555芯片
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L X X X X H X X X H X X X X L X X X X L L L L L H H H H
功能
复位 保持 保持 保持
H H
H H
L
L L
H L
L L
H H H
H
H H H
H
下降沿 触发
上升沿 触发
（3）使用方法（与74121相同）
1）使用内部定时电阻Rint TW 0.32Rint CX 2）使用外部定时电阻RX TW 0.32RX CX
uc uo
稳 态 暂 稳 态
VI/V
0
波形参数——脉冲宽度TW
t VCC t
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW ) RC
VC/V 2/3VCC
0
VO/V
0
VC () VCC VC (0 ) 0 VC (TW ) 2 / 3VCC
555
7
D2 uC
7.4.2 用门电路构成多谐振荡器
1.用TTL门电路构成对称式多谐振荡器
（4）工作波形——可重触发
TR-A
பைடு நூலகம்
三、 单稳态触发器的主要用途
0
t
Q
1.定时
2.整形
TR+
0
TW
TW
t
t
TR+
TR-
Q
Q
0
Q
t
0
7.4
1.
2.
多谐振荡器
多谐振荡器的特点：
有两个暂稳态（无稳态）；
上电后两个暂稳态能自动相互倒换，输出矩形波。
多谐振荡器的主要用途——产生矩形波（多谐波）
7.4.1 用555定时器构成的多谐振荡器
0 UT- UT+
3、下限阀值电压UTUI-
4、回差电压U=UT+-UT-
回差及其作用——抗干扰
VI/V 2/3VCC 1/3VCC VO/V
0
正向阈值电压VT+
VT VTt VT+
负向阈值电压VT-
回差电压VT= VT+- VT当不使用VCO(外接比较电压)时
VT VT VT
① 起始状态 ② 暂稳态I
uC
2VCC/3 VCC/3
③ 自动翻转I
④ 暂稳态II ⑤ 自动翻转II
0 uO
t
0
t
VC
3. 工作波形和波形参数
周期T=TW1+TW2 TW1由C充电决定：
2/3VCC
1/3VCC
0
VCC
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW )
2、工作原理 uI
2VCC/3
1、没有触发信号时 电路的工作状态 Q=0，uo= uoL，TD导通 此时电路处于稳态 2、触发信号到来
uc
uo
稳态 暂稳 态
Q=1，uo= uoH，TD截止 此时电路进入暂稳态， 暂稳态维持时间为电容 充电的时间 3、自动返回稳态 充电使uC= 2VCC/3时， 电路返回到稳态
3.
4.
单稳态触发器的主要用途：整形 定时
一、用555定时器构成的单稳态触发器 1、电路组成
VCC C1 0.01F 5 2 8 555 4 3 6 7 uC
R
uO
uI
1
+5V VCC
R VCO
8 5 6 2
RD
4
R VI VC C
VR1 VI1
VI VI2
5k + 5k + -
C1
VC1 RD VC2 SD TD
1.非可重触发单稳态触发器CT74121
（1）逻辑符号
L X X L H H L X
（2）功能表
TR A , TR B , TR
X L X X H H X L H H L H X H H H
Q, Q
L L L L L H H H H H
功能
TR-A TR-B TR+
1 & 1
UTH UTR R 0 1 1 1 1 UO UOL UOL 不变 UOH UOH TD的状态 导通 导通 不变 截止 截止
>2VCC/3 >VCC/3 <2VCC/3 >VCC/3 <2VCC/3 <VCC/3 >2VCC/3 <VCC/3
7.2 施密特触发器 一、用555定时器构成的施密特触发器
四、施密特触发器的应用
用作接口电路 用作波形整形电路 作为阀值电压探测器 展宽脉冲 作为多谐振荡器
将缓变信号（三角波、正弦波）转换为快 变的矩形波。
VI
VT+ VT0
t
VO
0
t
7.3
1. 2.
