数字电子技术第十章习题课演示文稿
合集下载
数字电子技术教学课件 (10)
0
0
1
1
0
0
1 0
0 1
R、S不允许
1
1 同时有效
0
×
1
×
4
2.特性方程（又称为状态方程） 由状态转换表得到Qn+1的状态转换卡诺图。
SR
Qn
00
0
00
1
01
0
பைடு நூலகம்
01
1
10
0
10
1
11
0
11
1
输入
Qn+1 0 1 0 0 1 1 × ×
输出
图4-15
进一步可写出Qn+1的表达式。
RS触发器的Qn+1卡诺图
仿真
图4-24 接成计数形式的D触发器 （a）电路 （b）工作波形
2021/1/11
16
4.4 集成触发器及其应用
表4-12 常用集成触发器
目前市场上出售的集成触发器产品通常为JK触
发202器1/1/1和1 D触发器两种类型。
17
4.4.1 集成JK触发器
常1.用74的LS有11724的LS外11引2、脚C图C和40逻27辑等符。号 74LS112为负边沿触发的双JK触发器。SD、RD
换所必备的条件
2021/1/11
6
4.3.2 D触发器
1.状态转换表
D
Qn
Qn+1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
表4-6 D触发器的状态转换表
3. 状态转换图
2.特性方程 Qn+1=D
2021/1/11
数字电子技术课件10
多路输入
Y=D1
一路输出
地址码输入
数据选择器的输入信号个数 N 与地址 常用 2 选 1、4 选 1、8 选 1和 16 选1 码个数 n 的关系为 N = 2n 等数据选择器。
组合逻辑电路
二、数据选择器的逻辑功能及其使用
1. 双 4 选 1 数据选择器 CC14539 两个数据选 择器的公共地址 输入端。
ST 1时 Y 0 ST 0时
Y = A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3 = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
EXIT
组合逻辑电路
CC14539 数据选择器 1 真值表
输 入 输出 1ST A1 A0 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y 使能端低电平有效 1 ×× × × × × 0 0 0 0 × × × 0 0 1D0 0 0 0 × × × 1 1 1ST = 1 时，禁止数据 选择器工作，输出 1Y = 0。 0 0 1 × × 0 × 0 1D 0 0 1 × × 1 ×1 1 0 1 0 × 0 × ×0 1D2 1ST = 0 时，数据选择 0 1 0 × 1 × ×1 器工作。输出哪一路数据 0 1 1 0 × × ×0 1D 由地址码 A1 A0 决定。 0 1 1 1 × × ×1 3
数据选择器 2 的逻辑功能同理。 EXIT
组合逻辑电路
CC14539 数据选择器输出函数式
ST 0时
1Y = A1 A0 1D0 + A1 A0 1D1 + A1 A0 1D2 + A1 A0 1D3
= m0 1D0 + m1 1D1 + m2 1D2 + m3 1D3
精品课件-数字电子技术-第10章
uo（1）=D1UR/8 uo（2）=D2UR/4 uo（3）=D3UR/2
第10 D/A转换电路
图10－5 D1、D2、D3单独作用时T型电阻网络的戴维南等效电 路
第10 D/A转换电路
利用叠加原理可得到转换器的总输出为
uo= uo（0）+ uo（1）+ uo（2）+ uo（3）
= D0V R D1VR D2V R D3VR
第10 D/A转换电路 图10－1 D/A转换器的一般结构
பைடு நூலகம் 第10 D/A转换电路
现在我们来讨论如何把一个二进制的数值 D 转换成一个 模拟电压 uo，这是 D/A 转换的典型问题。一种简单的解决方 法是，用二进制数的每一位数码按权大小产生一个电压，此电 压的值正比于对应位码的权值。例如，位 Dn-1=1 时产生电压 2n-1K 伏、Dn-1=0 时产生电压 0 伏，即位 Dn-1 产生的电压为 Dn-1×2n-1K 伏；位 Dn-2 产生的电压为 Dn-1×2n-2K 伏；……；位 D0 产生的电压为 D0×20K 伏；以上 K 为定常系数。然后，把这 些电压简单地加起来，结果就是，
