定时器 单稳态触发器
555 定时器和单稳态触发器
电路与电子技术
时序逻辑电路
1.2
单稳态触发器
555 定时器和单稳态触发器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.由５５５ 定时器构成的单稳态触发器
图所示是由５５ ５ 定时器构成的 单稳态触发器。 图中， R 和C 是 外接元件， 触发 脉冲由触发输入 端２ 脚送入。
时序逻辑电路
1.2
单稳态触发器
2.单稳态触发器的应用
555 定时器和单稳态触发器
该扭环形计数器的模数为８ 。
时序逻辑电路
1.1
555 定时器
2.功能描述
555 定时器和单稳态触发器
当CON 没有外接电压时， ３ 个电阻对电源电压进行分压， 每
个电阻上的压降为
。换句话说， 比较器C１ 的同相输入
端（即CON 端） 电压为
， 比较器C２ 的反相输入端电
压为
时序逻辑电路
1.2
单稳态触发器
１） 脉冲整形 实际应用时， 输入脉冲的波形往往是不规则的。因为单稳态触 发器的输出只有“０” 和“１” 两种状态， 合理的调节RC 的值， 就可以把不规则的输入信号整形成幅度和宽度一定的矩形波。 ２） 定时或延时 输出uo 的脉宽tw 仅仅取决于R 和C ，通过改变R 和C的值，可 以进行定时或延时控制。
1.单稳态触发器的特点
555 定时器和单稳态触发器
触发器可分为双稳态触发器和单稳态触发器。 在触发条件满足 时， 从一个稳态转变到另一个稳态， 即“０” 和“１” 都是稳态。 单稳态触发器只有一个稳态， 另一个状态为暂态， 在触发条件 满足时， 从稳态转变到暂态， 经过一段时间后有自行恢复到稳 态。
电路与电子技术
时序逻辑电路
1.1
555 定时器
单稳态触发器有哪些_单稳态触发器工作原理介绍
单稳态触发器有哪些_单稳态触发器工作原理介绍
单稳态触发器工作特点①电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。
②在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;
③由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。
暂稳态的持续时间仅取与RC参数值有关。
单稳态触发器分类按电路形式不同：
1、门电路组成的单稳态触发器
2、MSI集成单稳态触发器
3、用555定时器组成的单稳态触发器
工作特点划分：
1、不可重复触发单稳态触发器
2、可重复触发单稳态触发器电
单稳态触发器工作原理当输入Vi保持高电平时，Ci相当于断开。
输入Vi‘由于Ri的存在而为高电平Vcc。
此时，①若定时器原始状态为0，则集电极输出（7脚）导通接地，使电容C放电、Vc=0，即输入6脚的信号低于2/3Vcc，此时定时器维持0不变。
②若定时器原始状态为1，则集电极输出（7脚）对地断开，Vcc经R向C充电，使Vc 电位升高，待Vc值高于2/3Vcc时，定时器翻转为0态。
结论：单稳态触发器正常工作时，若未加输入负脉冲，即Vi保持高电平，则单稳态触发器的输出V o一定是低电平。
单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析，图为其工作波形图：
①触发翻转阶段：
输入负脉冲Vi到来时，下降沿经RiCi微分环节在Vi’端产生下跳负向尖脉冲，其值低于负向阀值（1/3Vcc）。
由于稳态时Vc低于正向阀值（2/3Vcc），固定时器翻转为1，输出V o为高电平，集电极输出对地断开，此时单稳态触发器进入暂稳状态。
②暂态维持阶段：。
单稳态触发器
课题: 单稳态触发器课时: 讲/练二课时（1）教学要求:（2）理解单稳态触发器的工作原理；（3）掌握输出波形周期的估计。
教学过程:一、微分型单稳态触发器单稳态触发器的功能特点: 只有一个稳定状态的触发器。
如果没有外来触发信号, 电路将保持这一稳定状态不变。
只有在外来触发信号作用下, 电路才会从原来的稳态翻转到另一个状态。
但是, 这一状态是暂时的, 故称为暂稳态, 经过一段时间后, 电路将自动返回到原来的稳定状态。
功能: 常用于脉冲的整形和延时。
电路组成:vo经过R、C组成的微分电路, 耦合到门G2的输入端, 故称微分型单稳态电路。
2）工作原理:3）1）电路的稳态: 无触发信号输入时, vI为高电平。