单稳态触发器
单稳态触发器的特点
电路有一个稳态，一个暂稳态 在无外来触发信号时，电路处于稳态 在外来触发信号的作用下，电路由稳 态转到暂稳态 暂稳态维持一段时间后自动返回稳态
Q Q RI CX RX/CX Rint Cext Rext/Cext
保持稳态
下降沿触发 上升沿 触发
TR-A TR-B TR+
1 & 1 Q Rint Q
（3）使用方法
1）使用内部定时电阻Rint TW 0.7Rint CX 2）使用外部定时电阻RX
RX VCC
RI CX RX/CX
TW 0.7RX CX
VDD 4 555
电路组成
VCC 8 6 7
R
uO1 uO2 UCO（外加电压 调节回差）
uI
2 1
3
5
VCC
8
RD
+5V
4
VCO VI1 VI VI2 0.01F V’O
VR1
6 2
5
5k + 5k + 5k
C1
VC1
RD
VC2 SD TD
&
Q
VI
3
VCC RD V VI1 CO VO VI2
t
0
2 / 3VCC 1 / 3VCC 1 / 3VCC
当使用VCO时
VI/V
VT VT VT
VT
0
VCO 1 / 2VCO 1 / 2VCO
t
VO/V
0
t
三、集成施密特触发器
74LS14（六反相器） 74LS19（六反相器） CC4093（四2输入与非门）
C1
2.工作原理
&
1 3
VR2
7
C1
&
VO
(1) 暂稳态 I :VO(Q)=1 ， TD 截止，C充电： VCCR1 R2 C地 使 VC 上 升 ； 当 VC2/3VCC 时，FF置0 VO(Q)=0 电路进入暂稳态II 。
Q
5k
V’O
1
(2)暂稳态II :VO(Q)=0，TD导通，C放电： 地C R2 地 使VC下降；当VC1/3VCC时，FF置1VO(Q)=1 电路进入暂稳态I。
&
Q
VCC RD V VI1 CO VO VI2 V’O
VR2
7
C1
&
Q
&
1
3
VO
2.工作原理
VC
C
5k
V’O
1
(1) 稳 态 (VI=1):VO(Q)=0 ，TD导通，VC=0
(2) 外 触 发 过 程 :VI=0 ， Q=1,TD 截 止 ,VO=1, 电 路 进入暂稳态
(3)自动恢复过程:电路进入暂稳态后，Q=1, TD截止,C充电： （ VCCRC 地）使 VC上升；当 VC2/3VCC时， FF置0 VO(Q)=0 电路回到稳态。
555定时器 施密特触发器 单稳态触发器 多谐振荡器
主要内容
555定时器的内部结构和基本功能 555定时器的应用
1.
2.
3.
构成多谐振荡器 构成施密特触发器 构成单稳态触发器
7.1 概述
7.1.1 脉冲电路的分类、结构和波形参数 1. 脉冲电路的分类 1）脉冲产生电路——多谐振荡器——无稳态
TW2由C放电决定：
2 R2C
VC () 0 VC (0 ) 2 / 3VCC VC (TW 2 ) 1 / 3VCC
0 2 / 3VCC TW 2 R2C ln[ ] 0 1 / 3VCC R2C ln 2 0.7 R2C
T TW 1 TW 2 0.7( R1 R2 )C 0.7R2C 0.7( R1 2R2 )C
§7.1.3
1. 2. 3. 4.
