.5.1555定时器概述

6.5.1555定时器概述

6.5.1555定时器概述

6.5.1555定时器概述0

0导通11截止10导通1不变不变综合上述分析，可得555定时器功能表如下：555定时器能在很宽的电源电压范围内工作。例如：TTL555定时器的电源电压范围为5～18V。此外，555定时器的驱动能力较强，可以吸收和输出200mA的电流。因此它可直接用于驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。6.5.2555定时器构成施密特触发器

（a）电路

（b）工作波形555定时器构成施密特触发器

6.5.2555定时器构成施密特触发器

6.5.3555定时器构成单稳态触发器

6.5.3555定时器构成单稳态触发器

6.5.3555定时器构成单稳态触发器

6.5.4