第7章 脉冲产生与整形_周开利.ppt

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1、数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计 Digital Circuits&Logic Design五邑大学五邑大学数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计课程组课程组http:/202.192.240.9/shudian/index.html第第7章章 脉冲产生与整形脉冲产生与整形2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/27本章简要及内容本章简要及内容 本章介绍获得脉冲波形的方法和具体电路。一是利用本章介绍获得脉冲波形的方法和具体电路。一是利用振荡器；二是利用脉冲整形电路。最后讲述应用很广泛的振荡器；二是利用脉冲整形电路。最后讲

2、述应用很广泛的555集成定时器及其电路。集成定时器及其电路。http:/202.192.240.9/shudian/index.html问问 题题 引引 入入 2022/12/27施密特触施密特触发器是如发器是如何工作的何工作的？信号发生器信号发生器http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.1 脉冲信号及其参数脉冲信号及其参数1.脉冲信号脉冲信号 凡是具有不连续波形的信号均可称为脉冲信号。广义讲，凡是具有不连续波形的信号均可称为脉冲信号。广义讲，各种非正弦信号都是脉冲信号。比如方波、矩形波、尖脉冲、各种非正弦信号都是脉冲信号。比如方波、

3、矩形波、尖脉冲、锯齿波等。锯齿波等。常见脉冲信号常见脉冲信号http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/272.脉冲信号的参数脉冲信号的参数7.1 脉冲信号及其参数脉冲信号及其参数（1）脉冲周期）脉冲周期T（频率（频率f）：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲）：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔。频率间的时间间隔。频率f代表单位时间内脉冲重复的次数，代表单位时间内脉冲重复的次数，f=1/T。脉冲信号脉冲信号（2）脉冲幅度）脉冲幅度Vm：脉冲电压最大变化的幅值。：脉冲电压最大变化的幅值。（3）脉冲宽度）脉冲宽度Tw：脉冲前沿：脉冲前

4、沿0.5Vm到脉冲后沿到脉冲后沿0.5Vm的时间。的时间。http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.1 脉冲信号及其参数脉冲信号及其参数（4）占空比）占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即脉冲宽度与脉冲周期的比值，即 q=tw/T。（5）上升时间）上升时间tr：脉冲从：脉冲从0.1Um上升到上升到0.9Um所需的时间。所需的时间。（6）下降时间）下降时间tf：脉冲从：脉冲从0.9Um下降到下降到0.1Um所需的时间。所需的时间。http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.2 施密特

5、触发器施密特触发器 施密特触发器特点是能够把变化非常缓慢的输入脉冲波形，施密特触发器特点是能够把变化非常缓慢的输入脉冲波形，整形成为适合于数字电路所需要的矩形脉冲，抗干扰能力较强，整形成为适合于数字电路所需要的矩形脉冲，抗干扰能力较强，在波形变换和脉冲整形等方面有广泛应用。在波形变换和脉冲整形等方面有广泛应用。7.2.1 集成集成TTL施密特触发器施密特触发器1.电路组成电路组成TTL施密特触发器原理电路施密特触发器原理电路施密特触发器逻辑符号施密特触发器逻辑符号施密特触发器施密特触发器输入输入电路电路输出输出电路电路http:/202.192.240.9/shudian/index.html

6、7.2 施密特触发器施密特触发器2.工作原理工作原理施密特触发器的电压传输特性施密特触发器的电压传输特性vI为低电平：为低电平：T1截止、截止、T2饱和导通，饱和导通，D2、T3、T5截止，截止，T4、D3导通，导通，输出为高电平输出为高电平 2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.2 施密特触发器施密特触发器vI由低电平上升由低电平上升 增大增大 vIvB10.5V，产生如下正反馈，产生如下正反馈，T1迅速由截止到饱和，迅速由截止到饱和，T2由饱和到截止，由饱和到截止，D2导通，导通，T3、T5饱和，输出为低电平