555定时器
一、555定时器的内部结构
分压器 比较器 基本RS触发器 输出缓冲器和放电管
555定时器的电路结构
8 5 CO
TH TR
+VCC 5K
R +
4
&
6
2
C1
Q
1
3
uO
5K
+
5K
C2
&
Q TD
7
uD
1
555定时器的电路结构
8 5 CO
TH TR
+VCC 5K
脉冲幅度Vm
脉冲宽度tw（脉冲持续时间） 上升时间tr
下降时间tf
占空比q——脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q=tw/T
VC/V
7.1.2 RC充放电特性——三要素法
R VC C
2 1
EC VC(t2) VC(TW)
+ -
EC
VC(t1)
0
t1
t2
t/s
TW
VC (t ) VC () [VC (0 ) VC ()]et /
占空比q TW 1 0.7( R1 R2 )C R R2 1 T 0.7( R1 2 R2 )C R1 2 R2
4、占空比可调的多谐振荡器
VCC 8 5 C1 0.01F 4 3 R1 uO D1 6 1 2 R2
充电时间：tW1=0.7R1C 放电时间：tW1= 0.7R2C 振荡周期T=0.7(R1+R2)C 占空比：q = R1/（R1+R2)
2）脉冲整形电路——单稳态触发器——单稳态
3）脉冲变换电路——施密特触发器——双稳态 2. 脉冲电路的结构 1）开关电路——二极管、三极管、MOS管、门电路、运放、555定时器 2）惰性元件——RC、RL、RLC电路
3. 脉冲波形参数
0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm tr tw T Vm
tf
脉冲周期T
VR2
7 1
C1
&
Q
&
1
VO
工作原理
uI
VCC 2VCC/3
VCC/3
1、UI< 2VCC/3 2、UI=2VCC/3 3、UI>VCC/3 4、UI=VCC/3
0 保持 置1 uO
UOH UOL
置0
保持
置1
t
0
t
二、施密特触发器的电压传输特性
UO UOH UOL
1、滞回特性
2、上限阀值电压UT+
其中：VC ()为稳态值( EC ) VC (0 )为起始值( 0V )
三要素
为时间常数( RC)
若已知TW求VC(TW)
VC (TW ) VC () [VC (0 ) VC ()]eTW /
若已知VC(TW) 求TW
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW )
VO
t
0
t TW1 TW2
1 ( R1 R2 )C
VC ( ) VCC VC (0 ) 1 / 3VCC VC (TW 1 ) 2 / 3VCC
VCC 1 / 3VCC TW 1 ( R1 R2 )C ln[ ] VCC 2 / 3VCC ( R1 R2 )C ln 2 0.7( R1 R2 )C
R +
4
&
6
2
C1
Q
1
3
uO
5K
+
5K
C2
&
Q TD
7
uD
1
附：电压比较器的工作原理
U+ U-
+
C1
UO
UO
U+>U-，UO为高电平
U+ - UU+<U-，UO为低电平
电压传输特性
分析555工作过程
分压电 路
参考电 压
电压比 较器
RS 触发器
输出
UTH/UTR
输入电压
放电管 状态
二、555定时器的基本功能
VCC 0 TW RC ln[ ] VCC 2 / 3VCC RC ln 3 1.1RC
t TW
4、单稳态触发器的符号
TR+ TRQ Q
二、集成单稳态触发器
1.
2.
可重触发和非重触发的概念 可重触发 在暂稳态期间能够接收新的信号， 重新开始新的暂稳态。 非重触发 在暂稳态期间不能够接收新的信号。
3、主要参数
uI
2VCC/3
1、输出脉宽tW 等于电容从0充电到2VCC/3 的时 间，计算得 tW=1.1RC（与输入电压的工作频率无关）
uc
2、恢复时间tre
uo
稳 态
tW
暂 稳 态
暂稳态结束，电容经放电管放 电的时间，因为RCES很小，所 以 tre很短。
3、主要参数
uI
2VCC/3
3、最高工作频率fmax T > tW + tre tW fmax= 1 /（tW + tre）
VCC
CX
（4）工作波形——非可重触发
TR-A
0
t
Q
0
TW
TW
t
要求：输入触发脉冲周期大于脉冲宽度TW
2.可重触发单稳态触发器CT74122
（1）逻辑符号
TR-A TR-B TR+A TR+B RD 1 & Q Q RI CX RX/CX Rint Cext Rext/Cext
（2）功能表
R DTR ATRBTR ATR B Q, Q
1.
