康華光數(shù)電第8章ppt課件

1、8.1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器概念單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器概念8.2 施密特觸發(fā)器概念施密特觸發(fā)器概念8.3 多諧器振蕩概念多諧器振蕩概念8.4 555定時器及其應(yīng)用定時器及其應(yīng)用8 脈沖波形的變換與產(chǎn)生脈沖波形的變換與產(chǎn)生4.4.掌握由掌握由555555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。1.1.正確理解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸正確理解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器的電路組成及工作原理。發(fā)器的電路組成及工作原理。2.2.掌握多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器掌握多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)

2、器MSIMSI器件的邏輯器件的邏輯功能及主要指標計算。功能及主要指標計算。3.3.掌握掌握555555定時器的工作原理。定時器的工作原理。教學基本要求教學基本要求8.4 555定時器及其應(yīng)用定時器及其應(yīng)用8.4.1 555定時器定時器8.4.2 用用555定時器組成施密特觸發(fā)器定時器組成施密特觸發(fā)器8.4.3 用用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 8.4.4 用用555定時器組成多諧振蕩器定時器組成多諧振蕩器555定時器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路定時器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路, 廣泛用于信號的產(chǎn)廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。生、變換、控制與檢測。 8.4 5

3、55定時器及其應(yīng)用定時器及其應(yīng)用電阻分壓器電阻分壓器電壓比較器電壓比較器基本基本SR鎖存器鎖存器輸出緩沖反相器輸出緩沖反相器集電極開路輸出三極管集電極開路輸出三極管 TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC (8)G1. 電路電路 構(gòu)造構(gòu)造8.4.1 555定時器定時器2. 工作原理工作原理 VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO 狀態(tài)?；居|發(fā)器不定，禁用，時，有當不變；基本觸發(fā)器保持，輸出，

4、時，有當；出基本觸發(fā)器被置位，輸，時，有當；出基本觸發(fā)器被復位，輸，時，有當0S0R31,32V1S1R31,321V0S1R31,320V1S0R31,32,31,3221O21O21O2121VccvVCCvVccvVCCvVccvVCCvVccvVCCvVccvVCCvIIIIIIIIcc 3. 555定時器功能表和邏輯符號定時器功能表和邏輯符號不變不變不變不變1導通導通01截止截止11導通導通00放電管放電管 T輸出輸出(O)復位復位(RD)觸發(fā)觸發(fā)（TR輸輸入入(I2)閾值閾值TH輸入輸入(I1)輸輸 出出輸輸 入入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V CC32

5、V 555定時電路有： CMOS型CC7555 TTL型5G555(NE555) 它們的工作原理與沒有本質(zhì)區(qū)別，不同的是： TTL型5G555(NE555)驅(qū)動能力強，驅(qū)動電流可達 200 mA，工作電源516V， CMOS型CC7555 具有靜態(tài)電流較小(80A左右)，輸入阻抗極高(輸入電流僅為0.1A左右)，電源電壓范圍較寬(在318 V內(nèi)均正常工作)等特點。C1UR15k5kC25kUR2&14G1RQQG2SG3G43V18UCCUCOU6(TH )5(TR )6217UoRD(a)12348765地U2UoRDUCC放電端U6UCO555(b)U2放電端1.1.施密特觸發(fā)器電

6、壓傳輸特性及工作特點：施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性及工作特點： 施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當輸入信號達到某一定電施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當輸入信號達到某一定電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。輸入、輸出電壓具有滯回特性。壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。輸入、輸出電壓具有滯回特性。 電路有兩個閾值電壓。電路有兩個閾值電壓。 輸入信號增加和減少時，電路的閾值電輸入信號增加和減少時，電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓壓分別是正向閾值電壓VT+VT+）和負閾值電壓）和負閾值電壓VT-VT-） 。同相輸出施密特觸發(fā)器同相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器 1 vI vO 1 vI vO

7、O vI vo VT VT+ VOH VOL oVT+ vO VOH VOL VT- - vI 8.4.2 用用555定時器組成施密特觸發(fā)器定時器組成施密特觸發(fā)器 VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G (3vvI如何改變電路的閾值電壓和回差電壓如何改變電路的閾值電壓和回差電壓? vI VCC 2 3 VCC 1 3 O vO O t t vO O VCC/3 vI 2VCC/3 2.2.電路組成及原理電路組成及原理84763152uIUDDAuO(a)uO0uIUTHUDD13UDD23UTLtt(b