7、。饱和，输出为低电平。http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.2 施密特触发器施密特触发器vI由最大值下降减小由最大值下降减小 vIvB1，产生如下正反馈，产生如下正反馈，T1迅速由饱和到截止，迅速由饱和到截止，T2由截止到饱和，由截止到饱和，D2、T3、T5截止，截止，T4、D3导通，输出为高电导通，输出为高电平。平。2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.2 施密特触发器施密特触发器2022/12/27参数：参数：上限阈值电压上限阈值电压VT+：vI上升过程中，使施密特电路状态翻转，输出电压

8、上升过程中，使施密特电路状态翻转，输出电压由高电平跳变到低电平时的输入电压值由高电平跳变到低电平时的输入电压值 VT+下限阈值电压下限阈值电压VT-：vI下降过程中，使施密特电路状态翻转，输出电压下降过程中，使施密特电路状态翻转，输出电压由低电平跳变到高电平时的输入电压值由低电平跳变到高电平时的输入电压值 VT-回差电压回差电压V：V=VT+-VT-Vhttp:/202.192.240.9/shudian/index.html7.2 施密特触发器施密特触发器2022/12/27VT+VT-V0VT+tvItvOVT-0输入输入/输出波形输出波形http:/202.192.240.9/shudi

9、an/index.html7.2 施密特触发器施密特触发器输入和输出为反相关系的施密特触发器为反相施密特触发器输入和输出为反相关系的施密特触发器为反相施密特触发器输入和输出为同相关系的施密特触发器为同相施密特触发器输入和输出为同相关系的施密特触发器为同相施密特触发器反相施密特触发器反相施密特触发器同相施密特触发器同相施密特触发器2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/27施密特触发器特点：施密特触发器特点：7.2 施密特触发器施密特触发器VT+VT-V（1）输出有两种状态（输）输出有两种状态（输出为数字信号）；出为数字信号

10、）；（2）输入采用电平触发）输入采用电平触发（输入为模拟信号）；（输入为模拟信号）；（3）对于正向和负向增长）对于正向和负向增长的输入信号，电路有不同的的输入信号，电路有不同的阈值电平（阈值电平（VT+和和VT-），具，具有回差特性有回差特性。http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/271）脉冲整形）脉冲整形 传感器输出的信号波传感器输出的信号波形边沿较差，利用施密形边沿较差，利用施密特电路可以对这些信号特电路可以对这些信号进行整形。将边沿较差进行整形。将边沿较差或畸变脉冲或畸变脉冲uI作为施密作为施密特电路的输入，其输出特电路的输入，其输出

11、uO为矩形波。为矩形波。脉冲整形波形图脉冲整形波形图ttttuIuOuIuOVT+VT-VT+VT-7.2 施密特触发器施密特触发器3.应用举例施密特触发器的应用应用举例施密特触发器的应用http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/272）脉冲变换电路）脉冲变换电路 施密特电路在状态施密特电路在状态转换速度极快输出的转换速度极快输出的矩形波的前后沿总是矩形波的前后沿总是很陡峭。利用这一特很陡峭。利用这一特点，施密特电路可以点，施密特电路可以把变化比较缓慢的正把变化比较缓慢的正弦波、三角波等变换弦波、三角波等变换成矩形脉冲信号成矩形脉冲信号。变换波

12、形图变换波形图uIuOVDDVT+VT-VDDtt7.2 施密特触发器施密特触发器http:/202.192.240.9/shudian/index.html3）电平检测（脉冲鉴幅）电平检测（脉冲鉴幅）2022/12/27 在一串幅度不相等在一串幅度不相等的脉冲信号中，如果的脉冲信号中，如果要剔除幅度不够大的要剔除幅度不够大的脉冲，此时可利用施脉冲，此时可利用施密特触发器。当输入密特触发器。当输入电压到达施密特触发电压到达施密特触发器的器的VT+时，电路就时，电路就输出一个脉冲信号。输出一个脉冲信号。电平检测（鉴幅）电路电平检测（鉴幅）电路uIuOUT+UT7.2 施密特触发器施密特触发器ht

