《数字电子技术》教学课件(高教社) 第五章 脉冲的产生与整形 知识点：用555定时器组成施密特触发器-
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精品课件-数字电子技术-第5章
第5章 脉冲产生与变换电路
5.2.2 555
为置0输入端，当
R
=1时，555
R
=0时，定时器的输出OUT为0；当
R
（1） 当高触发端TH＞2 VCC，且低触发端 ＞ 1 VCC
TR
3
3
时，比较器C1输出低电平；C1输出的低电平将RS触发器置为0状
态，即Q=0，使得定时器的输出OUT为0，同时放 电管V
第5章 脉冲产生与变换电路
图5.9 题5.8图
第5章 脉冲产生与变换电路
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
第5章 脉冲产生与变换电路 知识就是力量，感谢支持！
第5章 脉冲产生与变换电路 一一一一谢谢大家！！
第5章 脉冲产生与变换电路
（2） 当低触发端 TR ＜
1 VCC，且高触发端TH＜ 3
2 VCC时，比较器C2输出低电平；C2输出的低电平将RS触发
3
器置为1状态，即Q=1，使得 1 VCC 3
的输出OUT和放电管V
＞
TR
2VCC时，定时器
3
根据以上分析，可以得出555定时器的功能表(见表
则可以构成一个单稳态触发器。具体电路及工作波形如图5.3
第5章 脉冲产生与变换电路
图5.3 555 （a） 电路图; （b） 工作波形图
第5章 脉冲产生与变换电路
555
当触发脉冲uI下降沿到来时，
TR＜
1VCC，而 3
TH=uC =0，从555定时器的功能表不难看出，输出端OUT为高电
平，电路进入暂稳态，此时放电管V截止。由于V截
（注：放电管导通时灯灭，因为输出状态是低电平；放 电管截止时灯也灭，因为是高阻状态，所以不能用电平显示
脉冲产生与整形电路 ppt课件
2020/11/24
(c)尖脉冲
(d)锯齿波
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2020/11/24
tWR1 CnUC U (C () )U C U (T 0)
8
6.2 555定时器
555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，可 以方便地构成单稳态触发器，施密特触发器和多谐振荡器。
双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数 码为7555。其功能和外部引脚排列完全相同。
1
3
uo
G4
2.电压比较器
3.基本RS触发器
RS
Qn+1
U+≥U-时，Ci＝1； U+＜U-时，Ci＝0。
00 01 10
不定 0 1
2020/11/24
11
Qn
11
6.2 555定时器
U CC
RD
U CO
u6
(TH )
u2
(TR )
放电端
8
4
U R1 5
6
5k
＋ －
C1
G1
R &Q
2 U R2
5k
4
6.1 概述
在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有
陡峭边沿的矩形脉冲信号，如触发器的时钟脉冲（CP）。
获取这些脉冲信号的方法通常有两种： ①脉冲产生电路直接产生； ②利用已有的周期信号整形、变换得到。
数字电子技术脉冲波形的产生与整形
<1/3Vcc
1
不允许
出
TD 通 通 不变 截止 截止
6.5.2 用555构成施密特触发器
施密特触发器
功能特点：
1.输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应
的输入电平，及输入信号从高电平下降过程中对应的
输入转换电平不同。
2.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出
电压波形的边沿变得很陡。 vO
555定时器是由于其型号的最后三位是555而命名的。世界上 各个厂家都有各自的555产品。尽管其型号各不相同，但其最后 几位都是555。
电路结构： ★
由分压器，C1、C2比较器,
基本 RS触发器， VCO
集电极开路的放电 vI1
三极管TD四部分构成。(TH)
vI2
主要原理：
(TR)
定时器的主要功能
Q=0不变， vO=0不变
vI2
vI<1/3VCC时， vC1 =1，vC2 =0， Q=1， vO =1，所以VT-=1/3VCC
VCC RD
84
5K
G1
VR1 5
－+C1vC1 & Q
6
5K
2 VR2
－+C2 5K
&
vC2 Q
G2
& G3
TD
7 1
1
3 vO
G4
电压传输特性：
vO
VT- VT+ vI