8、)uIUTHUTLuO(c)003.施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 VCC VCC1 8 4 555 6 2 vI R vO2 vO1 VIC 0.01 F 7 3 5 1 波形變換波形變換 t 1 3 VCC 2 3 VCC vI 0 t vO 1 VO H O o vI vO1 VOH VOL VT+VT_電路的頻率可變電路的頻率可變?占空比可變占空比可變?如何改變占空比如何改變占空比?回差電壓減小回差電壓減小,占空比如何變化占空比如何變化? 波形產(chǎn)生電路波形產(chǎn)生電路( (多諧振蕩器多諧振蕩器 ) ) C CvovovIvIR R1 1 VCC 8 4 555 6 2 R 0.01

9、F 7 3 5 1 C 電路在沒有觸發(fā)信號作用時處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。電路在沒有觸發(fā)信號作用時處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。1.1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點： 在外來觸發(fā)信號作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。在外來觸發(fā)信號作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。 由于電路中由于電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長延時環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長久保持久保持,經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間僅取與暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間僅取與RC參數(shù)值有關(guān)。參數(shù)值有關(guān)。8.4.3 用用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器門電路

10、組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS12174LS121）可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(MC14528)(MC14528)用用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按電路形式不同按電路形式不同2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類按工作特點劃分按工作特點劃分數(shù)字電路典型廠家代號數(shù)字電路典型廠家代號o中國中國 CT 、CCo日立公司日立公司HDo德克薩斯儀器公司德克薩斯儀器公司SNo國家半導體公司、無線電公司國家半導體公司、無線電公司CDo東芝公司東芝公司 TCo三洋公司三洋公司LC、o

11、摩托羅拉公司摩托羅拉公司MCo (a)vOvOvIvItWtWtWtW(b)vOvItWtW不可重復觸發(fā)不可重復觸發(fā)可重復觸發(fā)可重復觸發(fā)被重復觸發(fā)被重復觸發(fā)沒有被重復觸發(fā)沒有被重復觸發(fā)3. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO vIQ外加觸發(fā)信號，電路轉(zhuǎn)換到暫態(tài)，輸出為外加觸發(fā)信號，電路轉(zhuǎn)換到暫態(tài)，輸出為1 1。觸發(fā)信號消除后，電容充電電路自動轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)輸出為觸發(fā)信號消除后，電容充電電路自動轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)輸出為0 0。沒有觸發(fā)信號時沒有觸發(fā)信號時( i )( i

12、)電路處于穩(wěn)態(tài)，電路處于穩(wěn)態(tài)，輸出為輸出為0 0。 13VCC VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 vI O vC O vO O 2 3 VCC tW t t t o預備知識預備知識o三要素法三要素法起始值起始值X(0+)、趨向值、趨向值X()和時間常數(shù)和時間常數(shù)，則完全響應(yīng)方程為：則完全響應(yīng)方程為：RCtXXXXnteXXXtXt)()()0()(1)()0()()(4.4.工作波形及輸出脈寬的計算工作波形及輸出脈寬的計算RCnRCVVVVnRCttCCCCW1 . 131)()0()(1)( vI O vC O vO O 2 3 VCC

13、tW t t t CCtCCCCCVVVVV320)()0()(注：注： 電路對輸入觸發(fā)脈沖的寬度有一定要求，電路對輸入觸發(fā)脈沖的寬度有一定要求， 它必須小于它必須小于tW。若輸入觸發(fā)脈沖寬度大于。若輸入觸發(fā)脈沖寬度大于tW時，應(yīng)在時，應(yīng)在uI2輸入端加輸入端加RiCi微分電路。微分電路。 RpR84762uICp153uOUDDC0.01 F vI O t 8 4 2 5 3 7 6 vI 1 vIC C vO R VCC 脈沖寬度調(diào)制器脈沖寬度調(diào)制器工作波形工作波形 vIC O VCC VCC 2 3 VCC 1 3 t vO O t 5. 555組成的單穩(wěn)態(tài)的應(yīng)用組成的單穩(wěn)態(tài)的應(yīng)用: 用

