第6章(新新新)

5 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表 输 入 TH TR RD 输 出 OUT = V 状态 Q 0 导通 0 1 不变 导通 截止 不变
0 1
1
×
×
0 1 1 1
0 截止 0
1
2 1 VCC VCC 3 3 2 1 VCC VCC 3 3 1 2 VCC VCC 3 3
EXIT
脉冲信号的产生与整形
555 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表 输 入 TH TR RD 1 × × 0 1 1 1
2 1 VCC VCC 3 3 2 1 VCC VCC 3 3 1 2 VCC VCC 3 3
输 出 OUT = V 状态 Q 0 导通 0 1 不变 导通 截止 不变
1
输 入 TH TR RD 0
× × 0 1 1 1
2 1 VCC VCC 3 3 2 1 VCC VCC 3 3 1 2 VCC VCC 3 3
输 出 OUT = V 状态 Q 0 导通
0 1 不变 导通 截止 不变
导通
1
直接置 0 端 RD 低电 平有效，优先级最高。 不用时应使其为 1。
输 入 输 出 RD TH TR OUT V 状态 0 × 0 导通 × uO 1 2 VCC 1 VCC 0 导通 3 3 1 2 VCC 1 VCC 1 截止 3 3 1 1 2 VCC VCC 不变 不变 UT+ 3 2/3 VCC = 3 UT- = 1/3 VCC 电压传输特性为反相输出的滞回特性 UT = UT+ - UT- = 1/3 VCC
EXIT
脉冲信号的产生与整形
555 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表 输 入 TH TR RD 输 出 OUT = V 状态 Q 0 导通 0 1 不变 导通 截止 不变
1 0
0
×
×
0 1 1 1
1 导通 1
0
2 1 VCC VCC 3 3 2 1 VCC VCC 3 3 1 2 VCC VCC 3 3
OH
UT- = 1/3 VCC = 4 V
因此可画出输出波形为
O
t EXIT
脉冲信号的产生与整形
(三)施密特触发器应用举例
波形变换 uI 将三角波、正弦波和其它 不规则信号变换成矩形脉冲。 uI > UT+ 后，uO = UOL, 只有当 uI下降到经过 UT时，uO 才会发生跃变。 t uI < UT-后，uO = UOH只 有当 uI 上升到经过 UT+时， uO 才会发生跃变。
脉冲信号的产生与整形
6.3 施密特触发器
uO UOH UOL O
Schmitt Trigger
(一)施密特触发器的特性和符号
当u当 u 从小增大时， I从大减小 I 时，经过UT-处才能使输 uI 经过 UT+ 处才能 使输出发生跃变。 出发生跃变。 UT- UT+ uI uO
负向阈值电压 回差电压 施密特触发 器工作特点
• 可提供与 TTL 及 CMOS 数字电路兼容的接 口电平，还可输出一定功率，驱动微电机、指 示灯、扬声器等。 • TTL 单定时器型号的最后 3 位数字为 555， 双定时器的为 556；CMOS 单定时器的最后 4 位数为 7555，双定时器的为 7556。
EXIT
脉冲信号的产生与整形
集成定时器是一种将模拟电路与数字电路的功 能巧妙结合在一起的多用途单片集成电路，有 些书上把它描述为：模拟电路与数字电路的的 完美结合。 在其外部配接上少许阻容定时元件，便能构成 多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等
脉冲信号的产生与整形
（二）用555 定时器组成单稳态触发器 (1)电路结构
图6.5.4 用555定时器接成的单稳态触发器 EXIT
1
板书并保留
EXIT
脉冲信号的产生与整形
简化功能表 使用要点 输 入 输 出 RD TH TR OUT V 状态 (1) RD 低电平有效,优先级最高， 不用时应接高电平。 0 × 0 导通 × (2)TH 和 TR 均为高电平时输出 2 1 1 VCC VCC 0 导通 0，均为低电平时输出 1。 3 3 1 2 VCC 1 VCC 1 截止 (3) TR 低电平有效，TH 高电平 有效，因此，TH 加低电平、 3 3 1 2 TR 加高电平时为非有效电 1 VCC VCC 不变 不变 平，电路状态不变。 3 3 (4)输出 0 时，Q = 1，因此 V 导通；输出 1 时，Q = 0，故 V 截止。 (5)注意：① TH 电平高低是与 2/3VCC 相比较，TR 电平高低是与 ②若控制输入端 CO 加输入电压 uCO ，则 UR1 = uCO 1/3VCC 相比较。 UR2 = uCO/2，故 TH 和 TR 电平高低的比较值将变成 uCO 和 uCO/2。 通常不用 CO 端，为了提高电路工作稳定性， 将其通过 0.01 F 电容接地。 EXIT
