数字电子技术 第10章 脉冲波形的产生电路

第10章
脉冲波形的产生与整形电路内容提要：
本章主要介绍多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路结构、工作原理及其应用。

它们的电路结构形式主要有三种：门电路外接RC电路、集成电路外接RC电路和555定时器外接RC电路。

10.1概述
导读:
在这一节中，你将学习：
⏹多谐振荡器的概念
⏹单稳态触发器的概念
⏹施密特触发器的概念
在数字系统中，经常需要各种宽度和幅值的矩形脉冲。

如时钟脉冲、各种时序逻辑电路的输入或控制信号等。

有些脉冲信号在传送过程中会受到干扰而使波形变坏，因此还需要整形。

获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生，产生脉冲信号的电路称为振荡器；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。

典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路三种类型。

（1）双稳态触发电路又称为触发器，它具有两个稳定状态，两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。

（2）单稳态触发电路又称为单稳态触发器。

它只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态（简称“暂稳态”），在外加触发信号作用下，可从稳定状态转换到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态，暂稳态的持续时间取决于电路的参数。

（3）多谐振荡器能够自激产生连续矩形脉冲，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。

其状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。

若对该输出波形进行数学分析，可得到许多各种不同频率的谐波，故称“多谐”。

脉冲整形电路能够将其它形状的信号，如正弦波、三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。

施密特触发器就是常用的整形电路，它利用其著名的回差电压特性来实现。

自测练习
1．获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是（）；另一种是（）。

2．触发器有（）个稳定状态，分别是（）和（）。

3．单稳态触发器有（）个稳定状态。

4．多谐振荡器有（）个稳定状态。

10.2 多谐振荡器
导读:
在这一节中，你将学习：
⏹ 门电路构成多谐振荡器的工作原理 ⏹ 石英晶体多谐振荡器电路及其优点 ⏹ 秒脉冲信号产生电路的构成方法
多谐振荡器是一种无稳态电路，它不需外加触发信号，在电源接通后，就可自动产生一定频率和幅度的矩形波或方波。

10.2.1 门电路构成的多谐振荡器
利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接就构成一个简单的多谐振荡器。

如图10-1所示，它由三个非门首尾相连而成，这个电路没有稳定状态。

从任何一个非门的输出端都可得到高、低电平交替出现的方波。

该电路的输出波形如图10-2所示。

图10-1 奇数个非门构成的多谐振荡器
假设三个非门的传输延迟时间均为t pd ，在某一时刻输出u o 由低电平0跳变为高电平1
（如图中u o 波形的箭头所示），则G 1门、G 2门和G 3门将依次翻转，经过三级门的传输延迟时间3t pd 后，使输出u o 又由高电平1跳变为低电平0。

如此循环跳变而形成矩形波。

由图10-2可见，其振荡周期为6t pd 。

这种简单的多谐振荡器周期小，频率高，且频率不易调整和不稳定，所以在实际电路中很少使用。

图10-2 图10-1电路的输出波形
u o u I
u u u o2 t t t
为了克服上述多谐振荡器的缺点，可在图10-1电路中引入RC 延迟环节，构成如图10-3所示电路。

图中R s 为限流电阻，对G 3门起保护作用。

由于R s 一般较小（100欧左右），u A 仍可看作为G 3门的输入电压。

通常RC 电路产生的延迟时间远远大于门电路本身的传输延迟时间，所以分析时可以忽略t pd 。

下面对该电路的工作原理进行简单的定性分析。

图10-3 带RC 延迟的多谐振荡器
设在t 0时刻，u I =u o 为低电平，则u o1为高电平，u o2为低电平。

此时u o1经电容C 、电阻R 到u o2形成电容的充电回路。

随着充电过程的进行，电容C 上的电压逐渐增大，A 点的电压相应减小，当接近门电路的阈值电压U TH 时，形成下述正反馈过程：
u A ↓→u o ↑→u o1↓
正反馈的结果，使电路在t 1时刻，u I =u o 变为高电平，则u o1为低电平，u o2为高电平。

考虑到电容电压不能突变，在u o1由高电平变为低电平时，A 点电压出现下跳，其幅度与u o1的变化幅度相同。

此时u o2经电阻R 、电容C 到u o1形成电容的放电回路。

随着放电过程的进行，A 点的电压逐渐增大，当接近门电路的阈值电压时，形成下述正反馈过程：
u A ↑→u o ↓→u o1↑
正反馈的结果，使电路在t 2时刻，返回到u I =u o 为低电平，u o1为高电平，u o2为低电平的状态，同样考虑到电容电压不能突变，在u o1由低电平变为高电平时，A 点电压出现上跳，其幅度与u o1的变化幅度相同。