由于电阻R很小, B端相当于接地, 门G2的输入信号为低电平0, vo输出高电平1态。
电路的暂稳态: 当输入端A加入低电平触发信号时, 门G1的输出为高电平1, 通过电容C耦合, 门G2的输入信号为高电平1, vo输出低电平0态。
暂稳态期间：vo1高电平对C充电, 使B端的电平也逐渐下降。
自动恢复为稳态：当B端的电平下降到关门电平时, 门G2关闭, 输出电压又上跳为高电平。
输出脉冲宽度: TW≈0.7RC。
二、集成单稳态触发器－CT74121（一）外引线排列及引出端符号Q: 暂稳态正脉冲输出端；Q: 暂稳态负脉冲输出端；TR＋: 为正触发（上升沿触发）输入端；TR一A.TR一B: 两个负脉冲（下降沿触发）输入端；Cext: 为外接电容端；Rint: 为内电阻端；Rext/Cext: 为外接电阻和电容的公共端；Vcc、GND.NC。
（二）逻辑功能及简要说明1.外引线排列图:2.输出脉冲宽度TW由定时元件R、C决定。
TW≈0.7RC。
作业: P26713－9、13－10。
6.2 单稳态触发器
路完全回到初始稳态下。
3.参数计算
VDD 0 tW RC ln RC ln 3 1.1RC 2 VDD VDD 3
单稳态电路输出脉冲的周期，是由外加触发
器信号周期决定。为使单稳态电路能正常工
作，要求触发信号必须等到单稳态电路完全
恢复到初始稳态下，即uc=0V，uo=0低电平，
随 着 C 的 充 电 ， uc 按 指 数 规 律 上 升 ， 当 uc≥2VDD/3时，比较器输出 UA=1，由于触发信 号 uI=UIH ，则比较器的输出 UB=0 ，这样基本 RS触发器的输出 Q=0，使输出 uo下跳为低平 0。 同时，放电管 V 导通，电容 C 经 V 很快放电， 电容C两端电压又恢复为0V，即uc=0，这时电
6.2.1 用555定时器构成的单稳态电路
ui
1.电路结构
＋UD D R R D TH ui C TR 7 6 2 8 4 uo
UD D 1U 3 DD uC o tP t
2U 3 DD
5 55 3 1 5 C0 0 .0 1 F
o uo UD D
t tW
(a )
o (b )
t
2.工作原理
（1）稳态 当电源接通时，UDD通过R对C充电，使Uc上升。 当上升到2UDD/3且触发输入端为高电平， Ui>UDD/3时，则输出低电平UO=0，晶体三极管导 通，电容通过7端（接地）迅速放电，使Uc下降。 由于Ui>UDD/3，电容放电，直到Uc=0，仍能保持 UO=0，放电是管导通的稳定状态。其原因是： U6<2UDD/3，U2>UDD/3，其输出保持不变。
为宽度和幅度一定的矩形脉冲。单稳态触发器
能输出一定宽度和幅度的矩形脉冲，所以，单
555定时器组成的单稳态触发器.
学
校：常州高级技工学校
说课人：朱文彬 时 间：2013.12
555定时器 单稳态触发器
电路组成
555定时器构成 的单稳态触发器如右 图所示。电路中电阻 R、电容C为外接定时 元件。
ห้องสมุดไป่ตู้
555定时器
工作原理
当单稳态触发器无触发脉冲 信号时，输入端ui=1，直流电源 +UDD接通以后，通过电阻向电容 器C充电，当uC（uTH）上升到 2/3UDD时，放电管V导通，电容 器C放电，UTH ＜2/3UDD，而U = ui=1＞1/3UDD，根据555定时器 功能可知，此时电路保持原态 “0”不变，这种状态即是单稳 态触发器的稳定状态。
555定时器
工作原理
当uC(uTH)≥2/3UDD时，又 有Ui＞1/3UDD，电路又发生翻 转，Q=0，OUT=0，放电管V导 通，电容器C放电，电路自动 返回到稳定状态。
555定时器
工作原理
当单稳态触发器有触发脉冲信 号，即ui=0＜1/3UDD时，由于uTH ＜2/3UDD，则触发器输出由“0” 变为“1”，放电管由导通变为截 止，直流电源+UDD通过电阻R向电 容C充电，电容两端电压uC（uTH） 按指数规律上升，当UTH=UC＜ 2/3UDD时，输出保持原状态“1” 不变，这种状态即是单稳态触发 器的暂稳状态。
工作原理555定时器工作原理当单稳态触发器有触发脉冲信号即ui013udd时由于uth23udd则触发器输出由0变为1放电管由导通变为截止直流电源udd通过电阻r向电容c充电电容两端电压ucuth按指数规律上升当uthuc23udd时输出保持原状态1不变这种状态即是单稳态触发器的暂稳状态
555定时器组成的单稳态触发器
555定时器组成的单稳态触发器.