t EXIT
脉冲信号的产生与整形
（四）常用芯片的型号 CT5414/CT7414 CT5413/CT7413 CC40106 六反向施密特触发器 四2输入与非门施密特触发器 六反向施密特触发器
CC4093
四2输入与非门施密特触发器
EXIT
脉冲信号的产生与整形
6.4单稳态触发器
(一)工作特点与电路符号
UT+ UTO uO UOH UOL O
t
EXIT
脉冲信号的产生与整形
脉冲整形 uI
将受到干扰的或不符合边沿要求 的信号整形成较好的矩形脉冲。
UT+ UTO
t
uO
O
t
EXIT
脉冲信号的产生与整形
脉冲幅度鉴别 uI UT+ UTO uO t 鉴别并取出幅度 大于 UT+ 的脉冲。
UOH UOL O
EXIT
脉冲信号的产生与整形
[例] 试对应输入波形画出下图中输出波形。 +12V uI 4 TH 8 6 3 TR 2 555 5 7 1 uI/V
10 b 8 uO 6 4 2 a 0.01 F 0
d c
UT+
eU Tf t
电路构成反相输出的施密特触发器 uO/V 解： UT+ = 2/3 VCC = 8 V U
脉冲信号的产生与整形
第 6章 脉冲信号的 产生与整形
概 述
555 定时器及其应用 本章小结
EXIT
脉冲信号的产生与整形
6.1
主要要求：
概 述
了解脉冲信号产生与整形的方法。
本章的主要内容
EXIT
脉冲信号的产生与整形
脉冲信号产生与整形的方法
获取脉冲信 号的方法 用多谐振荡器直接产生。 用整形电路对已有波形进行整形、变换。
3、基本RS触发器
Qn1 S RQn
4、NPN开关V RD 为外部复位端，低电平有效
正常工作时， R 当
Q0
Q 1
D
1。
时，G3=1（OUT=1），V截止；
当
时，G3=0（OUT=0），V导通。
EXIT
脉冲信号的产生与整形
555 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表
多种应用电路。
EXIT
脉冲信号的产生与整形
555 定时器的电路结构与符号
电源端 直接置0端 构成基本 RS 触发 电源端 直接置0端 VCC RDD VCC R 器，决定电路输出。 8 4 8 4 输出缓冲器 C11 C 5 k 5 k G11 G3 3 G G 构成电阻分 CO 5 UR1 OUT = Q UR1 控制电压输入端 CO 5 Q Q R 3 3 OUT OUT R 压器，为比较器 输出端 阈值输入端 TH 6 TH 6 构成电压比 输出端 C1、C2 提供两 C22 C 5 k 5 k 电路符号 较器，比较 TH 个参考电压， TR 2 触发输入端 TR 2 S 与 U Q和TR 与 S 4 8 UR1 = 2/3VCC， Q R1 UR2 UR2 G 的大小。CC V G RD UR222 UR2 = 1/3VCC。 6 5 k TH 5 k OUT 3 放电端 DIS 7 DIS 7 R Q R Q 2 TR 555 V V 集电极开路输出端 7 1 CO 5 1 DIS 放电管，其输入为 GND 接地端 GND 接地端 GND 1 Q，输出为开路集电极。
态
触
发 器
不 可 重 复 触 发 型 可 重 复 触 发 型
暂稳态期间如再次被触发，对原暂稳时 间无影响，输出脉冲宽度 tW 仍从第一次触发 开始计算。
uI
1
uO
限定符号“1 ” 表示不可重复触发型单稳 态触发器。
暂稳态期间如再次被触发，输出脉冲宽 度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽 tW 。
uO 限定符号“ ”表 示可重复触发型单稳态 触发器。 EXIT
uI
脉冲信号的产生与整形
uI 输 入 波 形 暂稳态期间 不能再次触发。
单 稳 工 作 波 形 举 例
下面通过工作波形的分析来说明可 O t 重复触发型和不可重复触发型触发器的 触发脉冲到来 单 不 uO 区别。 稳可 时，输出翻转为暂 重 输复 tW tW 稳态，经暂稳态持 出触 续时间 tW 后重新自 波发 动回到稳态。 形型 O t 外触发脉冲未来 暂稳态期间能再 uO 时，输出为稳态。 单可 次触发。其输出脉宽 稳重 将在原暂稳态时间基 输复 tW tW 础上再展宽 tW 。 出触 波发 形型 O t EXIT
正向阈值电压
具有施密特特 性的与非门符号
UT = UT+ - UT(1)允许输入信号为缓慢变化的信号。 (2)有两个阈值电压。 (3)有两个稳态。 EXIT