《数字电子技术》教案19

学习情境6基于定时器的电路设计与实现学习目标基于定时器的电路设计与实现（1）了解脉冲信号的特点（4）掌握施密特触发器的工作原理（2）掌握多谐振荡器的工作原理（5）掌握555定时器的工作原理（3）掌握单稳态触发器的工作原理在数字电路中，很多逻辑电路都需要用到定时功能，而定时器就是为了实现该功能而特别制作的定时模块。常用的两种基本定时器为单稳态触发器和无稳态触发器。单稳态触发器是一种只有一个稳定状态的器件，通常情况下处于稳定状态，只有被触发时才会转变到一个不稳定的状态，而这个不稳定状态持续的时间是可以通过阻容器件来提前设置的，这样就可以设置出特定时长的定时器；无稳态触发器没有稳定状态，它是以规定的速率在两个不稳定状态间来回变化的，可以通过阻容器件来设置不稳定状态之间来回转化的速率来定时。基于定时器的电路设计与实现6.1.1脉冲的概念

脉冲技术是电子技术的重要组成部分，在实践中应用也非常广泛。脉冲信号是指：含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流，简称为脉冲。根据波形的不同，脉冲可分为矩形波、三角波、锯齿波等。6.1.2脉冲信号产生、变换及整形

典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路。

（1）双稳态触发电路又称为触发器，它具有两个稳定状态，两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。

（2）单稳态触发电路又称为单稳态触发器，它只有一个稳定状态，另一个状态是暂时稳定状态（简称“暂稳态”）。在外加触发信号的作用下，单稳态触发器可从稳定状态转换到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态，暂稳态的持续时间取决于电路的参数。

（3）多谐振荡电路能够自激产生连续矩形脉冲，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。其状态转换不需要外加触发信号，而完全由电路自身完成。若对该电路的输出波形进行数学分析，可得到许多各种不同频率的谐波，故称之为“多谐”。6.1.3脉冲波形的主要参数

6.1.3脉冲波形的主要参数

6.1.2脉冲信号产生、变换及整形

在实践中，多用门电路构成多谐振荡器，由门电路构成的多谐振荡器的特点如下：

（1）有产生高、低电平的开关器件；

（2）具有反馈网络，可将输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态；

（3）具有延迟环节，利用RC电路的充、放电特性可实现延时，以获得所需要的振荡频率。需要注意的是：在许多实际应用电路中，反馈网络兼有延时的作用。6.2.2环形多谐振荡电路

在实践中，可以利用闭合回路中的正反馈作用来产生自激振荡，同样也可以利用闭合回路中的延迟负反馈作用来产生自激振荡，但是负反馈信号必须足够强。环形振荡电路6.1.2脉冲信号产生、变换及整形

6.1.2脉冲信号产生、变换及整形环形振荡器波形图

6.1.2脉冲信号产生、变换及整形

6.2.3实用环形多谐振荡器

6.2.3实用环形多谐振荡器实用环形多谐振荡器波形图

6.2.3实用环形多谐振荡器

实用环形多谐振荡器波形图6.2.4环形多谐振振荡器的改进电路

频率可调的环形多谐自激振荡器6.2.4环形多谐振振荡器的改进电路

6.2.4环形多谐振振荡器的改进电路

6.2.4环形