学
校：常州高级技工学校
说课人：朱文彬 时 间：2013.12
555定时器 单稳态触发器
电路组成
555定时器构成 的单稳态触发器如右 图所示。电路中电阻 R、电容C为外接定时 元件。
555定时器
工作原理
当单稳态触发器无触发脉冲 信号时，输入端ui=1，直流电源 +UDD接通以后，通过电阻向电容 器C充电，当uC（uTH）上升到 2/3UDD时，放电管V导通，电容 器C放电，UTH ＜2/3UDD，而U = ui=1＞1/3UDD，根据555定时器 功能可知，此时电路保持原态 “0”不变，这种状态即是单稳 态触发器的稳定状态。
555定时器
工作原理
当单稳态触发器有触发脉冲信 号，即ui=0＜1/3UDD时，由于uTH ＜2/3UDD，则触发器输出由“0” 变为“1”，放电管由导通变为截 止，直流电源+UDD通过电阻R向电 容C充电，电容两端电压uC（uTH） 按指数规律上升，当UTH=UC＜ 2/3UDD时，输出保持原状态“1” 不变，这种状态即是单稳态触发 器的暂稳状态。
555定时器
工作原理
当uC(uTH)≥2/3UDD时，又 有Ui＞1/3UDD，电路又发生翻 转，Q=0，OUT=0，放电管V导 通，电容器C放电，电路自动 返回到稳定状态。
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数电课程设计--用555定时器接成的单稳态触发器
数电课程设计--用555定时器接成的单稳态触发器数字电子技术课程设计报告题目：用555定时器设计的单稳态触发器学院电气工程学院专业班级电气3班电气工程学院专业课程设计评阅表题目名称用555定时器接成的单稳态触发器一、学生自我总结二、指导教师评定目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)三、设计内容 (1)3.1 变频电路工作原理 (2)3.1.1工作原理 (2)3.1.2 输出脉冲宽度 (3)3.1.3 555定时器 (3)3.2仿真结果与分析 (4)四、本设计改进建议 (6)五、总结（感想和心得等） (6)六、主要参考文献 (7)附录用555定时器设计的单稳态触发器元器件明细表 (7)一、设计目的1、进一步巩固和加深对数字电子技术基础知识的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。
2、通过上网查找资料、选方案、设计电路、仿真或调试、写报告等环节的训练，熟悉过程、步骤。
为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。
3、亲自动手设计数字电子电路，实现特定功能。
学习这一技能，积累这方面的经验。
4、以数字逻辑电路技术为基础，设计用555定时器接成的单稳态触发器。
二、设计要求和设计指标2.1 设计要求1、用555定时器设计一个单稳态触发器。
2、构成的单稳态触发器输出的脉冲宽度在1-10s的范围内可手动调节，当调节输出脉冲宽度时，可通过改变外接电阻或改变外接电容的大小实现，在此设计中将采用改变外接电阻的大小调节输出脉冲宽度。
3.按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真。
2.2 设计指标1、电源选用一个12V的电源，一个信号发生器，一个示波器，外电路中，选用用于改变输出脉冲宽度的外接电阻为可变电阻，电容选用200nF容量的电容，555定时器电路中，电容选用10nF容量的电容，电阻选用100Ω的电阻，定时器选用555定时器。
555定时器构成单稳态触发器案例分析
555定时器构成单稳态触发器案例分析555定时器是一种常用的集成电路，可以被用于构建各种电子电路，其中包括单稳态触发器。
单稳态触发器是一个能够在收到触发信号后输出一个脉冲信号的电路，这个脉冲信号的宽度由外部电路控制。
本文将介绍如何使用555定时器构建一个单稳态触发器，并分析其工作原理。
首先，让我们来看一下555定时器的基本引脚连接方式。
555定时器有8个引脚，其中最常用的是引脚2、6和8、引脚2和6分别是电压比较器的输入引脚，引脚8是电源正极。
具体的连接方式如下：引脚1（GND）：接地引脚2（TRIG）：连接外部电路提供的负脉冲触发信号引脚3（OUT）：输出脉冲信号引脚4（RESET）：连接VCC，提供复位功能引脚5（CTRL）：接地引脚6（THRES）：连接外部电路提供的正脉冲触发信号引脚7（DIS）：不连接或接地引脚8（VCC）：连接正电源接下来，让我们来看一下如何使用555定时器构建一个单稳态触发器。
首先，将引脚2（TRIG）连接到一个脉冲触发信号源，将引脚6（THRES）连接到一个电阻和一个电容构成的RC网络。
当收到一个负脉冲触发信号时，引脚2上的电压会短暂地下降，导致555定时器内部的比较器的输出翻转。
这会导致引脚3（OUT）上输出一个高电平脉冲信号，其宽度由RC 网络的时间常数决定。