电路组成
VCC
8 C1 0.01F 5 4 3 R1 uO
555
7 6 1
2
P R2 uC
+5V
R1 VCC RD V VI1 CO VO VI2 V’O
VCC
R1 VCO VI1 R2 VI2 VC C
8 5 6 2
RD
4
R2 VC
VR1
5k + 5k + -
C
VC1 RD VC2 SD TD & Q
功能
复位 保持 保持 保持
H H
H H
L
L L
H L
L L
H H H
H
H H H
H
下降沿 触发
上升沿 触发
（3）使用方法（与74121相同）
1）使用内部定时电阻Rint TW 0.32Rint CX 2）使用外部定时电阻RX TW 0.32RX CX
uc uo
稳 态 暂 稳 态
VI/V
0
波形参数——脉冲宽度TW
t VCC t
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW ) RC
VC/V 2/3VCC
0
VO/V
0
VC () VCC VC (0 ) 0 VC (TW ) 2 / 3VCC
555
7
D2 uC
7.4.2 用门电路构成多谐振荡器
1.用TTL门电路构成对称式多谐振荡器
（4）工作波形——可重触发
TR-A
பைடு நூலகம்
三、 单稳态触发器的主要用途
0
t
Q
1.定时
2.整形
TR+
0
TW
TW
t
t
TR+
TR-
Q
Q
0
Q
t
0
7.4
1.
2.
多谐振荡器
多谐振荡器的特点：
有两个暂稳态（无稳态）；
上电后两个暂稳态能自动相互倒换，输出矩形波。
多谐振荡器的主要用途——产生矩形波（多谐波）
7.4.1 用555定时器构成的多谐振荡器
0 UT- UT+
3、下限阀值电压UTUI-
4、回差电压U=UT+-UT-
回差及其作用——抗干扰
VI/V 2/3VCC 1/3VCC VO/V
0
正向阈值电压VT+
VT VTt VT+
负向阈值电压VT-
回差电压VT= VT+- VT当不使用VCO(外接比较电压)时
VT VT VT
① 起始状态 ② 暂稳态I
uC
2VCC/3 VCC/3
③ 自动翻转I
④ 暂稳态II ⑤ 自动翻转II
0 uO
t
0
t
VC
3. 工作波形和波形参数
周期T=TW1+TW2 TW1由C充电决定：
2/3VCC
1/3VCC
0
VCC
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW )
2、工作原理 uI
2VCC/3
1、没有触发信号时 电路的工作状态 Q=0，uo= uoL，TD导通 此时电路处于稳态 2、触发信号到来
uc
uo
稳态 暂稳 态
Q=1，uo= uoH，TD截止 此时电路进入暂稳态， 暂稳态维持时间为电容 充电的时间 3、自动返回稳态 充电使uC= 2VCC/3时， 电路返回到稳态
3.
4.
单稳态触发器的主要用途：整形 定时
一、用555定时器构成的单稳态触发器 1、电路组成
VCC C1 0.01F 5 2 8 555 4 3 6 7 uC
R
uO
uI
1
+5V VCC
R VCO
8 5 6 2
RD
4
R VI VC C
VR1 VI1
VI VI2
5k + 5k + -
C1
VC1 RD VC2 SD TD
1.非可重触发单稳态触发器CT74121
（1）逻辑符号
L X X L H H L X
（2）功能表
TR A , TR B , TR
X L X X H H X L H H L H X H H H
Q, Q
L L L L L H H H H H
功能
TR-A TR-B TR+
1 & 1
UTH UTR R 0 1 1 1 1 UO UOL UOL 不变 UOH UOH TD的状态 导通 导通 不变 截止 截止
>2VCC/3 >VCC/3 <2VCC/3 >VCC/3 <2VCC/3 <VCC/3 >2VCC/3 <VCC/3
7.2 施密特触发器 一、用555定时器构成的施密特触发器
四、施密特触发器的应用
用作接口电路 用作波形整形电路 作为阀值电压探测器 展宽脉冲 作为多谐振荡器
将缓变信号（三角波、正弦波）转换为快 变的矩形波。
VI
VT+ VT0
t
VO
0
t
7.3
1. 2.