13、tp:/202.192.240.9/shudian/index.html4）多谐振荡器）多谐振荡器2022/12/277.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器构成的多谐振荡器施密特触发器构成的多谐振荡器电容波形和输出波形电容波形和输出波形http:/202.192.240.9/shudian/index.html5）脉冲展宽电路脉冲展宽电路2022/12/277.2 施密特触发器施密特触发器脉冲展宽电路脉冲展宽电路输入波形、电容波形及输出波形输入波形、电容波形及输出波形工作原理：工作原理：vI为低电平，三极管截止，为低电平，三极管截止，vA为高电平，为高电平，vo为低电平；为低电平；vI由

14、低变高，三极管导通，由低变高，三极管导通，C放电，放电，vA为低电平，为低电平，vo为高电平；为高电平；vI由高变低，三极管截止，由高变低，三极管截止，C充电至充电至VT+，vo由高变低，脉宽展宽，由高变低，脉宽展宽，并可通过电容调节。并可通过电容调节。http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.2 施密特触发器施密特触发器7.2.2 CMOS施密特触发器施密特触发器 CC40106 是六是六CMOS施密特触发器，它是用施密特触发器，它是用CMOS反相反相器构成的，其应用与器构成的，其应用与TTL施密特触发器相同。施密特触发器相同。引脚排

15、列图引脚排列图逻辑符号逻辑符号电压传输特性电压传输特性http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/27单稳态触发器的特点：单稳态触发器的特点：它有一个稳定状态和一个暂稳状态；它有一个稳定状态和一个暂稳状态；暂稳状态维持一段时间之后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态维持一段时间之后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数的参数。7.3 单稳态触发器单稳态触发器在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳

16、状态；状态；一般用于定时、整形以及延时等。一般用于定时、整形以及延时等。http:/202.192.240.9/shudian/index.htmlR2022/12/277.3.1 CMOS单稳态触发器单稳态触发器7.3 单稳态触发器单稳态触发器微分型微分型CMOS或非门单稳态电路或非门单稳态电路微分延时微分延时电路电路1）微分型单稳态触发器电路）微分型单稳态触发器电路http:/202.192.240.9/shudian/index.html2）微分型单稳态触发器的工）微分型单稳态触发器的工作原理作原理7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/27稳态：稳态：vI1=vI0，门，门1截

17、止，截止，v01VDD，输出高电平；，输出高电平；vI2VDD，门，门2导通，输出低电平，导通，输出低电平，vO20。波形波形稳态稳态R工作原理工作原理http:/202.192.240.9/shudian/index.htmlR7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/27波形波形触发到暂态：触发到暂态：vI由由0上升到开上升到开启电压启电压VTH，产生正反馈：，产生正反馈：触发触发电路快速进入如下状态：门电路快速进入如下状态：门1导导通，通，v010，输出低电平；，输出低电平；vI2VDD，门，门2截止，输出低电平，截止，输出低电平，vO20，电路进入暂态。，电路进入暂态。暂态暂态h

18、ttp:/202.192.240.9/shudian/index.html7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/27波形波形暂态保持暂态保持tW：VDD通过电阻通过电阻R给给C充电，充电，vI2上升，产生正反上升，产生正反馈：馈：当当vI2达到门的开启电压达到门的开启电压VTH，电路快速地返回稳定状态，电电路快速地返回稳定状态，电容容C放电，放电，vI2基本保持在基本保持在VDD，vO1逐渐上升到逐渐上升到VDD。电容充电电容充电电容放电电容放电Rhttp:/202.192.240.9/shudian/index.html7.3 单稳态触发器单稳态触发器波形波形2022/12/27输

