数电 第十章脉冲波形的产生和整形精.ppt

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1、数电 第十章脉冲波形的产生和整形第1页，本讲稿共48页10-1 10-1 概述概述获取获取矩形脉冲波形矩形脉冲波形（时钟）（时钟）的途径有两种：的途径有两种：2、用整形电路把已有的周期性变、用整形电路把已有的周期性变化的波形整形产生化的波形整形产生1 1、用用多谐振荡器多谐振荡器直接产生直接产生矩形脉冲波形的整形电路矩形脉冲波形的整形电路施密特触发器施密特触发器、单稳态触单稳态触发器。发器。用门电路可以构成用门电路可以构成施密特触发器施密特触发器、单稳态触发单稳态触发器器和和多谐振荡器多谐振荡器。用用555定时器也可以构成定时器也可以构成施密特触发器施密特触发器、单稳态触发单稳态触发器器和和多

2、谐振荡器多谐振荡器。第2页，本讲稿共48页 10-2 施密特触发器施密特触发器 10-2-1 特点和用途特点和用途一、特点一、特点 1、电平触发：触发信号、电平触发：触发信号UI可以是变化缓慢的模拟信号，可以是变化缓慢的模拟信号，UI达某一电平达某一电平值时，输出电压值时，输出电压U0突变。突变。U0为脉冲信号。为脉冲信号。2、电压滞后传输：、电压滞后传输：输入信号输入信号UI从低电平上升过程中，电路状态转从低电平上升过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与换时对应的输入电平，与UI 从高电平下降过程中电路状态转换时对从高电平下降过程中电路状态转换时对应的输入电平不同。应的输入电平不同。施密特

3、触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。利用上述两个特点，施密特触发器不仅能将边沿缓慢利用上述两个特点，施密特触发器不仅能将边沿缓慢变化的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，还可以将叠加变化的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，还可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。第3页，本讲稿共48页同向输出特性：同向输出特性：VT+UoUIUoLUoH二、二、输出特性输出特性VT UI =VT-时，时，Uo =UoL UI =VT+时，时，Uo =UoH0当当UI=0时，时，Uo=UoL正向阈值电平正向阈值电平

4、VT+：UI 上升时，引起上升时，引起Uo 突变时对应的突变时对应的UI 值。值。第4页，本讲稿共48页反向输出特性：反向输出特性：VT+UoUIUoLUoHUI =VT+时，时，Uo =UoL UI =VT-时，时，Uo =UoHVT 0当当UI=0时，时，Uo=UoH负向阈值电平负向阈值电平VT-：UI 下降时，引起下降时，引起Uo 突变时对应的突变时对应的UI值。值。三、用途：三、用途：整形，构成单稳态触发器，构成多谐振荡器。整形，构成单稳态触发器，构成多谐振荡器。第5页，本讲稿共48页UO1UIUIUO11R2R1G1G210-2-2 用门电路构成施密特触发器用门电路构成施密特触发器一

5、、构成一、构成UIUO1UO说说 明明UI=00010同相施密特触发器同相施密特触发器 UI上升上升过程中过程中VT+VT-VTH010110VT-VTH=VT-=VTHG1、G2门将要翻转门将要翻转UO突变突变1UI（用（用CMOS非门）非门）=二、工作原理二、工作原理VT+VTH0110VT-=电路中电流流向和电位情况见图。电路中电流流向和电位情况见图。第8页，本讲稿共48页2、求、求VT-UOL1UI，G1R1R2UIG21UO在在UI从最大值开始下从最大值开始下降时，降时，UO=UOH。UOHVTH VT-从求从求UI,入手求入手求VT-：UI,=UTH=UOH UR2=VT-=R2R

6、1+R2VTH R2R1UOHR2R1+R2 UOH （UOH VT ）又：又：故：故：UOH=VDD；VTH=VDD12 VT-=（1 ）VTHR1R2电路中电流流向和电位情况见图。电路中电流流向和电位情况见图。在在UI VT-，UI,VTH ，G1、G2 门要翻转前的瞬间，门要翻转前的瞬间，=第9页，本讲稿共48页五、电压传输特性五、电压传输特性UI=0时，UO=UOL是同相施密特特性UIUOVDDVTH2 VTHR1R23、求回差电压、求回差电压VTVT=VT+-VT-=2 VTH R1R2=R1R2VDD当当VDD一定时，调一定时，调R1、R2，可调，可调UT，即可，即可调调VT+VT