单稳态触发器
单稳态触发器的特点
电路有一个稳态，一个暂稳态 在无外来触发信号时，电路处于稳态 在外来触发信号的作用下，电路由稳 态转到暂稳态 暂稳态维持一段时间后自动返回稳态
Q Q RI CX RX/CX Rint Cext Rext/Cext
保持稳态
下降沿触发 上升沿 触发
TR-A TR-B TR+
1 & 1 Q Rint Q
（3）使用方法
1）使用内部定时电阻Rint TW 0.7Rint CX 2）使用外部定时电阻RX
RX VCC
RI CX RX/CX
TW 0.7RX CX
VDD 4 555
电路组成
VCC 8 6 7
R
uO1 uO2 UCO（外加电压 调节回差）
uI
2 1
3
5
VCC
8
RD
+5V
4
VCO VI1 VI VI2 0.01F V’O
VR1
6 2
5
5k + 5k + 5k
C1
VC1
RD
VC2 SD TD
&
Q
VI
3
VCC RD V VI1 CO VO VI2
t
0
2 / 3VCC 1 / 3VCC 1 / 3VCC
当使用VCO时
VI/V
VT VT VT
VT
0
VCO 1 / 2VCO 1 / 2VCO
t
VO/V
0
t
三、集成施密特触发器
74LS14（六反相器） 74LS19（六反相器） CC4093（四2输入与非门）
C1
2.工作原理
&
1 3
VR2
7
C1
&
VO
(1) 暂稳态 I :VO(Q)=1 ， TD 截止，C充电： VCCR1 R2 C地 使 VC 上 升 ； 当 VC2/3VCC 时，FF置0 VO(Q)=0 电路进入暂稳态II 。
Q
5k
V’O
1
(2)暂稳态II :VO(Q)=0，TD导通，C放电： 地C R2 地 使VC下降；当VC1/3VCC时，FF置1VO(Q)=1 电路进入暂稳态I。
&
Q
VCC RD V VI1 CO VO VI2 V’O
VR2
7
C1
&
Q
&
1
3
VO
2.工作原理
VC
C
5k
V’O
1
(1) 稳 态 (VI=1):VO(Q)=0 ，TD导通，VC=0
(2) 外 触 发 过 程 :VI=0 ， Q=1,TD 截 止 ,VO=1, 电 路 进入暂稳态
(3)自动恢复过程:电路进入暂稳态后，Q=1, TD截止,C充电： （ VCCRC 地）使 VC上升；当 VC2/3VCC时， FF置0 VO(Q)=0 电路回到稳态。
555定时器 施密特触发器 单稳态触发器 多谐振荡器
主要内容
555定时器的内部结构和基本功能 555定时器的应用
1.
2.
3.
构成多谐振荡器 构成施密特触发器 构成单稳态触发器
7.1 概述
7.1.1 脉冲电路的分类、结构和波形参数 1. 脉冲电路的分类 1）脉冲产生电路——多谐振荡器——无稳态
TW2由C放电决定：
2 R2C
VC () 0 VC (0 ) 2 / 3VCC VC (TW 2 ) 1 / 3VCC
0 2 / 3VCC TW 2 R2C ln[ ] 0 1 / 3VCC R2C ln 2 0.7 R2C
T TW 1 TW 2 0.7( R1 R2 )C 0.7R2C 0.7( R1 2R2 )C
§7.1.3
1. 2. 3. 4.