16
8
4
2
= VR
24
×（D0×20+D1×21+D2×22+D3×23）
可见，输出模拟电压正比于数字量的输入。推广到n位，
D/A转换器的输出为
uo
UR 2n
(D0
20
D1 21
Dn1 2n1)
（10－2）
第10 D/A转换电路
T型电阻网络由于只用了R和2R两种阻值的电阻，其精度 易于提高，也便于制造集成电路。但也存在以下缺点：在工作 过程中，T型网络相当于一根传输线，从电阻开始到运放输入 端建立起稳定的电流电压为止,需要一定的传输时间，当输入 数字信号位数较多时，将会影响D/A转换器的工作速度。另外， 电阻网络作为转换器参考电压UR的负载电阻将会随二进制数D 的不同有所波动，参考电压的稳定性可能因此受到影响。所以 实际中常用下面的倒T型D/A转换器。
第10 D/A转换电路
图10－5 D1、D2、D3单独作用时T型电阻网络的戴维南等效电 路
第10 D/A转换电路
利用叠加原理可得到转换器的总输出为
uo= uo（0）+ uo（1）+ uo（2）+ uo（3）
= D0V R D1VR D2V R D3VR
第10 D/A转换电路 图10－1 D/A转换器的一般结构
பைடு நூலகம் 第10 D/A转换电路
现在我们来讨论如何把一个二进制的数值 D 转换成一个 模拟电压 uo，这是 D/A 转换的典型问题。一种简单的解决方 法是，用二进制数的每一位数码按权大小产生一个电压，此电 压的值正比于对应位码的权值。例如，位 Dn-1=1 时产生电压 2n-1K 伏、Dn-1=0 时产生电压 0 伏，即位 Dn-1 产生的电压为 Dn-1×2n-1K 伏；位 Dn-2 产生的电压为 Dn-1×2n-2K 伏；……；位 D0 产生的电压为 D0×20K 伏；以上 K 为定常系数。然后，把这 些电压简单地加起来，结果就是，
16
8
4
2
= VR
24
×（D0×20+D1×21+D2×22+D3×23）
可见，输出模拟电压正比于数字量的输入。推广到n位，
D/A转换器的输出为
uo
UR 2n
(D0
20
D1 21
Dn1 2n1)
（10－2）
第10 D/A转换电路
T型电阻网络由于只用了R和2R两种阻值的电阻，其精度 易于提高，也便于制造集成电路。但也存在以下缺点：在工作 过程中，T型网络相当于一根传输线，从电阻开始到运放输入 端建立起稳定的电流电压为止,需要一定的传输时间，当输入 数字信号位数较多时，将会影响D/A转换器的工作速度。另外， 电阻网络作为转换器参考电压UR的负载电阻将会随二进制数D 的不同有所波动，参考电压的稳定性可能因此受到影响。所以 实际中常用下面的倒T型D/A转换器。
数字电子技术典型习题PPT 经典教材
第3章 组合逻辑电路
3.1 试分析图题3.1所示各组合逻辑电路的逻辑功能。
A B C D
A ＝1 ＝1 ＝1 B (a) Y
1
≥1 ≥1 ≥1 Y
1 (b)
图题 3.1
数字电子技术习题
3.2 试分析图题3.2所示各组合逻辑电路的逻辑功能，写出函 数表达式。
A B & & & ≥1 ≥1 Y A B C ＝1 ＝1 (b) Y2 & Y1
A B
(e)
图题 2.4
数字电子技术习题
2.5 在图题2.5电路中，G1、G2是两个OC门，接成线与形式。 每个门在输出低电平时，允许注入的最大电流为13mA；输
出高电平时的漏电流小于250 μA。G3、G4和G5是三个TTL与
非门，已知TTL与非门的输入短路电流为1.5 mA，输入漏电 流小于50μA，UCC=5V，UOH=3.5 V, UOL=0.3 V。 问：RLmax、 RLmin各是多少？RL应该选多大？ 2 .6 试写出图题2.6所示电路的逻辑表达式， 并用真值表说明这
下开灯后， 可在楼上关灯；同样也可在楼上开灯，而在楼下 关灯。用与非门实现上述逻辑功能。
数字电子技术习题
3.7 旅客列车分特快、直快、慢车等三种。它们的优先顺序由
高到低依次是特快、直快、慢车。试设计一个列车从车站开