在这个单稳态触发器电路中，电容和电阻的数值可以根据需要调整脉冲信号的宽度。
当负脉冲触发信号到来时，输出脉冲的宽度将会等于1.1RC。
如果需要更长或更短的脉冲宽度，可以调整电容和电阻的数值。
在设计中，通常会选择一个适当的RC值，以便产生所需要的脉冲宽度。
总的来说，使用555定时器构建单稳态触发器是一种非常简单且有效的方法。
通过调整电容和电阻的数值，可以实现不同的脉冲宽度。
这种电路在很多电子应用中都有广泛的应用，例如在电子仪器、计时器和拍摄设备等方面。
希望通过本文的介绍，读者们能够更好地理解555定时器的工作原理，以及如何使用它来构建单稳态触发器。
6.3~7单稳态触发器和施密特触发器
7 5KΩ
截止 (地) 地1
由555定时器组成的单稳态触发器工作原理 555定时器组成的单稳态触发器工作原理 +UCC R1 5 6 ui
1
UCC 8
5KΩ
4 (复位端 复位端) 复位端
∞ 0 1
RD Q SD Q
VA
5KΩ
+ C1+ +
0 稳定状态 1 0 1
2
VB
T
∞ 0 1
C2+
3uO Q=1 Q=0
RD=1 SD=1
t
保持" 保持"0" 态
+UCC R
ui
RD=0 SD=1 Q=0 t Q=1
μ 0.01 F
ui uC
C RD=1 SD=0
. .
Q=1
5 8 4 6 3 2 71
uO
2/3UCC
uC uO
.
t
暂稳态
T截止 截止 Q=0 C充电 充电 因此暂稳态的长短 取决于RC时间常数 取决于 时间常数
+ ∞u 0 +
-
控 制 逻 辑
时钟
�
1. 转换原理 (待转换的模拟电压) UI 待转换的模拟电压) 试探电压 UA
D/A转换器 D/A转换器 清0,置数 砝码是 否保存 数码寄存器 "1"状态是否保留 控制端 清0,置数 顺序脉冲发生器 放哪一 个砝码 N位A/D转换器,转换一次需要n+2个时钟脉冲周期 A/D转换器 转换一次需要n+2个时钟脉冲周期 转换器, CP(移位命令 CP(移位命令) 移位命令)
uc
>2/3 UCC
7 5KΩ
单稳态触发器与施密特触发器原理及应用
单稳态触发器与施密特触发器原理及应用1.单稳态触发器的原理：单稳态触发器，也称为单稳多谐振荡器，是一个能够在输入信号发生变化时，产生一个固定时间的输出脉冲的元件。
它有两个稳态，一个是触发态，另一个是稳定态。
在触发态时，输出保持一个较低的电平；在稳定态时，输出保持一个较高的电平。
当输入信号发生变化时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲，然后返回稳定态。
单稳态触发器的原理是通过RC电路的充放电过程实现的。
当输入信号变为高电平时，电容开始充电，直到电压达到了触发器的门限电压。
这时，触发器进入稳定态。
而当输入信号变为低电平时，电容开始放电，直到电压降到触发器的触发电平。
这时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲。
2.单稳态触发器的应用：-消抖器：将机械开关产生的抖动信号转换为一个稳定的输出信号。
-一次性多谐振荡器：使用单稳态触发器的稳定脉冲输出来控制多谐振荡器的频率，实现一个稳定的脉冲输出。
-电平传递：将一个短时脉冲信号转换为一个稳定的电平信号输出。
3.施密特触发器的原理：施密特触发器，又称为滞回比较器，是一种具有正反馈的比较器。
它的输入信号必须经过两个不同的阈值电平才能改变输出状态。
施密特触发器有两个稳态，一个是高稳态，另一个是低稳态。
当输入信号超过上阈值电平时，触发器从低稳态切换到高稳态；当输入信号低于下阈值电平时，触发器从高稳态切换到低稳态。
施密特触发器的原理是利用正反馈产生滞回特性。
当输入信号超过上阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从低电平切换到高电平。
而当输入信号降低到下阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从高电平切换到低电平。
4.施密特触发器的应用：施密特触发器常用于数字信号处理中的滤波和门控电路等应用。
具体应用包括：-模数转换器：将模拟信号转换为数字信号时，需要滤除输入信号中的噪声和抖动。
施密特触发器可以用来实现这个滤波功能。
-数字信号选择器：当多个数字信号输入时，施密特触发器可以用来实现对一些信号的优先级选择。
6.1-6.2 555定时器和单稳态触发器
教学过程一、教学内容：6.1 555定时器555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。
它们的结构及工作原理基本相同。
通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下。
555定时器内部结构的简化原理图如图6.1.1所示。