此后，电路重复上述过程，周而复始地从一个暂稳态转换到另一个暂稳态，从而在G 3门的输出端得到连续的方波。

该电路的工作波形如图10-4所示。

由上述分析可看出，多谐振荡器的两个暂稳态之间的转换过程是通过电容C 的充、放电作用来实现的。

电容C 的充、放电作用又集中反映在图10-3中电压u A 的变化上，因此A 点电压的变化是决定电路工作状态的关键。

通过定量计算（在此略去计算过程）可得该电路的振荡周期为：
2ln(
)TH OH TH OH
TH OH TH
U U U U T RC U U U -+≈⋅- （10.1）
u I
图10-4 图10-3电路的工作波形
10.2.2 采用石英晶体的多谐振荡器
上述多谐振荡器的振荡周期或频率不仅与时间常数RC 有关，而且还取决于门电路的阈值
电压U TH 。

由于U TH 本身易受温度、电源电压及干扰的影响，因此频率稳定性较差，不能适应频率稳定性要求较高的电路。

在对频率稳定性要求较高的电路中，通常采用频率稳定性很高的石英晶体振荡器。

石英晶体的选频特性非常好，具有一个极为稳定的串联谐振频率s f 。

而s f 只由石英晶体的结晶方向和外尺寸所决定。

目前，具有各种谐振频率的石英晶体（简称“晶振”）已被制成标准化和系列化的产品出售。

图10-5给出了两种常见的石英晶体振荡器电路。

图10-5（a ）中，电阻R 的作用是使反相器工作在线性放大区，对于TTL 门电路，其值通常在0.5～2K Ω之间；对于CMOS 门电路，其值通常在5～100M Ω之间。

电容C 用于两个反相器之间的耦合，电容C 的大小选择应使其在频率为s f 时的容抗可以忽略不计。

该电路的振荡频率即为s f ，而与其它参数无关。

在图10-5（b ）中，反相器G 1用于振荡，10M Ω电阻为反相器G 1提供静态工作点。

石英晶体和两个电容C 1、C 2构成了一个π型网络，用于完成选频功能。

电路的振荡频率仅取决于石英晶体的谐振频率s f 。

为了改善输出波形，增强带负载能力，通常在该振荡器的输出端再接一个反相器G 2。

石英晶体振荡器的突出优点是具有极高的频率稳定度，且工作频率范围非常宽，从几百赫兹到几百兆赫兹，多用于要求高精度时基的数字系统中。

u A U u u u t
t
t
t
（a ） （b ）
图10-5 石英晶体多谐振荡器
例10-1秒脉冲信号产生电路的设计。

解：实用的秒脉冲信号产生电路一般均采用图10-5中的两种电路形式。

为了得到1Hz 的秒脉冲信号，一种是在图10-5（a ）电路基础上稍作改动，得到如图10-6所示的电路。

图中晶振的谐振频率为4MHz ，故输出电压u o2的频率为4MHz ，该信号经一个4×106分频电路后得到1Hz 的秒脉冲信号u o 。

分频电路可利用集成计数器实现。

图10-6 秒信号产生电路(1)
另一种是在图10-5（b ）电路基础上增加一片集成电路CD4060而得到如图10-7（a ）所示的电路。

CD4060是一个14位二进制串行计数器的CMOS 集成电路，其内部包含用于构成多谐振荡器的两个反相器以及一个14级二分频器，如图中虚线框所示，应用电路如图10-7（b ）所示。

图中晶振的谐振频率为32768Hz ，经内部的14级二分频器后，从Q 4~ Q 10和Q 12~ Q 14
各输出端可分别得到频率为2048 Hz ，
1024 Hz ，512 Hz ，256 Hz ，128 Hz ，64 Hz ，32 Hz ，8 Hz ，4 Hz 和2 Hz 的脉冲信号。

将2Hz 信号再经一个外接的二分频电路即可得到1Hz 的秒脉冲信号。

C 秒信号 C 1
10M Ω
（a ）
（b ）
图10-7 秒信号产生电路(2)
自测练习
1．多谐振荡器（ ）（需要，不需要）外加触发脉冲的作用。

2．利用门电路的传输延迟时间，将（ ）（奇数，偶数，任意）个非门首尾相接就构成一个简单的多谐振荡器。

3．多谐振荡器的两个暂稳态之间的转换是通过（ ）来实现的。

4．石英晶体振荡器的振荡频率由（ ）（R ，C ，晶振本身的谐振频率s f ）决定。

5．石英晶体振荡器的两个优点是（ ）和（ ）。

10.3 单稳态触发器
导读：
在这一节中，你将学习： ● 单稳态触发器的工作特点
● 门电路构成单稳态触发器的工作原理 ● 不可重复触发和可重复触发的区别
● 集成单稳态触发器74LS121和74LS122的使用方法
● 单稳态触发器在波形整形、定时和延时等方面的应用方法
秒信号
C 1
R
C 1
2Hz 输出
单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。

当外加触发信号时，单稳态触发器从稳定状态转换到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，由于电路中所包含的电容元件的充放电作用，电路自动返回到稳定状态，因此这种电路称为“单稳”。