出的逻辑电路。 3.8 用8线-3线优先编码器74LS148和门电路组成二-十进制编码 器。 3.9 用与非门设计一个七段显示译码器, 要求能显示H、 F、E、 L四个符号。 3.10 试设计一个8421BCD码的七段显示译码电路。
(6)Y B ABC AC AB (7)Y A B A B AB AB
计算机组成原理第10章实训PPT课件
• 的进位结果锁存到进位锁存器中。
2007.7.2
19
第19页/共83页
图10－6 进位控制实训接线 （上图方格内竖线不需要）
2007.7.2
20
第20页/共83页
•电路并检查无误。
•
②打开电源开关。
•
③用输入开关向暂存器DR1和DR2置数。操作
• 流程如图10-5所示。
2007.7.2
14
第14页/共83页
•
c. 按动微动开关KK2（产生T4脉冲信号），与
• LDDR1信号一起，将二进制数01100101置入DR1
• 中。
•
③输入开关向暂存器DR2置数，操作流程如图
• 10-5所示。
•
a. 拨动输入开关形成二进制数10100111（或
• 其它数值）。（数据显示灯亮为0，灭为1）。
F=A+ A B+1 F=A B +(A|B)+1
F=A-B F=A B F=A+AB+1 F=A+B+1 F=AB+(A| B )+1 F=AB F=A+A+1 F=A+(A| B )+1 F=A+(A+ B )+1 F=A
M=1(逻辑运算)
F=A F=A|B F=A B F=0 F=AB F=B F=A⊕B F=A B F= A +B F=A ⊕ B F=B F=AB F=1 F=A+ B F=A+B F=A
18
第18页/共83页
• 2. 进位控制运算
• （1）实训说明
•
进位控制运算器的实训原理如图10-3所示，
数字电子技术第十章习题课
vC
tW
（a）
（b）
555定时器接成的单稳态触发器及其工作波形
输出脉冲宽度 t w RC ln
电子与信息工程学院 电子教研室
VC () VC (0) VCC 0 RC ln RC ln 3 2 VC () VTH VCC VCC 3
4
第10章、脉冲波形的产生和整形
例3．555定时器接成多谐振荡器 将555定时器的vI2端（2引脚）和vI1（6引脚）连接在一起，下端对地接 入电容C；上端经R1、R2接电源构成电容充电回路，同时经R2对（7引脚） 构成电容放电回路。利用电容的充、放电的往复过程，输出分别得到高、 低电平的两个交替出现的暂稳态，因此可产生矩形波脉冲。如图（a）所 示，简记“2、6一搭，下C上2R”。
解: (1)
VT
2 1 Vcc 8V，VT Vcc 4V 3 3
VT VT VT 4V
(2)
VT VCO 5V，VT
VT VT VT 2.5V
1 VCO 2.5V 2
电子与信息工程学院 电子教研室
18
第10章、脉冲波形的产生和整形
电子与信息工程学院 电子教研室
21
第10章、脉冲波形的产生和整形
解：
图P10.25中左边一个555定时器接成了施密特触发器，右边一个555定时器 接成了多谐振荡器。当开关S断开后电容C充电，充至VT+=2VCC/3时，反相 器G1输出高电平，多谐振荡器开始振荡。故延迟时间为
vi1/V
20 vi2/V
70
120
t/us
20 vC/V 0
40
120 140
t/us 3.33V t/us
数字电子技术基础第10章
§10.4.5 石英晶体多谐振荡器
在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频 率稳定性有严格的要求。前面几种电路频率稳定 性不是很高。在对频率稳定性有较高要求时，应 采用石英晶体多谐振荡器。
电路的振荡频 率取决于石英 晶体的固有振 荡频率。
本节小结
多谐振荡器没有稳定状态，只有两 个暂稳态。 工作不需要外加信号源，只 需要电源。
第十章
脉冲波形的 产生和整形
编辑ppt
1
教学内容
§10.1 概述 §10.2 施密特触发器 §10.3 单稳态触发器 §10.4 多谐振荡器 §10.5 555定时器及其应用
教学要求
一.重点掌握的内容：
(1)555定时器及其应用. (2)石英晶体多谐振荡器.