19、出脉冲宽度输出脉冲宽度(在暂稳态的时在暂稳态的时间间)TW的估算公式：的估算公式：门门1的输出电阻的输出电阻R一般一般VTH=VDD，故，故http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/272）积分型单稳态触发器电路）积分型单稳态触发器电路积分型积分型CMOS单稳态电路单稳态电路波形波形积分延时积分延时电路电路工作原理工作原理稳态：稳态：vIVDD，门，门1、门、门2导通，导通，v010，vI20，输出，输出低电平，低电平，vO=0。稳态稳态http:/202.192.240.9/shudian/index.html

20、2022/12/277.3 单稳态触发器单稳态触发器触发到暂态：触发到暂态：vI由由1下降到下降到0，C电压不能跃变，故瞬间电压不能跃变，故瞬间vI20，使，使vo1。触发触发暂态暂态暂态保持暂态保持tW：Vo1通过通过R给给C充充电，电，vI2上升至上升至VTH，vo0，返，返回稳态。回稳态。电容充电电容充电当当vI由由0转为转为1后，后，vo1=0，电，电容容C通过门通过门1放电，电路保持稳放电，电路保持稳态。态。电容充电电容充电注：注：TW0.7（R+Ro）C，要求，要求vI的的负脉冲宽度大于负脉冲宽度大于TW，否则成为反相器，否则成为反相器http:/202.192.240.9/shu

21、dian/index.html7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/273）用）用CMOS施密特触发器构成的单稳态电路施密特触发器构成的单稳态电路施密特触发器构成的单稳态电路施密特触发器构成的单稳态电路波形波形工作原理工作原理稳态：稳态：vIVDD，C电压不电压不能跃变，能跃变，vVDD，vO=0，输，输出低电平，。出低电平，。稳态稳态C Rhttp:/202.192.240.9/shudian/index.html7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/27触发到暂态：触发到暂态：vI由由1下降到下降到0，C电压不能跃变，故瞬间电压不能跃变，故瞬间v0，使，使vo1。C R

22、暂态保持暂态保持tW：VDD通过通过R给给C充电。当充电。当v上升至上升至VTH，vo0，返回稳态。返回稳态。输出脉冲宽度输出脉冲宽度TW的估算公式：的估算公式：http:/202.192.240.9/shudian/index.html 由于单稳态触发器在数字系统中应用十分普遍，目前已由于单稳态触发器在数字系统中应用十分普遍，目前已有各种单片集成电路。有各种单片集成电路。TTL系列：系列：74121、74122、74123等；等；CMOS系列：系列：4098、4528、4538等。这些器件只要外接很少等。这些器件只要外接很少的电阻和电容，就可构成单稳态触发电路。使用起来非常方的电阻和电容，就

23、可构成单稳态触发电路。使用起来非常方便。便。7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/277.3.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器管脚图管脚图功能表功能表http:/202.192.240.9/shudian/index.html说明：说明：取取1.440k 取取10pF10F 200ns200ms 7.3 单稳态触发器单稳态触发器 74121为为 A下降沿和下降沿和B上升沿都可以触发，其输出脉冲上升沿都可以触发，其输出脉冲的宽度为：的宽度为：2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html 74121的内部设置得电阻的内部设置得电阻R

24、int（约（约为为2k）可取代外接的）可取代外接的Rext。7.3 单稳态触发器单稳态触发器2022/12/27采用外接电阻采用外接电阻R采用内部电阻采用内部电阻Rinthttp:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/271、脉冲的整形、脉冲的整形tvIOtvOOtW7.3 单稳态触发器单稳态触发器7.3.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用 单稳态触发器可以将不规则的输入信号单稳态触发器可以将不规则的输入信号vI，整形成为幅，整形成为幅度和宽度都相同的矩形脉冲度和宽度都相同的矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路的幅度取决于单稳态电路输出的高

