单稳态电路
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楼道自停照明灯
图4-1照相机自拍 电路
自动 门
单稳态电路控 制应用事例
单稳态电路的组成
信 号 输 入 电 路
控 制 电 路
执 行 电 路
单稳态电路的组成
什么是单稳态电路
所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路，其中一种是稳定的状 态（稳态），另一种是暂时稳定的状态（暂稳态）。就像弹簧门 一样。 弹簧门的关门是它的稳定状态，开 门是它的暂时稳定状态，外力一撤， 门就会自动恢复稳定状态。如果用 单稳态电路控制门，那就不需要弹 簧了，开门后，过几秒钟（时间由 你定）门会自动关上，如果在单稳 态电路的输入端加上红外传感器， 那门就是全自动的了。
以555集成电路为核心和少量元器件组成的 单稳态电路----自动延时照明灯原理图
开关 SB没 有按 下时， 3脚输 出低 电平， 灯不 亮， 电路 处于 稳态。
单稳态电路的原理
工作过程： 按一下SB，2脚输入一个低于1/3VDD脉冲，触发电路翻转到 暂稳态，3脚输出高电平，灯泡H立即点亮延续几秒后自动熄灭。 同时，通过电阻R1开始给电容C1充电，当电容两端电压充到 2/3VDD 时，电路又恢复到稳态，几乎同时，电容C1 被放电。电 路等待下次触发脉冲的到来，改变电路中电阻R1 、电容C1 的数 值，可方便地调整延时时间。
让我们做个实验
电容充放电电路（充电是稳态由电路自动维持，放电是暂稳态, 由外力按开关维持。)
电容 100μ F 100μ F 100μ F 4.7μ F 电阻 100Ω 1kΩ 10kΩ 1kΩ 发光时间 结论
47μ F
470μ F
1kΩ
1kΩ
单稳态电路的实质
• 人们巧妙地应用了电容的充放电特性，发明了单稳态电路。 • 延时时间：T = nRC(秒) n为一常数 • 利用单稳态电路可以实现： 实时控制自动恢复、定时控制、延时控制等多种功能。
下图是555集成电路管脚图
NE555引脚图
1
GND
电源负极
5
CVOLT
控制
2
TRIG
触发
6
THR
阈值
3
OUT
输出
7
DISC
放电
管脚图
4
RESET
复位
8
VCC
电源正极
单稳态电路的特点是：
• 1．它有一个稳态和一个暂稳态； • 2．在外来脉冲信号作用下，能立即从稳态翻转到 • 暂稳态； • 3．暂稳态维持一段时间后，能自动返回到稳态。
序号 7 8 9 10 11 12 名称 电阻器 R3 电容器 C1 电容器 C2 印制电路板 集成电路座 电池盒及引线 规格 1/8W RT 10Ω CD-Ⅱ100μ f/16v 瓷片 103 见图 DIP 8 脚 5 号电池 3 节
制作过程：
（1） 焊接电阻：
（2） 焊接集成电路座 （3） 焊接电容、微调电位器
（4）焊接三级管
（5） 焊接光敏电阻器（管脚留长些） （6） 焊接小电珠（先不接电动机） （7） 检查无误后焊接电池盒和集成电路。
调
试
1.将光敏电阻对光
2.聚光手电照射, 观察电珠情况
3.试验正常,换上
电动机
光控电动筛实物图
技术探究
1. 常见故障要会排除 提示：2脚电压、６脚电压是关键。 ２.图4-5 实验电路图，只能使发光二极管亮，小灯泡都点不亮，为 了能带动小灯泡，需用三级管做放大用，请设计有一只三级管的 单稳态电路，要求延时一秒，并做出来实验效果。 3.除了NE555外，其它许多集成电路都可以构成单稳态电路，下面举 出一例： • 由4011的两个与非门、电阻R、电容C构成的单稳态电路 • 若需延时2秒，R、C该如何取？
使用元器件的规格、型号、要求请参照下表
序号 1 2 3 4 5 6 名称 集成电路 IC 光敏电阻 RL 电位器 RP 三极管 VT 电阻器 R1 电阻器 R2 规格 NE555 MG42 型 WH7 型 NPN 型中功率管 1/8W RT 2KΩ 1/8W RT 120KΩ
使用元器件的规格、型号、要求请参照下表
ห้องสมุดไป่ตู้
应用实例 ：光控电动筛
光控电动筛： 该电路是在我们讲过的单稳态电路的基础上略加改进 而来。
光控电动筛原理图
应用实例 ：光控电动筛
其中: RL是光敏电阻，光照射时阻值迅速减小，撤去 光时，阻值迅速增大，该变化通过2脚输入 555集成电路，从而控制输出； 输出由灯泡改为三级管驱动的电动机以控制电 动筛的运转。
CD4011引脚图
CD4011内部逻辑图
由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理图
由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理
• 电路没有触发信号时处于稳态，此时输入端U1 为低电平，电 容电压Uc充电到高电平，输出端U2为高电平。当输入端有一个正 脉冲信号到来时，U1 为高电平，门1输出低电平，但由于电容上 存有高电平，使门2两输入端均为高电平，输出端U2 变为低电平， 电路处于暂稳态。 • 此时Uc通过R放电，由于电容存储的电量是有限的，随着放电 的进行，Uc越来越低，当Uc变成低电位后，电路又恢复到原来状 态。由此可见，电容的被充电（稳态）和自动放电（暂稳态）是 形成单稳态电路的根本原因。