二.一般掌握的内容：
(1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工 作特点和典型应用。 (2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电 压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。
vA
VT
HR1VRT2R2V(1T
R1 R2
)V VTTHR1R 2R2VTH(1R R1 2)VTH
滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。
正向阈值电压
同相输出的施密特触发器 负向阈值电压
反相输出的施密特触发器
回差电压：ΔVT＝ VT＋－VT－
§10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器
单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态 而得名。它由两个门电路、一个RC电路组成。 它的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过 程来维持的，根据RC电路的不同接法，分为 微分型和积分型。
ห้องสมุดไป่ตู้
1
数字电子技术基础 第10章
10.2.1 用门电路组成的施密特触发器
VT+=(1+R1/R2)VTH VT-=(1-R1/R2)VTH 回差电压=VT+-VT-
图10.2.1
用CMOS反相器构成的施密特触发器
（a）电路 （b）图形符号
通过改变R1和R2的比值可以调节VT+和VT-和回差电压的大 小。但R1必须小于R2，否则电路将进入自锁状态，不能正 常工作。
三、用于脉冲鉴幅
图10.2.10
用施密特触发器鉴别脉冲幅度
10.3 单稳态触发器
单稳态触发器（Monostable Multivibrator,又称Oneshot）工作特点： 1、有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 2、在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在 暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态。 3、暂稳态维持时间的长短取决与电路本身的参数，与触 发脉冲的宽度和幅度无关。 被广泛应用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的 输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号） 等。
10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器
一、微分型单稳态触发器 电容上的电压Vc从充、放电开始至某一数值VTH所经过的 时间可以用下式计算： T=RCln((Vc(X)-Vc(0))/(Vc(X)-VTH))
图10.3.1
微分型单稳态触发器
tw=RCln2=0.69RC，电容 电压从0充至VTH的时间。 Vm=VOH-VOL，输出脉冲的 幅度。 tre=(3~5)RONC,恢复时间。 td= tw+tre,分辨时间，在保 证电路能正常工作的前提 下，允许两个相邻触发脉 冲之间的最小时间间隔。
图10.3.6
数字电子技术基础第五版第十章
谢谢观看
共同学习相互提高
T T 1 T 2 R 2 C ln V V D D D D V V T T R 1 C ln V V T T
10.4.5 石英晶体多谐振荡器（自学）
作业：P501， 10.3，10.9
１９２２年 美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振
荡的频率。
巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡 片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采 用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体 的最重要应用之一。
2
1
VR13VCC;VR2 3VCC
输入
输出
RD V I 1 V I 2 V O
TD
0 X X 0 导通
1
2 3 VCC
1 3
V
CC
0
导通
1
2 3 VCC
1 3 VCC
不变
不变
1
2 3
V
CC
1 3 V CC
1
截止
1
2 3
V
CC
1 3
V
CC
1
截止
判定vc1,vc2的高低,并
确定Q及Q’的状态,以 此决定VO的输出.