25、、低电平，宽度输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间决定于暂稳态时间 单稳态电路脉冲整形输入输出波形单稳态电路脉冲整形输入输出波形http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/272.脉冲延时脉冲延时vIvAvBvO7.3 单稳态触发器单稳态触发器单稳态电路构成的延时电路框图单稳态电路构成的延时电路框图单稳态电路构成的延时电路的波形单稳态电路构成的延时电路的波形http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/273.脉冲定时脉冲定时7.3 单稳态触发器单稳态触发器脉冲定时电路脉冲定时电路脉冲定时电路工

26、作波形脉冲定时电路工作波形 脉冲定时电路即在脉冲定时电路即在一定一定时间内允许脉冲通过，并可时间内允许脉冲通过，并可计算脉冲个数。计算脉冲个数。http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/27 7.4 多谐振荡器多谐振荡器7.4.1 TTL与非门对称多谐振荡器与非门对称多谐振荡器 多谐振荡器是一种无稳态电路，它在接通电源后，不需多谐振荡器是一种无稳态电路，它在接通电源后，不需外加触发信号，状态就会自动不断地转换，产生矩形脉冲，外加触发信号，状态就会自动不断地转换，产生矩形脉冲，由于矩形波含有很多谐波分量，故称为多谐振荡器，又称方由于矩形波含有很多

27、谐波分量，故称为多谐振荡器，又称方波发生器。波发生器。TTL与非门对称多谐振荡器是利用与非门对称多谐振荡器是利用TTL与非门工作在转与非门工作在转折区，对输入信号有很强的放大作用，故利用两个与非门用折区，对输入信号有很强的放大作用，故利用两个与非门用电容耦合起来，就可以组成多谐振荡器电容耦合起来，就可以组成多谐振荡器 TTL与非门对称多谐振荡器与非门对称多谐振荡器控制端控制端1.组成组成http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.4 多谐振荡器多谐振荡器2.工作原理工作原理vK为低电平，停止振荡；为低电平，停止振荡；vK为高电平，振荡器工

28、作；为高电平，振荡器工作；TTL与非门对称多谐振荡器的波形与非门对称多谐振荡器的波形vK为高电平时，若接通电源，为高电平时，若接通电源，vI1正跳变，电路产生如下正反正跳变，电路产生如下正反馈：馈：http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.4 多谐振荡器多谐振荡器2022/12/27vo1很快变为低电平，很快变为低电平，vo2为高电平，为高电平，vo2通过通过RF2、与非门与非门的的VCC通过输通过输入端同时为入端同时为C1充电，而充电，而C2通过通过RF1放放电。电。C1充电充电C2放电放电很快很快vI2=VT，电路又产生如下正，电路又产生如下正反馈：反

29、馈：vo1很快变为高电平，很快变为高电平，vo2为低电为低电平，平，C2充电，而充电，而C1放电，电路又重放电，电路又重复第一个暂态。复第一个暂态。C1充电充电C2放电放电http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.4 多谐振荡器多谐振荡器2022/12/273.振荡周期的计算振荡周期的计算设设C1=C2=C，RORF1=RF2=RF R1，取，取VOH=3.4V、VOL=0.2V，VT=1.1V，可估算得振荡周期：可估算得振荡周期：http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.4 多谐振荡器多谐振荡器2022/12/277

30、.4.2 其他多谐振荡器其他多谐振荡器1.非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器CMOS非对称多谐振荡器非对称多谐振荡器 为了简化电路，产生了非对为了简化电路，产生了非对称式多谐振荡器，工作原理类似，称式多谐振荡器，工作原理类似，其振荡周期为其振荡周期为2.环形多谐振荡器环形多谐振荡器 环形多谐振荡器是由奇数个环形多谐振荡器是由奇数个反相器首尾相连构成，电路是没反相器首尾相连构成，电路是没有稳定状态的。其振荡周期取决有稳定状态的。其振荡周期取决于门的延迟时间。于门的延迟时间。环形多谐振荡器环形多谐振荡器门的传输延门的传输延迟时间迟时间http:/202.192.240.9/shudian/ind