它由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电管T以及缓冲器G组成。
图6.1.1 555定时器原理图定时器的主要功能取决于比较器，比较器的输出控制RS触发器和放电管T的状态。
图中R D为复位输入端，当RD 为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出v为低电平。
因此在正常工作时，应将其接高电平。
由图可知，当5脚悬空时，比较器C1和C2比较电压分别为2/3V CC和1/3V CC。
当vI1>2/3V CC，v I2>1/3V CC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器被置0,放电三极管T导通，输出端vO为低电平。
当vI1<2/3V CC，v I2<1/3V CC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器被置1,放电三极管T截止，输出端vO为高电平。
当vI1<2/3V CC，v I2>1/3V CC时，基本RS触发器R =1、S =1,触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。
综合上述分析，可得555定时器功能表如表6.11.1所示。
555定时器的性质及其构成单稳态触发器的应用
555定时器的性质及其构成单稳态触发器的应用作者：王锦程来源：《科教导刊·电子版》2016年第06期摘要本篇文章主要介绍了555定时器的一些基本性质，以及通过这些基本性质给实际生活带来的运用。
主要讲述用555定时器组成的单稳态触发器测量电容大小的应用。
关键词 555定时器单稳态触发器测电容中图分类号：TN791 文献标识码：A0引言555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换的电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
1芯片介绍555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
其应用十分的广泛。
555电路的内部电路方框图1如下图所示。
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K€%R的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1的同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3和。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过2/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接。
是控制电压端（5脚），平时输出2/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
（见图1）2 555定时器构成单稳态触发器用555定时器组成的单稳态触发器。
（见图2）电路在通电后，在没有任何触发信号的时候，处于高电平，电路只有一种稳定状态=0。
555定时器（1）单稳态触发器电路及Multisim实例仿真
当电容 C1 上电压超过 3.3V 时，则比较器 CMP1 输出为低电平 L，由于 R=L，S=H，触发 器因处于置位状态而输出高电平 H，一方面经反相器 NOT 输出低电平 L，如下图所示：
7
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2
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
Author: Jackie Long
仿真输出脉冲宽度约为 11.0347ms，与理论值非常接近。为了更进一步分析电路的工作 原理，我们用四通道示波器来跟踪如下图所示的三个信号波形：
其波形如下图所示：
Author: Jackie Long
555 定时器电路详解
555 定时器（Timer）因内部有 3 个 5K 欧姆分压电阻而得名，是一种多用途的模数混合 集成电路，它能方便地组成施密特触发器、单稳态触发器与多谐振荡器，而且成本低，性能 可靠 ，在各种领域获得了广泛的应用。
其原理框图如下图所示：
其中，第 2 脚 TRIG（Trigger）为外部低电平信号触发端，第 5 脚为 CONT（Control）为 电压控制端，可通过外接电压来改变内部两个比较器的基准电压，不使用时应将该引脚串入 0.01u 电容接地以防止干扰。第 6 脚 THRES（Threshold）为高电平触发端，第 7 脚 DISCH （Discharge）为放电端，与内部放电三极管的集电极相连，用做定时器时电容的放电。