7、-，可调，可调UO脉宽。脉宽。六、逻辑符号六、逻辑符号11&1VT-VT+第10页，本讲稿共48页10-2-3 10-2-3 集成施密特触发器集成施密特触发器常用常用TTL电路集成施密特触发器有电路集成施密特触发器有7413等，等，常用常用CMOS电路集成施密特触发器有电路集成施密特触发器有CC40106等。等。10-2-4 10-2-4 施密特触发器的应用施密特触发器的应用一、用于波形变换一、用于波形变换例：例：已知已知UI为半波，为半波，UI m=9V，电路的电路的VT+=6V，VT-=3VUOH=VDD，试画试画UO波形。波形。963VT+VT-VDDVDD11UI（V）totUOotU

8、Oo第11页，本讲稿共48页二、用于脉冲整形二、用于脉冲整形UItOUOtOUItOUOtOUItOUOtOVT+VT-VT+VT-VT+VT-11三、用于脉冲鉴幅三、用于脉冲鉴幅第12页，本讲稿共48页 10-3 单稳态触发器单稳态触发器10-3-1 10-3-1 特点和用途特点和用途一、特点一、特点1、开机（接通电源），电路出现稳态。、开机（接通电源），电路出现稳态。2、外加触发信号，电路翻转为暂态。、外加触发信号，电路翻转为暂态。暂态维持一段时间，自动返回稳态暂态维持一段时间，自动返回稳态3、暂态维持时间的长短，只和电路参数有关，与、暂态维持时间的长短，只和电路参数有关，与触发信号的幅度

9、、电源电压的高低无关。触发信号的幅度、电源电压的高低无关。二、用途二、用途1、整形、整形输出矩形波。输出矩形波。2、定时、定时输出一定宽度的矩形波。输出一定宽度的矩形波。3、延时、延时将输入信号延长一定时间后输出。将输入信号延长一定时间后输出。第13页，本讲稿共48页10-3-2 10-3-2 用门电路组成单稳态触发器用门电路组成单稳态触发器一、微分型单稳态触发器一、微分型单稳态触发器1、组成、组成（用（用CMOS或非门）或非门）UIUO1UI2UOUI，1 11 1VDDCRG1G2第14页，本讲稿共48页2、工作原理、工作原理（用正窄脉冲触发）（用正窄脉冲触发）UI UO1UI2UO说说

10、明明接通接通VDD不触发不触发VDDUOL00110稳态：稳态：UO=0C中无电荷中无电荷触发触发1001暂态：暂态：UO=1C充电充电UI2=VTHTH000110返回稳态：返回稳态：UO=0C放电放电UI2=VDD000110恢复为起始稳态恢复为起始稳态 C中无电荷中无电荷注释注释：此时的逻辑电平：此时的逻辑电平“1 1”，对应的电位为（对应的电位为（VDD+0.7+0.7）V V。UI，UO1UI2UIUOUI，1 11 1VDDCRG1G2第15页，本讲稿共48页总之：总之：不触发：不触发：UO=0，C中无电荷中无电荷触发：触发：UO=1C充电：返回充电：返回 UO=0C放电：恢复为起

11、始稳态，放电：恢复为起始稳态，UO=0，C中中无电荷无电荷第16页，本讲稿共48页3、电压波形、电压波形tUIVTHtUO1tUI2tUO*为了保证触发时间极短，为了保证触发时间极短，通常在通常在UI端加端加RC微分电路：微分电路：1 1G1UO1CdRdUIUdtUItUdtUOVDD+0.7注意；第二次触发必须在第注意；第二次触发必须在第一次触发稳定之后进行。一次触发稳定之后进行。电压波形电压波形第17页，本讲稿共48页4、输出脉宽、输出脉宽 TW 和幅度和幅度 UOmVTHtUI2tUOTW根据一阶根据一阶RC电路暂态过程中，电路暂态过程中，求任意变量的一般公式：求任意变量的一般公式：可