31、ex.html2022/12/277.4 多谐振荡器多谐振荡器3.石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 在对称多谐振荡器的在对称多谐振荡器的C2支路串联一个石英晶体就构成图石支路串联一个石英晶体就构成图石英晶体多谐振荡器，其振荡频率为石英晶体的固有频率，具英晶体多谐振荡器，其振荡频率为石英晶体的固有频率，具有很高的频率稳定性。有很高的频率稳定性。C2C1石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器http:/202.192.240.9/shudian/index.html 555定时器是一种多用途的数模混合集成电路，可以方便定时器是一种多用途的数模混合集成电路，可以方便的构成施密特触发器、单稳态触发器

32、和多谐振荡器的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。双极型产。双极型产品型号最后数码为品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为型产品型号最后数码为7555。国外典型的产品型号有国外典型的产品型号有NE555、LM555、XR555、CA555、RC555、LC555等，国内产品型号有等，国内产品型号有CB555、SL555、FX555、FD555等。等。7.5 555定时器及其应用定时器及其应用7.5.1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能外形图外形图管脚排列图管脚排列图2022/12/27逻辑符号逻辑符号http:/202.192.240.9/shudian

33、/index.html2022/12/277.5 555定时器及其应用定时器及其应用1.555定时器的组成定时器的组成555定时器内部电路定时器内部电路1接地端，接地端，GND；2低电平触发端低电平触发端TR；3输出端，输出电流输出端，输出电流可达可达200mA；4复位端，复位端，RD；5压控端，压控端，VCO；6高电平触发端高电平触发端TH；7放电端，放电端，DIS；8电源端，电源端，VCC，范，范围为围为4.518V；http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27基本基本RS触发器触发器比较器比较器

34、放电三极管放电三极管输出输出缓冲缓冲分压器分压器http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/272.555定时器的功能定时器的功能555定时器功能表定时器功能表http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用7.5.2 555定时器应用举例定时器应用举例1.构成施密特触发器构成施密特触发器555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.

35、5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27VCC/3 2VCC/3电压传输特性电压传输特性说明：说明：为反向施密特触发器；为反向施密特触发器；上限阈值电压为上限阈值电压为2VCC/3，下限，下限阈值电压为阈值电压为VCC/3，回差电压，回差电压V=VCC/3。http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用输入输出波形输入输出波形2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html应用实例：光控照明灯电路，天黑时，应用实例：光控照明灯电路，天黑时，RL，6脚和脚和2

36、脚输入低脚输入低电平，电平，3脚输出高电平，脚输出高电平，K通电，触点闭合，灯通电，触点闭合，灯EL点亮。点亮。光控照明灯电路光控照明灯电路继电器的线圈继电器的线圈7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html2022/12/277.5 555定时器及其应用定时器及其应用2.构成单稳态触发器构成单稳态触发器555定时器构成的单稳态触发器电路连线图定时器构成的单稳态触发器电路连线图单稳态触发器逻辑图单稳态触发器逻辑图Chttp:/202.192.240.9/shudian/index.htmlC7.5 5

37、55定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27工作波形图工作波形图 无触发输入信号（无触发输入信号（vI为高电平）时，晶体管为高电平）时，晶体管TD导通，导通，vC0、vO0。工作原理工作原理稳态稳态http:/202.192.240.9/shudian/index.htmlC vI下降沿触发（下降沿触发（vI2VCC/3时时，C1输出低电平，输出低电平，晶体管晶体管TD导通，导通，C通过晶通过晶体管体管TD放电，放电，vO输出低电平，输出低电平，电路回到稳态电路回到稳态。7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27C011010 输出的脉冲宽度输出的脉冲宽度 http