电容放电 等效电路
10.3.2 集成单稳态触发器 电路结构与工作原理 (74 121)
微分型单稳
控制附加电路
tw RlC n V V ( ( ) ) V V ( (0 t) )RlC n V V C C C V C T 0H RlC n 2
74121的功能表,见 P472
10.4 多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号） 10.4.1 对称式多谐振荡器 一、工作原理（TTL） (1)静态（未振荡） 时应是不稳定的
电子课件-《数字电子技术(第二版)》-B02-8756 《数字电子技术(第二版)》课后习题参考答案
《数字电子技术（第二版）》课后习题参考答案课题一认识数字电路任务一认识数制与数制转换一、填空题1．1 232．1 273．1 2154．1 2315．B O D H二、计算题1．2．54，85，4273．0101，1100，1 1000，11 01114．17O，37O，66 O5．110B，010 111B，001 101 110B6．0FH，36H，0AE63H7．0001 0110B，0010 1010B，1111 1100 0000B任务二学习二进制数算术运算一、计算题（给出的二进制均是无符号数）1．（1）1 0000 （2）1 0000 10012．（1）10 1010 （2）1010 11113．（1）1 0100 （2）110 00004．（1）101 （2）11二、写出下列带符号位二进制数（原码）所表示的十进制数（1）+110 （2）-15 （3）-42 （4）+127 （5）+111（6）-63 （7）+0 （8）+32 767 （9）-32 768三、问答题1．（1）答：左移，移动3位，应作乘以8运算。
（2）答：左移，移动4位，应作乘以16运算。
（3）答：右移，移动7位，应作除以128运算。
（4）答：右移，移动3位，应作除以8运算。
2．答：4位二进制无符号数的最大值是15。
3．答：8位二进制无符号数、有符号数的最大值分别是255和+127。
4．答：16位二进制有符号数的最大值是+32 767。
任务三学习二进制代码一、填空题1．二进制数2．43．8，4，2，1二、判断题1．×2．× 3．√ 4．× 5．× 6．×三、计算题1．36，55，892．［0011 0010］8421，［0101 0010 0111］8421，［0001 0011 0110 1001］8421任务四认识基本逻辑关系并测试逻辑门一、填空题1．与或非2．13．04．1 05．Y=AB6．Y=A+B7．Y=A8．Y=AB9．Y=A+B10．Y=A B=AB+AB二、选择题1．D 2．A 3．B，C 4．A，D三、判断题1．× 2．× 3．× 4．√四、问答题1．答：Y1=ABCD2．答：Y2=A+B+C+D五绘图题1．2．3．4．任务五测试TTL集成门电路1．答：TTL集成门电路电源电压范围为4.75～5.25V之间，额定电压为5V。
数字电子技术章 (10)
第 10 章 组合电路的分析与设计
10.1.2 组合逻辑电路的分析方法
1. 第一种适用于比较简单的电路， 分析步骤为： （1） 根据给定电路图， 写出逻辑函数表达式； （2） 简化逻辑函数或者列真值表； （3） 根据最简逻辑函数或真值表， 描述电路逻辑 功能。
第 10 章 组合电路的分析与设计
第二种适用于比较复杂的电路或无法得到逻辑图的电路， 分析步骤如下：
(10.2) F是一个4变量函数， 所以要用具有3个地址输入端的选择器， 即用8选1的多路选择器实现。假设用74LS151， 在3个地址 输入端A2、 A1、 A0分别输入A、 B、 C这3个变量。
第 10 章 组合电路的分析与设计 比较表达式（10.1）和（10.2）可知:
根据以上分析， 只要按图10.3（c）连接， 便可实现 逻辑函数F。
（2） 列真值表。 用1表示高电平， 用0表示低电平。 由于规定低电平有效， 且优先级别高的排斥优先级别低的， 被排斥的量用“×”号表示。 输出4位二进制码用DCBA表示， 它们共有16种组合。 用来对Y0~Y9进行编码的方案很多， 我 们采用其中一种方案。 优先编码器的真值表如表10.5所示。
第 10 章 组合电路的分析与设计
第 10 章 组合电路的分析与设计 图 10.6 优先编码器
第 10 章 组合电路的分析与设计
2. （1） 分析要求。 要设计一个4位二进制数加法器， 我 们首先要弄清楚一位二进制数如何相加。 一位二进制数相加 不仅要考虑本位的加数与被加数， 还要考虑低位的进位信号， 而输出为本位和及向高位的进位信号， 这就是通常所说的全 加器。
第 10 章 组合电路的分析与设计
（3） 化简。 因变量太多， 用卡诺图化简不方便， 可 用公式法进行化简。 为便于用与或非门实现该电路， 则要 合并使函数值为0的最小项。 先求出反函数的最简与或式， 然后再取反求出函数的最简与或非式。 根据真值表写表达式 时， 因为被排斥的变量对函数值没有影响， 所以可以从相 应的最小项中去掉， 于是可得
《数字电子技术基础》课件10实践任务3.1
值是多少，并将其对应关系填入下面空框内。
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
工作组织
因本任务相对简单，因此以个人为单位，完成整个
任务。
工作方案
制定项目具体实施步骤。
工作用具准备
设计类任务，无需工具准备。
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第一步 确定二进制数的位数，并举例说明一个8位二进制数的反码是多少