12、得：可得：tA(t)=A()+()+A(0(0+)-)-A()()e A()-A()-t=ln n 从波形图中看出，从波形图中看出，TW是是C充电使充电使UI2从从0上升到上升到VTH对应的时间对应的时间，UI2()=VDD,UI2(0+)=0,12UI2(TW)=VTH=VDD,RCTW=RC ln1VDD-0VDD-VDD2Uom=UOH-UOL VDD1）求）求TW2）求）求Uom=RC ln2 A(0+)A(t)所以：所以：=0.69 RC第18页，本讲稿共48页5、分辨时间、分辨时间 TdTd是指在保证电路正常工作的是指在保证电路正常工作的前提下，两个相邻触发脉冲之间，前提下，两个相

13、邻触发脉冲之间，允许的最小时间间隔。允许的最小时间间隔。VTHtUI2tUOTWTreTd由波形图知：由波形图知：Td=TW+TreTW：输出脉冲的宽度：输出脉冲的宽度 Tre：恢复时间，即：恢复时间，即 C放电达稳放电达稳定值定值VDD所需的时间所需的时间 T放放。RO ND1G2G1R-+VDDC由放电回路知：由放电回路知：放电回路（D1是是G2 门输入保护门输入保护电路中的二极管。）电路中的二极管。）Tre=T放放=(35)(RON+R/rD)C当当D1的等效电阻的等效电阻rD远远小于远远小于RON 和和R时，时，Tre=T放放 (35)RON C第19页，本讲稿共48页二、积分型单稳态

14、触发器二、积分型单稳态触发器1、组成、组成可用可用TTL与非门组成，与非门组成，门之间用门之间用RC积分电路耦合。积分电路耦合。UAUBUO1UOUI2、工作原理、工作原理（用正的宽脉冲触发用正的宽脉冲触发）UI UAUBUO说说 明明接通接通VCC不触发不触发10VCCCC01自然稳态：自然稳态：UO=1触发触发10VCC10暂稳态：暂稳态：UO=01返回稳态：返回稳态：UO=1C放电放电UAVTH恢复为自然稳态恢复为自然稳态101不触发不触发10VCCCC01UO=1RCG1G2&UO1第20页，本讲稿共48页3、电压波形、电压波形tUItUO1tUAtUOVTHTTRTreTw4、输出脉

15、宽、输出脉宽 TW 和幅度和幅度 UOmTW RC lnVOL-UOHVOL-VTHUom=UOH-UOL5、分辨时间、分辨时间 TdTd由波形图知：由波形图知：Td=TTR+TreTTR：触发脉冲的宽度触发脉冲的宽度Tre：恢复时间，即：恢复时间，即 UO1跳到跳到UOH后，后，C充电达稳定值所需的时间充电达稳定值所需的时间 T充充。+-CRUOHRO+VCCG1UA由充电回路知：由充电回路知：充电回路Tre=T充充=(35)(RO+R)C第21页，本讲稿共48页10-3-3 10-3-3 集成单稳态触发器集成单稳态触发器1、不可重复触发、不可重复触发触发进入暂稳态时，再加触发脉冲无效触发进

16、入暂稳态时，再加触发脉冲无效tUITWUOt2、可重复触发、可重复触发触发进入暂稳态时，再次触发有效，输出触发进入暂稳态时，再次触发有效，输出脉冲可再维持一个脉宽。脉冲可再维持一个脉宽。tUIUOtTW常用常用74121，74221，74LS221等都是等都是不不可重复触发可重复触发的的单稳态触发器。单稳态触发器。其中，其中，74121的电路符号如图：的电路符号如图：Cext RextCextUo RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121一、分类一、分类二、二、常用产品举例常用产品举例第22页，本讲稿共48页输 入输 出A1A2BUOUO0X101X0101XX0