38、:/202.192.240.9/shudian/index.html例：鱼缸水温自动加热电路如图所示，例：鱼缸水温自动加热电路如图所示，RT是正温度系数热敏是正温度系数热敏电阻器。用电阻器。用555定时器构成的单稳态触发器，设定加热时间为定时器构成的单稳态触发器，设定加热时间为11s，试分析该电路的工作原理以及给出，试分析该电路的工作原理以及给出R和和C的设计值。的设计值。解：解：正常温度，正常温度，RT较大，较大，2脚输入高电平，脚输入高电平，3脚输出低电平；脚输出低电平；水温下降，水温下降，RT减小，减小，2脚输入低电平，脚输入低电平，3脚输脚输出高电平，出高电平，VL亮，亮，K线线圈通电

39、，触点圈通电，触点K1闭合，闭合，加热；加热；经过经过tW=11s时间，时间，3脚输出低电平，线圈断电，触点脚输出低电平，线圈断电，触点K1断开，停止加热。断开，停止加热。选选R=1M，C=10F7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27鱼缸加热器鱼缸加热器http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/273.构成多谐振荡器构成多谐振荡器555定时器构成的多谐振荡器电路连线图定时器构成的多谐振荡器电路连线图多谐振荡器逻辑图多谐振荡器逻辑图http:/202.192.240.9/shudi

40、an/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27工作波形图工作波形图工作原理工作原理接通电源，设接通电源，设vC=0，C1输出高电平，输出高电平，C2输出低电平，晶体输出低电平，晶体管管TD截止，截止，VCC通过通过R1和和R2给给C充电，充电，vO输出高电平。输出高电平。01101C充电充电http:/202.192.240.9/shudian/index.html7.5 555定时器及其应用定时器及其应用vC2VCC/3，C1输出低电平，输出低电平，C2输出高电平，晶体管输出高电平，晶体管TD导导通，通，C通过通过R2和三极管和三极管TD放电，放电，

41、vO输出低电平。输出低电平。vC VCC/3，C1输出高电平，输出高电平，C2输出低电平，晶体管输出低电平，晶体管TD截止，截止，C充电。充电。01010C放电放电2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html参数估算：参数估算：7.5 555定时器及其应用定时器及其应用正脉冲宽度：正脉冲宽度：负脉冲宽度：负脉冲宽度：振荡周期振荡周期占空比占空比2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html【例例】如图所示是用两片如图所示是用两片555定时器接成的触摸报警电路。当定时器接成的触摸报警电路。当触摸

42、到金属片后，扬声器开始发出声音。试分析触摸到金属片后，扬声器开始发出声音。试分析555定时器定时器IC1和和IC2分别是什么电路，并计算扬声器发出声音的时间分别是什么电路，并计算扬声器发出声音的时间tW和扬声器发出声音的频率。和扬声器发出声音的频率。解解:IC1构成了单稳态电路构成了单稳态电路,IC2构成了多谐振荡电路。构成了多谐振荡电路。7.5 555定时器及其应用定时器及其应用2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.htmlIC1的暂稳时间为的暂稳时间为IC2的振荡周期为的振荡周期为扬声器发声的频率为扬声器发声的频率为7.5 555定时器及其

43、应用定时器及其应用2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html本章小结本章小结 本章介绍了用于产生矩形脉冲的各种电路。大体可本章介绍了用于产生矩形脉冲的各种电路。大体可以分为两类。一类是脉冲整形电路，它们虽然不能自动以分为两类。一类是脉冲整形电路，它们虽然不能自动产生脉冲信号，但能把其他形状的周期性信号变换为所产生脉冲信号，但能把其他形状的周期性信号变换为所要求的矩形脉冲信号，施密特触发器和单稳态触发器是要求的矩形脉冲信号，施密特触发器和单稳态触发器是最常用的两种整形电路。另一类是自激的脉冲振荡器，最常用的两种整形电路。另一类是自激的脉冲振荡器，它们不需要外加输入信号，只要接通供电电源，就自动它们不需要外加输入信号，只要接通供电电源，就自动产生矩形脉冲信号，多谐振荡器电路属于此类。产生矩形脉冲信号，多谐振荡器电路属于此类。555定定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路。种应用电路。2022/12/27http:/202.192.240.9/shudian/index.html作作 业业7.1 7.4