14、用555555定時器組成可重復觸發(fā)單穩(wěn)電路定時器組成可重復觸發(fā)單穩(wěn)電路 8 4 7 6 2 1 3 5 R VCC R1 C T vI vO 0.01 F 開開關(guān)關(guān)電電路路 RC延時環(huán)節(jié)延時環(huán)節(jié)多諧振蕩器的基本組成：多諧振蕩器的基本組成：開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平反饋延遲環(huán)節(jié)（反饋延遲環(huán)節(jié)（ RC電路）：利用電路）：利用RC電路的充放電特性實現(xiàn)電路的充放電特性實現(xiàn)延時，輸出電壓經(jīng)延時后延時，輸出電壓經(jīng)延時后,反饋到開關(guān)器件輸入端，改變電路反饋到開關(guān)器件輸入端，改變電路的輸出狀態(tài)的輸出狀態(tài),以獲得所需脈沖波形輸出。以獲得所需脈沖波形輸出。8.4.4 用用555定時器組成多諧

15、振蕩器定時器組成多諧振蕩器1.1.電路組成電路組成 VCC vC vO 0.01 F C 8 555 7 6 2 3 5 1 R1 R2 TC1C2+-+(4)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)voC)(-CCV-1R-2R1 1電路第一暫態(tài)，輸出為電路第一暫態(tài)，輸出為1 1。電容充電，電路轉(zhuǎn)換到第二暫電容充電，電路轉(zhuǎn)換到第二暫態(tài)態(tài), ,輸出為輸出為0 0。2.2.工作原理工作原理2 2電路第二暫穩(wěn)態(tài)，電容電路第二暫穩(wěn)態(tài)，電容放電，電路轉(zhuǎn)換到第一暫態(tài)。放電，電路轉(zhuǎn)換到第一暫態(tài)。 VCC vC v0.01 F C 8 4 555 7

16、 6 2 3 5 1 R1 R2 2出振蕩波形。以上過程周而復始，輸充電；對電容、時，電源再通過減小到小于當放電；和電容通過通，同時內(nèi)部放電三極管導，腳閾值端有效，輸出時，當增加；電源對電容充電，放電三極管截止，腳有效，輸出為高電平時，接通電源后，CR2R1V31VT R2 0V6V32VV,2V310VCCCCOCCCCCCCC3. 工作波形與振蕩頻率計算工作波形與振蕩頻率計算 vC VCC 2 3 VCC 1 3 O vO O tPL tPH t t VCC vC v0.01 F C 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R1 R2 2CRRfCRRnCRRTnCRVVnCRtnCRRV

17、VVVnCRRtCCCCPLCCCCCCCCPH)2(43. 1)2( 7 . 021)2(213103201t2132311t212121222121放充4. 用用555定時器組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器定時器組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器tPL=RBC1n20.7RBC tpH = RAC1n20.7RAC RA RB R1 R2 R3 D2 C vC D1 8 4 7 6 2 1 5 3 555 VCC vO 0.01 F pHpLAB.()11 43fttRR CA(%)%q100 R RR RR RA AB B 555應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 1.由兩個多諧振蕩器構(gòu)成的模擬聲響發(fā)生器由兩個多諧振蕩器構(gòu)成的模擬聲響發(fā)生器要調(diào)整喇叭持續(xù)響的時間,該調(diào)整那些參數(shù) ;若要改變喇叭鳴叫的頻率可調(diào)整和參數(shù)？2、下圖是一個防盜報警電路，、下圖是一個防盜報警電路，a、b兩端被一細銅絲接通，此兩端被一細銅絲接通，此銅絲置于認為盜竊者必經(jīng)之處。當盜竊者闖入室內(nèi)將銅絲碰斷銅絲置于認為盜竊者必經(jīng)之處。當盜竊者闖入室內(nèi)將銅絲碰斷后，揚聲器即發(fā)出報警聲揚聲器電壓為后，揚聲器即發(fā)出報警聲揚聲器電壓為1.2V，通過電流為，通過電流為mA）。（）。（1試問試問555定時器接成何種電路？（定時器接成何種電路？（2說明本報警說明本報警電路的工作原理。電路的工作原理。3、電路如圖，求A點的頻率，畫出B點的波形4.由