17、0111X01电平触发111110XX0脉冲触发集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121的功能表的功能表第23页，本讲稿共48页下降沿触发时的接法下降沿触发时的接法1UI不利用不利用Rint 时的接法时的接法Cext RextCextUo RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121+VCCCext RextCextUo RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121上升沿触发时的接法上升沿触发时的接法UI利用利用Rint 时的接法时的接法（Rint2 K）CRC+VCC三、应用举例三、应用举例1、脉冲整形、脉冲整形Cext RextCext

18、Uo RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121+VCCCRUItUItUOTW=0.69 RC第24页，本讲稿共48页2、输出脉冲延时、输出脉冲延时UI+VCCUO2VCCUOBA1A2C1R1UO（1）VCCUOBA1A2C2R2UO（2）tUItUO1tUO2tUO1TW1TW2触发后，电路延时触发后，电路延时TW1 时间再输出。时间再输出。TW1=0.69 R1C1 TW2=0.69 R2C23、定时输出、定时输出UIUO27412174121UABA1A2UO74121&tUItUAtUOTW只在触发之后的只在触发之后的TW 时间内有时间内有UA 输出。输

19、出。UO2t第25页，本讲稿共48页 10-4 多谐振荡器多谐振荡器特点：不需要外加触发信号，电路自激振荡，没有稳态。特点：不需要外加触发信号，电路自激振荡，没有稳态。用途：产生脉冲方波。用途：产生脉冲方波。10-4-110-4-1 用门电路构成多谐振荡器用门电路构成多谐振荡器一、对称式多谐振荡器一、对称式多谐振荡器1、组成（用、组成（用TTL门电路）门电路）UI1UO2UO1UI211C1C2G1G2RF1RF22、工作原理、工作原理则，暂态则，暂态 ：UO1=0、UO2=1 接下来：接下来：C1充电、充电、C2 放电放电假设，某一时刻，电路出现假设，某一时刻，电路出现 UO1=0、UO2=

20、1的状态，的状态，第26页，本讲稿共48页0011UI1UO2UO1UI211C1C2G1G2RF1RF2+C2放电回路：放电回路：UI1UOL1UOH2RF1C2+-C2+RF1 UOL1 UOH2 C2-C2放电使放电使UI1。C2放电：放电：UI2UOH2UOL1R1VCCG2RF2C1-+C1充电：充电：暂态暂态 ：UO1=0、UO2=1C1充电等效回路：充电等效回路：UOH2 RE1 C1 UOL1（RE1=RF2R1）C1充电使充电使UI2。第27页，本讲稿共48页由于由于RE1 RF1（当电路对称时），（当电路对称时），所以，充电比放电快。所以，充电比放电快。C1充电充电 UI2

21、 =VTH 时时 G2导通导通 UO2=0UI1=0 UO1=1暂态暂态：UO1=1、UO2=0C2充电充电 UI1 =VTH 时时 G1导通导通 UO1=0UI2=0 UO2=1电路回到暂态电路回到暂态。循环往复，直到关机。循环往复，直到关机。总之：总之：UO1=0UO2=1UO2=0UO1=1UO1=1UO2=0UO1=0UO2=1 C1充电充电 UI2 C2充电充电 UI1 C2放电放电UI1 C1放电放电UI2第28页，本讲稿共48页tUI1tUO1tUO2tUI2VTHVTHVIKVIKT1T4、计算、计算在在RF1=RF2=RF，C1=C2=C 时：时：T1 RFC ln UOH-

22、UOH-如果如果G1、G2为为74LS系列反相器，系列反相器，UOH=3.4V，VIK=-1V，VTH=1.1V在在RFR1时，时，T1=0.65 RFC振荡周期：振荡周期：T=2T1=1.3RFC振荡频率：振荡频率：f=1/T占空比：占空比：q=(T1/T)100%3、电压波形、电压波形C2放电、充电放电、充电C1充电、放电充电、放电VTHVIK第29页，本讲稿共48页二、环形振荡器二、环形振荡器1、组成、组成利用门电路的传输延迟时间利用门电路的传输延迟时间t tpd，将奇数个反相器首尾相接。将奇数个反相器首尾相接。UO1UO2UO31G11G21G32、工作波形、工作波形tUO1tUO2t