➢vI1>VR1，vI2<VR2时，
vC1=0，vC2=0，不定，
不允许
Q=Q=1，vO=1，TD截止
1
3 vO
G4
所以，CB555的功能如下表（VCO悬空时）
数字电子技术第5单元脉冲信号产生和变换电路
• 该电路的暂稳态时间即定时时间为 T=（0.7～1.3）RC
2．由或非门构成的单稳态电路
• 图5-7是由或非门构成的单稳态电路。
• 平时第二个或非门（此处连接成非门状 态）的输入端通过电阻R成为高电平，所 以它的输出是低电平。 • 该低电平又送到第一个或非门的一个输 入端B上。
图5-7 由或非门构成的于将波 形变陡峭，以形成定宽、定幅的脉冲信号。
5.2 单稳态触发器
5.2.1 分立元件微分型单稳电路
• 图5-5是一种典型的分立元件集基耦合微 分型单稳电路。 • 该电路也是由两级反相器交叉耦合而成 的正反馈电路。
图5-5 分立元件集基耦合微分型单稳电路
• 它的一部分电路结构与多谐振荡器十分 相似，另一部分电路结构又和双稳电路十 分相似，再加上该电路也有一个微分触发 电路。 • 由此可见，它是由半个无稳态电路和半 个双稳态电路组合而成的，所以该电路有 一个稳态和一个暂稳态。
4．下降时间tf
• 下 降 时 间 是 指 脉 冲 后 沿 从 0.9Um 下 降 至 0.1Um时所需要的时间，用tf来表示。
5．脉冲宽度tW
• 脉冲宽度是指从脉冲前沿0.5Um处开始， 到脉冲后沿下降到0.5Um为止的宽度，又称 为半值脉冲宽度，用tW来表示。
• 有时也可以用上升沿与下降沿0.1Um之间 的宽度来表示脉冲宽度。
图5-1 由分立元器件多谐振荡器构成的低电压土壤 缺水告知电路
• 图5-2则是由集成块双稳态电路与多谐振 荡器构成的双闪灯电路。
• 该电路中的IC1-1与IC1-2、RP1等组成了 多谐振荡器，IC2构成了双稳态电路。
图5-2 由集成块双稳态电路与多谐振荡器构成的双闪灯电路
• 除了以上两种实际应用外，单稳态触发 器、双稳态触发器、多谐振荡器电路还广 泛应用于自动控制与调节系统、自动检测 系统、汽车电子、电子仪表及其他各种数 字电子电路等方面。
数字电子技术第5章脉冲产生于整形电路
第5章 脉冲产生于整形电路
课件编辑制作：
第5章 学习目标及重点与难点
学习目标及重点与难点
学习目标
熟悉掌握555定时器的特性及工作原理。 了解多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的工作原理 及主要应用。 熟练掌握用555定时器组成多谐振荡器、施密特触发器和单 稳态触发器的典型电路结构及主要参数计算。
CMOS结构的为318V，可提供与TTL及CMOS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。目前市场上国内 外公司产品众多，但所有TTL单定时器产品型号的最后3位数码都是
555 ，双定时器产品型号的最后三位数码都是556；所有CMOS单定
时器产品型号的最后4位数码都是7555 ，双定时器产品型号的最后4 位数码都是7556，且它们的结构、工作原理基本相同，功能及外部引 脚的排列方式完全相同，一般可以互换使用。
第5章 脉冲产生与整形电路
5.2 多谐振荡器
5.2 多谐振荡器
多谐振荡器（Multi-harmonic Oscillator）是一种产生
矩形脉冲的自激振荡器，不需要外加触发信号，只要一接 通电源，就能自动产生一定频率和脉宽的矩形脉冲。由于 矩形脉冲含有丰富的谐波分量，故将矩形脉冲产生电路称 为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳 态，故又称为无稳态电路，常用来做要求不是太高的脉冲 信号源。这种振荡器的频率一般由RC定时电路决定，频率 的稳定度（fo/fo）较差。对于振荡频率稳定度要求较高的 情况，可采用石英晶体多谐振荡器。
第5章 脉冲产生与整形电路
5.2 多谐振荡器
（1）当按钮开关S未按下断开时，置零（清零）信号V4（A点电 位）为低电平，电路停振，vO为低电平，喇叭没有声音。 （2）当按钮开关S按下闭合时，VCC经D2对C4充电，A点电位（V4） 上升，并迅速升至VCC，置零（清零）信号迅即解除，电路产生多谐 振荡。由于D1将R1（10K）短接，定时电路是由R2（3K）、R3 （3K）和 C1（0.022F）组成，vO输出矩形脉冲信号的频率
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第5章 学习目标及重点与难点
学习目标及重点与难点
学习目标