555 定时器最基本的功能就是定时，实质为一个单稳态触发器，即外加信号一旦到来后， 单稳态触发器可以产生时间可控制的脉冲宽度，这个脉冲的宽度就是我们需要的定时时间。 为更方便地描述 555 定时器的原理，我们首先用下图所示电路来仿真一下单稳态触发器电路：
555定时器构成单稳态触发器案例分析
555定时器构成单稳态触发器案例分析图9.22所示是由555定时器及外接元件R 、C 构成的单稳态触发器。
根据555定时器的功能表10-2，可分析其工作原理：图9.22 555定时器构成单稳态触发器（1）稳定状态0。
接通电源瞬间，电路有一个稳定的过程。
即电源通过电阻R 向电容C 充电，使u C （即u I6）上升。
当u C 上升到23CC V 且2脚为高电平（213I CC u V >）时，其输出为低电平0。
此时，放电三极管T 导通，电容C 又通过三极管T 迅速放电，使u C 急剧下降，直到u C 为0，输出保持低电平0。
如果没有外加触发脉冲到来，则该输出状态一直保持不变。
（2）暂稳状态1。
当外加负触发脉冲（213I CC u V <）作用时，触发器发生翻转，使输出u o 为1，电路进入暂稳态。
这时，三极管T 截止，电源可通过R 给C 充电，u C 逐渐上升。
当负触发脉冲撤消（213I CC u V >）后，输出状态保持暂稳态1不变。
当电容C 继续充电到大于23CC V 时，电路又发生翻转，输出u o 回到0，T 导通，电容C 放电，电路自动恢复至稳态。
可见，暂稳态时间由R 、C 参数决定。
若忽略T 的饱和压降，则电容C 上电压从0上升到23CC V 的时间，就是暂稳态的持续时间。
通过计算可得输出脉冲的宽度为：ln 3 1.1W t RC RC =≈ （9.4）通常R 取值在几百欧姆到几兆欧姆，电容取值在几百皮法到几百微法。
因此，电路产生的脉冲宽度可从几微秒到数分钟，精度可达0.1% 。
这种单稳态触发器的工作波形如图9.23所示。
0.01μFu I图9.23 图9.22电路的工作波形通过上述分析可以看出，它要求触发脉冲的宽度要小于W t 。
并且其周期要大于W t 。
如果触发脉冲的宽度大于W t ，可通过RC 微分电路变窄后再输入到555定时器的2脚上。
u u 2/3V 1/3V u It t。
555定时器构成的单稳态触发器输出脉宽
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单稳态触发器工作过程
单稳态触发器工作过程单稳态触发器是数字电路中常见的一种触发器，也被称为单稳态多谐振荡器。
它在应用中具有重要的作用，可以用于信号的延时、脉冲的整形、频率的分频等。
本文将详细介绍单稳态触发器的工作过程及其应用。
一、单稳态触发器的基本概念单稳态触发器是一种具有两个稳定状态的触发器，其中一个稳定状态为触发状态（也称为非稳态），另一个稳定状态为稳态。
在触发状态下，当输入信号满足特定条件时，触发器会自动切换到稳态，并在一定时间后恢复到触发状态。
这种触发器的工作过程可以用一个简单的模型来描述。
二、单稳态触发器的工作原理单稳态触发器通常由两个互补的非门和一个RC电路组成。
当输入信号触发器为高电平时，称为触发状态；当输入信号为低电平时，称为稳态。
在触发状态下，输出信号为高电平；在稳态下，输出信号为低电平。
当触发状态下输入信号发生改变时，触发器会进入稳态，并在一定时间后返回触发状态。
三、单稳态触发器的工作过程单稳态触发器的工作过程可以分为触发过程和稳态过程两个阶段。
1. 触发过程当输入信号从低电平变为高电平时，触发器进入触发状态。
在这个阶段，输出信号保持高电平，RC电路开始充电。
触发器的稳态过程的持续时间由RC电路的参数决定，可以通过改变RC电路的电阻和电容值来控制。
2. 稳态过程当RC电路充电到一定程度后，触发器会自动从触发状态切换到稳态。
在稳态下，输出信号保持低电平，RC电路继续充电直到充满。
稳态过程的持续时间由RC电路的参数决定，可以通过改变RC电路的电阻和电容值来控制。
四、单稳态触发器的应用单稳态触发器在数字电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 脉冲整形：单稳态触发器可以将输入信号的突变部分整形为规整的脉冲信号，用于数字电路的输入或输出。
2. 信号延时：通过调整RC电路的参数，可以实现对输入信号的延时。
这在某些特定的应用中非常有用，例如在数据传输中，可以利用单稳态触发器对信号进行同步。
3. 频率分频：通过将单稳态触发器与计数器等组合使用，可以实现对输入信号频率的分频，用于时钟信号的处理。
单稳态触发器课件
脉冲整形
总结词
单稳态触发器可以对输入的脉冲信号 进行整形，改变其脉冲宽度或脉冲周 期。
详细描述
利用单稳态触发器的暂态保持功能， 可以对输入的脉冲信号进行整形，改 变其脉冲宽度或脉冲周期，以满足不 同电路对脉冲信号的要求。
信号分离
总结词
单稳态触发器可以对复杂的信号进行分离，提取出所需的单个信号。
详细描述