23、UO3t tpd3、计算、计算TW=nt tpd；T=2TW；f=1/T一般，一般，t tpd=TTL类几十类几十 nsCMOS类几百类几百ns（所以，环形振荡器的振（所以，环形振荡器的振荡频率荡频率f 特别高）特别高）为了获得较低的、可调的为了获得较低的、可调的f，可在环形回路中增加，可在环形回路中增加RC延时环节。延时环节。TWn是门的数目。是门的数目。第30页，本讲稿共48页6-4-26-4-2 用施密特触发器构成多谐振荡器用施密特触发器构成多谐振荡器1、组成、组成UIUO2、工作原理、工作原理接通接通VCC瞬间，瞬间，C中无电荷，所以：中无电荷，所以：1）UC=0 3、电压波形、电压波

24、形2）UO=1 C充电充电 UI ，3）UO=0 C放电放电 UI ，tUotUI00VT+VT-若是若是CMOS电路，电路，T1T2T1RC+UI =VT+UO=0UI =VT-UO=1T1=RC ln VDD-VDD-T=T1+T2；f=1/T；q=T1/TUI=0 UO=1VT-VT+T2=RC ln 0-0-VT+VT-则：则：第31页，本讲稿共48页5、电路改进、电路改进占空比可调电路如图：占空比可调电路如图：1CUIUOR2R1+充电经过充电经过R2，放电经过，放电经过R1，T1=R2C ln VDD-VT-VDD-VT+T2=R1C ln VT+VT-q=T1/TT=T1+T2调

25、节调节R1 或或 R2 ，即可调节，即可调节q第32页，本讲稿共48页10-4-310-4-3 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器一、石英晶体一、石英晶体许多应用场合。要求多谐振荡器的振荡频率许多应用场合。要求多谐振荡器的振荡频率f十分稳定，（如十分稳定，（如数字钟的秒脉冲频率）。上述电路的数字钟的秒脉冲频率）。上述电路的 f 都达不到要求。最简便都达不到要求。最简便的稳频方法是在多谐振荡器中接入的稳频方法是在多谐振荡器中接入石英晶体石英晶体，构成，构成石英晶体多石英晶体多谐振荡器。谐振荡器。石英晶体的固有振荡频率石英晶体的固有振荡频率 fo 由结晶方由结晶方向、外形尺寸决定；频率稳定度（向

26、、外形尺寸决定；频率稳定度（fo/fo)可达可达10-1010-11。fo电容性电容性电感性电感性fXO电抗频率特性曲线电抗频率特性曲线当外加电压的频率当外加电压的频率f=fo 时，其电抗时，其电抗 X=0。第33页，本讲稿共48页UI1UOUO1UI211C1C2G1G2RF1RF22、工作原理、工作原理当当UO的频率的频率f=fo 时，反时，反馈最强，电路才起振。馈最强，电路才起振。fo 的稳定度极高，这就解决的稳定度极高，这就解决了多谐振荡器的稳频问题。了多谐振荡器的稳频问题。结果：结果：f=fo。符号符号二、石英晶体振荡器二、石英晶体振荡器1、组成、组成将石英晶体接到多谐振荡器的正反馈

27、回路中。将石英晶体接到多谐振荡器的正反馈回路中。第34页，本讲稿共48页3、参数选择、参数选择各种固有振荡频率各种固有振荡频率fo的石英晶体已做成成品，可根据的石英晶体已做成成品，可根据所购晶体的所购晶体的fo选择电路的外接选择电路的外接RF 和和C，fo一般都很高，应利用分频器将一般都很高，应利用分频器将fo分频为所需频分频为所需频率。率。例如，需要频率为例如，需要频率为1HZ的秒脉冲的秒脉冲,可选购可选购 fo=32768HZ的的晶振，通过晶振，通过15次二分频获得次二分频获得1HZ。第35页，本讲稿共48页 10-5 555定时器及其应用定时器及其应用555定时器是单片集成电路，用途广，