图4-1照相机自拍 电路
自动 门
单稳态电路控 制应用事例
单稳态电路的组成
信 号 输 入 电 路
控 制 电 路
执 行 电 路
单稳态电路的组成
什么是单稳态电路
所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路，其中一种是稳定的状 态（稳态），另一种是暂时稳定的状态（暂稳态）。就像弹簧门 一样。 弹簧门的关门是它的稳定状态，开 门是它的暂时稳定状态，外力一撤， 门就会自动恢复稳定状态。如果用 单稳态电路控制门，那就不需要弹 簧了，开门后，过几秒钟（时间由 你定）门会自动关上，如果在单稳 态电路的输入端加上红外传感器， 那门就是全自动的了。
以555集成电路为核心和少量元器件组成的 单稳态电路----自动延时照明灯原理图
开关 SB没 有按 下时， 3脚输 出低 电平， 灯不 亮， 电路 处于 稳态。
单稳态电路的原理
工作过程： 按一下SB，2脚输入一个低于1/3VDD脉冲，触发电路翻转到 暂稳态，3脚输出高电平，灯泡H立即点亮延续几秒后自动熄灭。 同时，通过电阻R1开始给电容C1充电，当电容两端电压充到 2/3VDD 时，电路又恢复到稳态，几乎同时，电容C1 被放电。电 路等待下次触发脉冲的到来，改变电路中电阻R1 、电容C1 的数 值，可方便地调整延时时间。
让我们做个实验
电容充放电电路（充电是稳态由电路自动维持，放电是暂稳态, 由外力按开关维持。)
电容 100μ F 100μ F 100μ F 4.7μ F 电阻 100Ω 1kΩ 10kΩ 1kΩ 发光时间 结论
47μ F
470μ F
1kΩ
1kΩ
单稳态电路的实质
• 人们巧妙地应用了电容的充放电特性，发明了单稳态电路。 • 延时时间：T = nRC(秒) n为一常数 • 利用单稳态电路可以实现： 实时控制自动恢复、定时控制、延时控制等多种功能。
下图是555集成电路管脚图
NE555引脚图
1
GND
电源负极
5
CVOLT
控制
2
TRIG
触发
6
THR
阈值
3
OUT
输出
7
DISC
放电
管脚图
4
RESET
复位
8
VCC
电源正极
单稳态电路的特点是：
• 1．它有一个稳态和一个暂稳态； • 2．在外来脉冲信号作用下，能立即从稳态翻转到 • 暂稳态； • 3．暂稳态维持一段时间后，能自动返回到稳态。
序号 7 8 9 10 11 12 名称 电阻器 R3 电容器 C1 电容器 C2 印制电路板 集成电路座 电池盒及引线 规格 1/8W RT 10Ω CD-Ⅱ100μ f/16v 瓷片 103 见图 DIP 8 脚 5 号电池 3 节
制作过程：
（1） 焊接电阻：
（2） 焊接集成电路座 （3） 焊接电容、微调电位器
（4）焊接三级管
（5） 焊接光敏电阻器（管脚留长些） （6） 焊接小电珠（先不接电动机） （7） 检查无误后焊接电池盒和集成电路。
调
试
1.将光敏电阻对光
2.聚光手电照射, 观察电珠情况
3.试验正常,换上
电动机
光控电动筛实物图
技术探究
1. 常见故障要会排除 提示：2脚电压、６脚电压是关键。 ２.图4-5 实验电路图，只能使发光二极管亮，小灯泡都点不亮，为 了能带动小灯泡，需用三级管做放大用，请设计有一只三级管的 单稳态电路，要求延时一秒，并做出来实验效果。 3.除了NE555外，其它许多集成电路都可以构成单稳态电路，下面举 出一例： • 由4011的两个与非门、电阻R、电容C构成的单稳态电路 • 若需延时2秒，R、C该如何取？
使用元器件的规格、型号、要求请参照下表
序号 1 2 3 4 5 6 名称 集成电路 IC 光敏电阻 RL 电位器 RP 三极管 VT 电阻器 R1 电阻器 R2 规格 NE555 MG42 型 WH7 型 NPN 型中功率管 1/8W RT 2KΩ 1/8W RT 120KΩ
使用元器件的规格、型号、要求请参照下表
ห้องสมุดไป่ตู้
应用实例 ：光控电动筛
光控电动筛： 该电路是在我们讲过的单稳态电路的基础上略加改进 而来。
光控电动筛原理图
应用实例 ：光控电动筛
其中: RL是光敏电阻，光照射时阻值迅速减小，撤去 光时，阻值迅速增大，该变化通过2脚输入 555集成电路，从而控制输出； 输出由灯泡改为三级管驱动的电动机以控制电 动筛的运转。
CD4011引脚图
CD4011内部逻辑图
由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理图
由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理
• 电路没有触发信号时处于稳态，此时输入端U1 为低电平，电 容电压Uc充电到高电平，输出端U2为高电平。当输入端有一个正 脉冲信号到来时，U1 为高电平，门1输出低电平，但由于电容上 存有高电平，使门2两输入端均为高电平，输出端U2 变为低电平， 电路处于暂稳态。 • 此时Uc通过R放电，由于电容存储的电量是有限的，随着放电 的进行，Uc越来越低，当Uc变成低电位后，电路又恢复到原来状 态。由此可见，电容的被充电（稳态）和自动放电（暂稳态）是 形成单稳态电路的根本原因。