输出信号的特性
输出信号的稳定性
单稳态触发器的输出信号应该是稳定 的，即在触发器触发后，输出信号应 该保持在一个恒定的状态，直到下一 次触发。
输出信号的延迟时间
单稳态触发器有一个延迟时间，即从 输入信号触发到输出信号稳定所需的 时间。延迟时间的长短会影响触发器 的性能，需要根据实际需求进行优化 。
电路参数的设计
分类与比较
分类
根据电路结构和工作原理，单稳 态触发器可分为施密特触发器和 多谐振荡器等类型。
比较
施密特触发器主要用于信号整形 和阈值检测，而多谐振荡器主要 用于产生脉冲信号。
02
单稳态触发器的应用
定时器
总结词
单稳态触发器可以用于产生精确的时间延迟，具有定时功能 。
详细描述
在电路中，单稳态触发器可以在输入信号的作用下，从稳态 翻转到暂态，并在一定时间后自动返回到稳态。这段时间即 为单稳态触发器的定时时间，可以用来实现精确的时间延迟 和定时操作。
特点
单稳态触发器具有暂态和稳态两个工作状态，当输入信号触发时，电路进入暂 态，经过一定时间后自动返回稳态。
工作原理
01
02
03
输入信号触发
当输入信号达到一定幅度 时，单稳态触发器由稳态 转换为暂态。
暂态过程
在暂态过程中，电路输出 信号的幅度和时间由电路 的RC时间常数决定。
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脉冲波形发生器与整形电路
7.1 555定时器
555定时器是中规模集成电路。只要外接少量的阻容 元件，就可以很方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器、 和施密特触发器。
根据内部器件类型可分为双极型(TTL型)和单极型 (CMOS型),双极型型号为555(单)和556(双)，电压使用范围 为5到16V，输出最大负载电流可达到200mA。单极型型号为 7555(单)和7556(双)，电压使用范围为3到18V。输出最大 负载电流为4mA。
稳态持续时间tW 也随正弦电 压高、低而变。因而在输出
端为一串宽度受正弦波调制
的脉冲波形。
后，电路返回稳态。
t
uI 1323UVVuIOCCHCCC
uOO UOH UOL
O
tWI tWO
脉冲波形发生器与整形电路
输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时 间，主要取决于充放电元件 R、C。
估算公式 tWO 1.1 RC 该单稳态触发器为不可重复触发器， 且要求输入脉宽 tWI 小于输出脉宽 tWO 。
uOO UOH UOL
O
tWI tWO
工作原理 UOL 1. 稳定状态
该电路触发信号为负脉冲，不加
触发信号时，uI = UIH (应 > 1/3 VCC)。
接通电源后 VCC 经 R 向 C 充电，
使 uC 上升。
VCC
t
当 uC ≥ 2/3 VCC 时，满足 TR = uI > 1/3 VCC，TH = uI ≥ 2/3 VCC,因
O
tWI tWO
脉冲波形发生器与整形电路
2. 触发进入暂稳态
UOH
当输入 uI 由高电平跃变为低电平 (应< 1/3 VCC )时，使 TR = UIL<1/3 VCC而
TH = uC 0 V < 2/3 VCC，因此 uO 跃变为
高电平，进入暂稳态，这时放电管 V
截止，VCC 又经 R 向 C 充电，uC 上升。
脉冲波形发生器与整形电路
7.2用555 定时器组成单稳态触发器
(一)电路结构
VCC
uI
+ uC
-
R THVCC
RD OUT
TR 555
DIS
CO
C
GND
uO 0.01 F
R、C 为定时元件
脉冲波形发生器与整形电路
充电
(二)工作原理、工作波形与参数估算
0V UIH 放电 导通
V
uI 1323UVVuIOCCCHCC
t
VCC
t
[例] 用上述单稳态电路输出定时
时间为1 s 的正脉冲，R = 27 k， 试确定定时元件 C 的取值。
解：因为 tWO 1.1 RC
故C
t WO 1.1R
1S 1.1 27k
33.7F
可取标称值 33 F。
t
三.应用举例
通 过
脉冲波形发生器与整形电路
1、脉宽的定时
由于单稳态电路能产生一定 宽度tW 的矩形脉冲，利用这个脉 冲可以控制某电路在 tW时间内动 作，这就是脉宽的定时作用。
脉冲波形发生器与整形电路
第7章 脉冲波形发生器与整形电路
1.555定时器 2.单稳态触发器 3.施密特触发器 4.多谐振荡器
脉冲波形发生器与整形电路
本章教学基本要求:
熟悉: (1)555定时器电路的结构、工作原理和引脚功能. (2) 由555定时器组成的单稳态触发器、多谐振荡和 施密特触发器的电路、工作波形和参数的计算。 （3）集成单稳态触发器和集成施特触以器的应用电 路。
有效，因此，TH 加低电平、
1
2 3
VCC
0
1 3
VCC
1
不变
不变 TR 加高电平时为非有效电 平，电路状态不变。