28、定时器是单片集成电路，用途广，可构成施密特触发器、可构成施密特触发器、单稳态触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等。多谐振荡器等。双极型产品型号的后三位数码为双极型产品型号的后三位数码为555。单极型产品型号的后四位数码为单极型产品型号的后四位数码为7555。其功能和外部引脚的排列完全相同。其功能和外部引脚的排列完全相同。第36页，本讲稿共48页10-5-1 55510-5-1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能一、组成与特点一、组成与特点VR1VR2UOTD+VCCCOU6U212658437（TH）（TR）RD当当CO端不接控制电压端不接控制电压UCO时：时：VR2=VCC ，

29、13VR1=VCC23国产国产CB555的结构框图：的结构框图：它由三个它由三个5K电阻、电阻、比较器比较器C1和和C2、基本基本RS触发器触发器和放电管和放电管TD 组成。组成。Q QQ QC1+-C2+-RdSd5K5K5KTD相当于：相当于：C1出出1；C1出出0。C1将将U6 和和 进行比较进行比较 VCC23当当U6 时，时，VCC23U6 和和 比较的结果，由比较的结果，由C1反相输出。反相输出。VCC23第37页，本讲稿共48页反相反相同相同相U6U2RDUOTDQ QQ QRdSd23VCC13VCC放电管放电管TD的作用：给的作用：给外接电容外接电容C提供放电提供放电通路。通

30、路。Q QQ QC1+-C2+-RdSdVR1VR25K5K5KUOTD+VCCCOU6U212658437（TH）（TR）RD结构图的等效简化电路：结构图的等效简化电路：相当于：相当于：C2出出0；C2出出1。C2将将U2和和 进行比较进行比较 VCC13当当U2 时，时，VCC13U2 和和 比较的结果，比较的结果，VCC13由由C2同相输出。同相输出。第38页，本讲稿共48页二、工作原理二、工作原理输输 入入过过 渡渡输输 出出RDU6U2RdSdQ QQ QTD状态状态0XXX X 导通导通123VCC 23VCC 13VCC导通导通113VCC 截止截止123VCC 13VCC保保

31、持持表表 1 CB555功能表（功能表（CO端悬空时）端悬空时）表表1 的主要内的主要内容见容见表表2：U6U223VCC 23VCC 13VCC13VCC 23VCC 13VCCQ Q01保保 持持工作原理见工作原理见表表1表表2 RD=1时的表时的表1由表由表2可得如下口诀：可得如下口诀：大于、大于、出大于、大于、出0；小于、小于、出小于、小于、出1；小于、大于、保持小于、大于、保持011011010110第39页，本讲稿共48页当当CO端接有端接有UCO 时：时：12UCO ，VR2=三、说明三、说明VR1=UCO、换为换为13VCC将上述分析中的将上述分析中的 换为换为23VCC12U

32、CO ，所有结论仍成立。所有结论仍成立。四、电路符号四、电路符号555 定时器的电源电压范围较宽，定时器的电源电压范围较宽，CMOS类：类：VDD为为318伏，（伏，（UOHVDD95%，IOm4mA）TTL类：类：VCC为为516伏，（伏，（UOHVCC90%），），IOm200200mA）UOTHTDCOVCC12345678555TRRDGNDUCO ，第40页，本讲稿共48页10-5-2 55510-5-2 555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器二、工作原理二、工作原理（设：（设：UI为模拟三角波）为模拟三角波）UIU6 U2UO23VCC 23VCC 13VCC13VCC

33、 23VCC 23 VCC01013VCC13VCC 23VCC 13VCC0导通导通稳态：稳态：UO=0放电放电=023VCC 13VCC保保 持持接通接通VCC 不触发不触发UI=1023VCC 13VCC 23VCC 13VCC0导通导通返回：返回：UO=0放电放电=023VCC 13VCC保保 持持UI=1一、一、组成组成无电荷无电荷触发触发第42页，本讲稿共48页总之：不触发，总之：不触发，UO=0；UO=1维持一段时间又返回维持一段时间又返回UO=0充电回路：充电回路：VCC+RC VCC-（充电慢）（充电慢）放电回路：放电回路：C+TD C-（放电快）（放电快）三、电压波形三、电