表达：
=（，，，
）
就是输出结果，，，分别代表输入变量，且，，的取值只有0和1两
种状态，（）则描述的是输入与输出的函数关系。
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
④ 逻辑电路的布尔分析
案例
面试投票系统：
逻辑功能面试规则：
开关(C)
开关(A)
开关(B)
灯(Y)
① 二进制概念
③ 逻辑代数的布尔运算
② 门电路概念
④ 逻辑电路的布尔分析
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
① 二进制概念
二进制(binary)在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统，以2为基数代表系统是二进位制
的。这一系统中，通常用两个不同的符号0(代表零)和1(代表一)来表示。
1ത = 0
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第三步 取8位二进制数的反码需要几个相应的门电路，并画图
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
工作组织
因本任务相对简单，因此以个人为单位，完成整个
任务。
工作方案
制定项目具体实施步骤。
工作用具准备
设计类任务，无需工具准备。
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第一步 确定二进制数的位数，并举例说明一个8位二进制数的反码是多少
表达：
=（，，，
）
就是输出结果，，，分别代表输入变量，且，，的取值只有0和1两
种状态，（）则描述的是输入与输出的函数关系。
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
④ 逻辑电路的布尔分析
案例
面试投票系统：
逻辑功能面试规则：
开关(C)
开关(A)
开关(B)
灯(Y)
① 二进制概念
③ 逻辑代数的布尔运算
② 门电路概念
④ 逻辑电路的布尔分析
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
① 二进制概念
二进制(binary)在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统，以2为基数代表系统是二进位制
的。这一系统中，通常用两个不同的符号0(代表零)和1(代表一)来表示。
1ത = 0
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第三步 取8位二进制数的反码需要几个相应的门电路，并画图
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
t/us
T1 t/us
第10章、脉冲波形的产生和整形
例8 电路连接如图所示。其中 R1 R2 71.5k,C 0.01F D为理想二极管。 1、指出555（1），（2）分别构成什么电路。2、画出uc，uA和uo的波 形。3、计算输出电压uo的周期T值。
解 1、定时器555（1）构成多谐
5V
振荡器，（2）构成施密特触发器。
数字电子技术第十章习题课演示 文稿
数字电子技术第十章习题课
第10章、脉冲波形的产生和整形
一、本章内容：矩形脉冲波形的施密特触发器和单稳态触发器电 路和多谐振荡器这三种基本电路，555定时器和用它构成施密特触发 器、单稳态触发器和多谐振荡器三种应用电路。
二、本章要求： 1．了解矩形波脉冲波形的主要参数及脉冲产生及整形电路的分类。 2．掌握门电路组成的施密特触发器的工作原理，参数计算应用，熟 悉集成施密特触发器。 3．熟悉门电路构成的单稳态触发器的工作特点、参数计算，了解集 成单稳态触发器。熟悉多谐振荡器的工作特点、参数。 4．重点掌握555定时器的构成及工作原理，重点掌握由555定时器 组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的电 路结构、工作原理、主要参数的计算。分析波形参数与电路参数之间 的关系。
330Ω
vi 0.1uF （a）
VCC=5V
vi1/V
vO 20
vi2/V
20 40
70
120
t/us
120 140
t/us
（b）
第10章、脉冲波形的产生和整形
解（1）输入触发脉冲的低电平时间应小于单稳态电路的暂稳态时间tW：
tw 1.1RC 1.1 330 0.110 6 36.3s
两信号中，vi1脉冲低电平持续时间大于暂稳态时间tW； vi2负脉冲低电平持续时间为：40us20us=20us，小于tW，故只有vi2适合做输入信号。波形图见下图，暂稳态时间tw为电容由0充电 到2vcc/3（3.33V）所经过的时间。
T T1 T2 (R1 2R2 )C ln 2
（a）
（b）
555定时器接成的多谐振荡器及其工作波形
占空比： q R1 R2 R1 2R2
第10章、脉冲波形的产生和整形
例4. 555定时器组成的电路如图（a）所示，（1）简单分析下图电路的工作原理，
（2）该555定时器组成什么电路，（3）若输入信号vI波形如图（b）所示，画出相 应的输出波形。
RW1 RW
RW2
R2
vC
C
VCC RD
8
4
7
D
vI1 6
3
vO
vI2 2 555
15
0.01μF
第10章、脉冲波形的产生和整形
例7 用555定时器构成的单稳态电路如图所示，（1）计算暂稳态时间， 确定b图中哪个适合作输入触发信号，并画出与其对应的vC，vO的波形； （2）确定该电路的稳态持续时间为多少?