(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 1/3VCC 相比较。②若控制输入端 VC加输入电压 uCO ，则 UR1 = uCO UR2 = uCO/2，故 TH 和 TR 电平高低的比较值将变成 uCO 和 uCO/2。
如左图所示，定时电路只有在输 入uI下跳沿触发下，使单稳态电 路产生脉冲定时信号uB，在 tW 的时间内，信号uA 才通过与门 输出。
2、脉冲宽度调制器
脉冲波形发生器与整形电路
由于555定时器内部比较 器C1的参考电压u1+ 按uIC 正弦规律变化，因此在uCP 的下跳沿触发下，电容C开 始充电，这样要求uC使电路 恢复稳态所需阈值电压和暂
555 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表
输
入
输出
TH TR RD OUT = Q V 状态
1
× × 0 0 导通
1
32VCC 13VCC 1 32VCC 13VCC 1
0 导通 1 截止
32VCC 13VCC 1 不变 不变
脉冲波形发生器与整形电路
简化功能表
输入
输出
使用要点
RD TH TR OUT V 状态 (1) RD 低电平有效,优先级最高，
0× ×
0
1 32VCC
1
1 3
VCC
1
0
1
0
2 3
VCC
1 3
VCC
0
1
导通 归不纳用出时：应T接H高、电TR平和。Q ： 导通 (2)TH 和 TR 1均、为1高电出平0时；输出
0，均为低0电、平0时输出出1 1；。 截止 (3) TR 低电平0有、效1，T不H变高。电平
通常不用 VC端，为了提高电路工作稳定性，
将其通过 0.01 F 电容接地。
脉冲波形发生器与整形电路
7.2 用555定时器组成单稳态触发器电路
1、具有一个稳态和一个暂稳态两种不同的工作状态。 2、电路在无外加触发信号作用时，处于一种稳定工作状态， 称之为稳态。 3、当输入端有外加触发脉冲信号的上升沿或下降沿作用时， 电路进入暂时稳定状态，称为暂稳态。 4、能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后自动 返回稳态。 5、在暂稳态维持的时间长短与电路的阈值电压及外接R、C 参数有关，与触发脉冲的宽度和幅度无关。
脉冲波形发生器与整形电路
一、电路结构及符号
电源端 直接复 位 构成基本 RS 触发
VCC
RD 器，决定电路输出。
8
构成控电制阻电压分VC
5 k 5 UR1
C1
压器，为比较器
4
G1
R
Q
输出缓冲器 G3 OUT = Q
3 OUT
C1、C2 提复位供控两制 个参考电置压位，控制
TH TR
6
5 2
k
时应使其为1.
脉冲波形发生器与整形电路
555 定时器的工作原理与逻辑功能
定时器 5G555 的功能表
1 0
0 1 导通 1
输 入 输出 TH TR RD OUT = Q V 状态
0 × × 0 0 导通
32VCC 13VCC 1 32VCC 13VCC 1 32VCC 13VCC 1
0 导通 1 截止 不变 不变
GND
Q，输出为开路集电极。
1
脉冲波形发生器与整形电路
7.1.1 555定时器的结构及工作原理
0 1
导通
1
定时器 5G555 的功能表
输入
输出
TH
TR
RD OUT = Q V 状态
0
0
导通
0
×
×
2 3
V
CC
1 3
V
CC
1
0
导通
2 3
V
CC
1 3
V
CC
1
1
截止
2 3
V
CC
1 3
V
CC
1
不变 不变
直接置 0 端 RD 低电 平有效，优先级最高。不用
脉冲波形发生器与整形电路
555 定时器的工作原理与逻辑功能
0 1
1 0 截止 0
定时器 5G555 的功能表
输
入
输出
TH TR RD OUT = Q V 状态
× × 0 0 导通
1
32VCC 13VCC 1
0 导通
32VCC 13VCC 1
1 截止
32VCC 13VCC 1 不变 不变
脉冲波形发生器与整形电路
这恢时复为uI高必电须为截平已高止电，V平C，C 又进经入暂R 向稳态C ，充这电时，放uC电上管升。V
3. 自动返回稳定状态
VCC
t
当 uC 上升到 uC ≥2/3 VCC 时， TH = uC ≥2/3 VCC，而TR = uI =
UIH(> 1/3 VCC )，因此 uO 重新跃变
t
为低电平。同时，放电管导通，C 经 V 迅速放电 uC 0 V，放电完毕
此 uO 为低电平，V 导通，电容 C 经放
电管 V 迅速放电完毕，uC 0 V。
t 这时TR = UIH > 1/3 VCC，
TH = uC 0 < 2/3 VCC，uO 保持
低电平不变。因此，稳态时
t uC 0 V，uO 为低电平。
充电
UIL
uI 1323UVVuIOCCCHCC
uOO UOH UOL
C2
UR1 = 2/3VCC， UR2 = 1/3VCC。
UR2 5 k
放电端 DIS 7
集电极开路输出端
V 1