34、压波形tUITW23VCC tUOtUCTWRC ln VCC-0-02VCC-3VCC TWRC ln3=1.1RC触发触发,UO=1注意；第二次触发必须在第一次触发稳定之后进行。注意；第二次触发必须在第一次触发稳定之后进行。第43页，本讲稿共48页10-5-4 55510-5-4 555定时器接成多定时器接成多谐振荡器谐振荡器UO+VCC123456785550.01uFR1R2C等效为施密特触发器构成的多谐振荡器，等效为施密特触发器构成的多谐振荡器，R11UCUOR2+R2电压电压UC是施密特触发器的输入电压，是施密特触发器的输入电压，其其VT+=23VCC VT-=13VCC 二、工作

35、原理二、工作原理UCU6U2UOTD起始时起始时023VCC 13VCC 23VCC 13VCC0导通导通C放电放电23VCC 1截止截止=13VCC13VCC 循环往复，直循环往复，直到关机。到关机。一、电路组成一、电路组成第44页，本讲稿共48页三、电压波形三、电压波形总之：起始时，总之：起始时，UC=0，UO=UOHUO 在在 UOLUOH 之间振荡之间振荡UC在在 之间变化之间变化23VCC 13VCC 23VCC 13VCC tUCOtUOOT1T2充电回路：充电回路：VCC+R1R2 C VCC-（充电慢）（充电慢）放电回路：放电回路：C+R2 TD C-（放电快）（放电快）T1=

36、0.69(R1+R2)C；T2=0.69R2C；T=0.69(R1+2 R2)C；q=T1/T以后以后T1=(R1+R2)C ln VCC-VCC-VT-VT+T2=R2C ln 0-0-VT+VT-四、电路计算四、电路计算本例：本例：=R1+R2R1+2 R2第45页，本讲稿共48页555定时器应用举例：定时器应用举例：下图是用下图是用555定时器接成的延时报警器。当开关定时器接成的延时报警器。当开关S断开后，经断开后，经过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音。试求延迟的时间过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音。试求延迟的时间TD和扬声器和扬声器发出声音的频率发出声音的频率f。UO1UO2解：

37、解：（1）（2）（1）片接成施密特触发器，）片接成施密特触发器，U6=U2=UC1 的电压波形通过操纵开关的电压波形通过操纵开关S获得。获得。（2）片不工作。）片不工作。（2）片的）片的 RD=0，（2）片接成多谐振荡器。）片接成多谐振荡器。当当UO1=1时；时；当当UO1=0时；时；（2）片自激振荡，）片自激振荡，喇叭出声。喇叭出声。123468555VCC=12V1642385550.01F175K5K100F10F1MS+C1第46页，本讲稿共48页工作波形：工作波形：S闭合闭合S断开断开23VCC13VCCS闭合闭合VCC喇叭响喇叭响T TD DTO2=0.69(R1+2R2)C=0.

38、69(5+25)103 0.0110-6103.5S SfO2 9.66KHZU6、U2UO1tUO2ttUC1T TO2O2VCC-0-0VCC-TD=RC ln =10610 10-6 ln 1111（S S）1212-823VCC 第47页，本讲稿共48页应用举例：触摸定时控制开关应用举例：触摸定时控制开关 555555定定时时器器构构成成单单稳稳态态触触发发器器。只只要要用用手手触触摸摸一一下下金金属属片片P P，由由于于人人体体感感应应电电压压相相当当于于在触发在触发输入端（管脚输入端（管脚2 2）加入一个负）加入一个负脉冲，脉冲，555555输出端输出高电平，输出端输出高电平，灯泡（灯泡（RLRL）发光，当暂稳态）发光，当暂稳态时间（时间（tWtW）结束时，）结束时，555555输出输出端恢复低电平，灯泡熄灭。端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由照明，定时时间可由RCRC参数参数调节。调节。第48页，本讲稿共48页