解: 振荡周期：
T T1 Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (R1 2R2 )C ln 2
0.69 (1k 2 8.2k) 0.4uF
4.8ms
vO
振荡频率：
f 1 1 208Hz T 4.8ms
占空比： q R1 R2 1 8.2 53% R1 2R2 1 2 8.2
第10章、脉冲波形的产生和整形
VCC
8
4
7 D
VCC
2
vI
555
3
6 TH
OUT
vO
VSS 1
VCO 5
0.01μF
a
vI
2 3
VCC
1
3
VCC 0
t b
第10章、脉冲波形的产生和整形
第10章、脉冲波形的产生和整形
例5. 在图6.13所示的由555构成的多谐振荡器电路中，已知R1=1kΩ， R2=8.2kΩ，C=0.4uF。试求振荡周期T，振荡频率f，占空比q。
例6 图中为一通过可变电阻RW实现占空比调节的多谐振荡器，RW=RW1+RW2，试分析电 路的工作原理，求振荡频率f和占空比q的表达式。
f 1
1
1
T (R1 RW1 R2 RW2 )C ln 2 (R1 RW R2 )C ln 2
占空比：
q R1 RW1 R1 R2 RW
VCC R1
第10章、脉冲波形的产生和整形
三、典型例题
例1. 555定时器接成施密特触发器 将555定时器的vI1（6脚）和vI2（2脚）连在一起作为信号的输入端，即构 成施密特触发器。如下图（a）所示，简记作“2、6一搭”。该电路的电压 传输特性为一典型的反相输出施密特触发特性，如图（b）所示。
+VCC
48
构成电容放电回路。利用电容的充、放电的往复过程，输出分别得到高、
低电平的两个交替出现的暂稳态，因此可产生矩形波脉冲。如图（a）所
示，简记“2、6一搭，下C上2R”。
输出脉冲高电平时间：
vC vO
2VCC/3
T1 (R1 R2 )C ln 2
VCC/3
输出脉冲低电平时间：
T2 R2C ln 2
输出脉冲周期：
vC
tW
（a）
（b）
555定时器接成的单稳态触发器及其工作波形
输出脉冲宽度 tw
RC ln VC () VC (0) VC () VTH
RC ln VCC 0
VCC
2 3
VCC
RC ln 3
第10章、脉冲波形的产生和整形
例3．555定时器接成多谐振荡器
将555定时器的vI2端（2引脚）和vI1（6引脚）连接在一起，下端对地接 入电容C；上端经R1、R2接电源构成电容充电回路，同时经R2对（7引脚）
7
6 555 3
vO
vI
2
5
1
0.01uF
（a）
（b）
555定时器接成的施密特触发器电路及其电压传输特性
vI 2VCC/3 VCC/3 t
vo
0
t
用555定时器构成施密特电路的工作波形
第10章、脉冲波形的产生和整形
例2．555定时器接成单稳态触发器 将555定时器的vI2端（2引脚）作为触发信号输入端；并将（7引脚） 与vI1（6引脚）连接，vI1向上经电阻R接电源，向下对地接入电容C，即 构成单稳态触发器。如图（a）所示，简记“7、6一搭，下C上R”。
（2）如图波形所示，电路输出低电平为稳态，输出高电平为暂稳态。因此电路的稳态时间T1
为两次相邻的触发脉冲间的时间间隔与暂稳态时间tW之差。故电路的稳态时间：
T1=100s 36.3s 63.7s
vi1/V
20 vi2/V
20 40 vC/V
0
vo/V tw
0
70
120
t/us
120 140
t/us 3.33V