熟悉掌握555定时器的特性及工作原理。 了解多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的工作原理 及主要应用。 熟练掌握用555定时器组成多谐振荡器、施密特触发器和单 稳态触发器的典型电路结构及主要参数计算。
CMOS结构的为318V，可提供与TTL及CMOS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。目前市场上国内 外公司产品众多，但所有TTL单定时器产品型号的最后3位数码都是
555 ，双定时器产品型号的最后三位数码都是556；所有CMOS单定
时器产品型号的最后4位数码都是7555 ，双定时器产品型号的最后4 位数码都是7556，且它们的结构、工作原理基本相同，功能及外部引 脚的排列方式完全相同，一般可以互换使用。
第5章 脉冲产生与整形电路
5.2 多谐振荡器
5.2 多谐振荡器
多谐振荡器（Multi-harmonic Oscillator）是一种产生
矩形脉冲的自激振荡器，不需要外加触发信号，只要一接 通电源，就能自动产生一定频率和脉宽的矩形脉冲。由于 矩形脉冲含有丰富的谐波分量，故将矩形脉冲产生电路称 为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳 态，故又称为无稳态电路，常用来做要求不是太高的脉冲 信号源。这种振荡器的频率一般由RC定时电路决定，频率 的稳定度（fo/fo）较差。对于振荡频率稳定度要求较高的 情况，可采用石英晶体多谐振荡器。
第5章 脉冲产生与整形电路
5.2 多谐振荡器
（1）当按钮开关S未按下断开时，置零（清零）信号V4（A点电 位）为低电平，电路停振，vO为低电平，喇叭没有声音。 （2）当按钮开关S按下闭合时，VCC经D2对C4充电，A点电位（V4） 上升，并迅速升至VCC，置零（清零）信号迅即解除，电路产生多谐 振荡。由于D1将R1（10K）短接，定时电路是由R2（3K）、R3 （3K）和 C1（0.022F）组成，vO输出矩形脉冲信号的频率
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（a）数字测速系统图
（b）测速系统各处的工作波形
图5-35 数字测速系统的原理
高等职业教育数字化学习中心
谢 谢！
2．施密特触发器的应用
（2）施密特触发器的幅度鉴别作用 在图5-34中，555定时器组成施密特触发器，配合其他器件组成一个能
根据环境亮度情况自动开启和关断照明灯的控制电路。K为继电器，T为三极 管，LDR是硫化镉光敏电阻。光敏电阻LDR的阻值与环境光线强度成反比，即 光线越强阻值越小，光线越弱阻值越大。RRP为可调电阻，用于调节灵敏度。
（1）第一种稳定状态输出UOH （2）第二种稳定状态输出UOL （3）回差电压
U U T U T
(5.10)
2．施密特触发器的应用
（1）施密特触发器的整形和波形变换作用 由图5-33所示的工作波形可见，若输入信号 uI 的波形不规则，通过施密特触 发器整形后，其输出是一个几乎理想的矩形波。也可以说，施密特触发器具有 波形变换的作用。施密特触发器的这种作用被广泛地应用于电子线路中。
2．施密特触发器的应用
（2）施密特触发器的幅度鉴别作用
图5-34 用施密特触发器组成的照明灯自动控制电路
至此，前面的章节将数字电路的基本器件和基本单元电路都做了介绍，利 用这些器件和单元电路可以组成各种实用的数字系统。例如，图5-35（a）所 示是数字测速系统的原理框图。通过这张图，可以将模拟电路、组合逻辑电路 和时序逻辑电路的内容有机地联系起来。图5-35（a）中非电量转换电路的作 用是将非电量转速信号转换成电信号(利用传感器)。
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主 讲：
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讲授内容
第5章： 脉冲波形的产生和整形
知识点
用555定时器组成施密特触发器
1．施密特触发器的工作原理 用555定时器组成施密特触发器有多种不同接法，这里介绍的接法如图5-33
所示。图5-33（a）所示的是555定时器组成的施密特触发器电路，图（b）是其 工作波形，图（c）是用符号表示的电路。用555定时器接成施密特触发器时，引 脚7有时可以不用。
(a)施密特触发器电路
1．施密特触发器的工作原理
(b)工作波形
(c)用符号表示的施密特触发器
图5-33 用555定时器组成施密特触发器
1．施密特触发器的工作原理
施密特触发器的两种稳定状态分பைடு நூலகம்为输出UOH（uO=1）和UOL（uO=0）。为 了分析问题方便，设输出UOH为第一稳态，设输出UOL为第二稳态。下面对照 工作波形来说明用555定时器组成的多谐振荡器的工作原理。