555定时器
一、555定时器的内部结构
分压器 比较器 基本RS触发器 输出缓冲器和放电管
555定时器的电路结构
8 5 CO
TH TR
+VCC 5K
R +
4
&
6
2
C1
Q
1
3
uO
5K
+
5K
C2
&
Q TD
7
uD
1
555定时器的电路结构
8 5 CO
TH TR
+VCC 5K
脉冲幅度Vm
脉冲宽度tw（脉冲持续时间） 上升时间tr
下降时间tf
占空比q——脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q=tw/T
VC/V
7.1.2 RC充放电特性——三要素法
R VC C
2 1
EC VC(t2) VC(TW)
+ -
EC
VC(t1)
0
t1
t2
t/s
TW
VC (t ) VC () [VC (0 ) VC ()]et /
占空比q TW 1 0.7( R1 R2 )C R R2 1 T 0.7( R1 2 R2 )C R1 2 R2
4、占空比可调的多谐振荡器
VCC 8 5 C1 0.01F 4 3 R1 uO D1 6 1 2 R2
充电时间：tW1=0.7R1C 放电时间：tW1= 0.7R2C 振荡周期T=0.7(R1+R2)C 占空比：q = R1/（R1+R2)
2）脉冲整形电路——单稳态触发器——单稳态
3）脉冲变换电路——施密特触发器——双稳态 2. 脉冲电路的结构 1）开关电路——二极管、三极管、MOS管、门电路、运放、555定时器 2）惰性元件——RC、RL、RLC电路
3. 脉冲波形参数
0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm tr tw T Vm
tf
脉冲周期T
VR2
7 1
C1
&
Q
&
1
VO
工作原理
uI
VCC 2VCC/3
VCC/3
1、UI< 2VCC/3 2、UI=2VCC/3 3、UI>VCC/3 4、UI=VCC/3
0 保持 置1 uO
UOH UOL
置0
保持
置1
t
0
t
二、施密特触发器的电压传输特性
UO UOH UOL
1、滞回特性
2、上限阀值电压UT+
其中：VC ()为稳态值( EC ) VC (0 )为起始值( 0V )
三要素
为时间常数( RC)
若已知TW求VC(TW)
VC (TW ) VC () [VC (0 ) VC ()]eTW /
若已知VC(TW) 求TW
VC () VC (0 ) TW ln[ ] VC () VC (TW )
VO
t
0
t TW1 TW2
1 ( R1 R2 )C
VC ( ) VCC VC (0 ) 1 / 3VCC VC (TW 1 ) 2 / 3VCC
VCC 1 / 3VCC TW 1 ( R1 R2 )C ln[ ] VCC 2 / 3VCC ( R1 R2 )C ln 2 0.7( R1 R2 )C
R +
4
&
6
2
C1
Q
1
3
uO
5K
+
5K
C2
&
Q TD
7
uD
1
附：电压比较器的工作原理
U+ U-
+
C1
UO
UO
U+>U-，UO为高电平
U+ - UU+<U-，UO为低电平
电压传输特性
分析555工作过程
分压电 路
参考电 压
电压比 较器
RS 触发器
输出
UTH/UTR
输入电压
放电管 状态
二、555定时器的基本功能
VCC 0 TW RC ln[ ] VCC 2 / 3VCC RC ln 3 1.1RC
t TW
4、单稳态触发器的符号
TR+ TRQ Q
二、集成单稳态触发器
1.
2.
可重触发和非重触发的概念 可重触发 在暂稳态期间能够接收新的信号， 重新开始新的暂稳态。 非重触发 在暂稳态期间不能够接收新的信号。
3、主要参数
uI
2VCC/3
1、输出脉宽tW 等于电容从0充电到2VCC/3 的时 间，计算得 tW=1.1RC（与输入电压的工作频率无关）
uc
2、恢复时间tre
uo
稳 态
tW
暂 稳 态
暂稳态结束，电容经放电管放 电的时间，因为RCES很小，所 以 tre很短。
3、主要参数
uI
2VCC/3
3、最高工作频率fmax T > tW + tre tW fmax= 1 /（tW + tre）
VCC
CX
（4）工作波形——非可重触发
TR-A
0
t
Q
0
TW
TW
t
要求：输入触发脉冲周期大于脉冲宽度TW
2.可重触发单稳态触发器CT74122
（1）逻辑符号
TR-A TR-B TR+A TR+B RD 1 & Q Q RI CX RX/CX Rint Cext Rext/Cext
（2）功能表
R DTR ATRBTR ATR B Q, Q
1.
电路组成
VCC
8 C1 0.01F 5 4 3 R1 uO
555
7 6 1
2
P R2 uC
+5V
R1 VCC RD V VI1 CO VO VI2 V’O
VCC
R1 VCO VI1 R2 VI2 VC C
8 5 6 2
RD
4
R2 VC
VR1
5k + 5k + -
C
VC1 RD VC2 SD TD & Q