暂稳态维持的时间取决于电路本身的参数，而与外触发信号的宽度无关。

根据单稳态触发器的这些特点，数字系统常用它构成整形、脉冲展宽、延时和定时（产生一定宽度的方波）等电路。

10.3.1 门电路构成的单稳态触发器
1．电路结构
由门电路和RC元件组成的单稳态触发器电路形式较多。

一个电阻和一个电容元件可以组成积分电路或者微分电路，因此，由门电路和RC元件可组成积分型单稳态触发器和微分型单稳态触发器。

图10-8所示电路就是微分型单稳态触发器的电路形式之一。

电路中电阻R的值小于门电路的关门电阻值，即R<R OFF。

图10-8微分型单稳态触发器
2．工作原理定性分析
分析单稳态触发器的工作原理，就是分析如何在外触发信号的作用下，电路由稳态进入暂稳态，然后又如何在电容充放电的作用下，自动返回到稳定状态。

（1）在图10-8所示电路中，输入信号u I在稳态下为高电平。

考虑到R<R OFF，所以稳态时u I2为低电平，则u o为高电平。

与非门G1的两个输入端均为高电平，所以，u o1为低电平，电容C两端的电压近似为0V。

只要输入信号保持高电平不变，电路就维持在u o1为低电平，u o为高电平这一稳定状态。

（2）假设在t1时刻，输入端有一负脉冲信号出现，即外加触发信号开始作用，则与非门G1的输出u o1变为高电平。

由于电容C两端的电压不能突变，故u I2随u o1跳变为高电平，u o跳变为低电平。

该低电平反馈到G1的输入端，使u o1仍维持在高电平。

电路处于u o1为高电平、u o为低电平的暂稳状态。

在暂稳态期间，经电容C和电阻R到地形成充电回路，电容C开始充电，随着充电过程的进行，u I2逐渐下降。

当接近门电路的阈值电压U TH时（设此时触发脉冲已消失），出现下
述正反馈过程：
u I2↓→u o↑→u o1↓
此正反馈的结果，使电路自动返回到u o1为低电平，u o为高电平的稳定状态。

电容开始放电，为下一次触发作准备。

其工作波形如图10-9所示。

该图中，t W为暂稳状态的维持时间，通过定量计算（在此略）可知其大小与R、C的大小成正比。

需要说明的是，上述工作波形是在假定输入触发信号的脉冲宽度小于t W 的条件下得到的。

如果这个条件不满足，电路就无法正常工作。

对于宽脉冲触发的输入信号，只要在其输入电路前增加一个简单的RC 微分电路,来实现宽脉冲到窄脉冲的变换即可。

图10-9 微分型单稳态触发器的工作波形 10.3.2 集成单稳态触发器
由门电路和RC 元件构成的单稳态触发器电路简单，但输出脉宽的稳定性差，调节范围小，且触发方式单一。

因此在数字系统中，广泛使用集成单稳态触发器。

单片集成单稳态触发器只需要外接RC 元件就可方便使用，而且有多种不同的触发方式和输出方式。

目前使用的集成单稳态触发器有不可重复触发和可重复触发之分，不可重复触发的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳态之后，即使再有触发脉冲作用，电路的工作过程也不受其影响，直到该暂稳态结束后，它才接受下一个触发而再次进入暂稳态。

可重复触发单稳态触发器在暂稳态期间，如有触发脉冲作用，电路会被重新触发，使暂稳态继续延迟一个t W 时间。

两种单稳态触发器的工作波形如图10-10所示。

U
u u u
t
t
t u t
u I u
（a ）不可重复触发的单稳态触发器工作波形
（b ）可重复触发的单稳态触发器工作波形
图10-10 两种单稳态触发器的工作波形
集成单稳态触发器中，74121、74LS121、74221、74LS221等是不可重复触发的单稳态触发器。

74122、74123、74LS123等是可重复触发的单稳态触发器。

下面以不可重复触发的单稳态触发器74LS121为例加以介绍。

(a) 引脚图 (b) 逻辑符号
图10-11 单稳态触发器74LS121
74LS121单稳态触发器的引脚图和逻辑符号如图10-11(a )、(b )所示， 外接电阻R ext 的取值范围为2k Ω~40k Ω，外接电容C ext 取值为10pF~1000μF 。

C ext 接在10、11脚之间，R ext 接在11和电源U CC （14脚）之间，此时9脚开路。

当需要电阻较小时，可以直接使用阻值约为2k Ω的内部电阻R int ，此时将R int 接U CC ，即9、14脚相接。

它的输出脉宽为：
0.7W t RC （10.2）
式（10.2）中的R 可以是R ext ，也可以是芯片的内部电阻R int 。

其功能表如表10-1所示。

74LS121的主要功能如下：
（1）电路在输入信号A 1、A 2、B 的所有静态组合下均处于稳态Q =0，Q =1。

（2）有两种边沿触发方式。

输入A 1或A 2是下降沿触发，输入B 是上升沿触发。

从功能表可见，当A 1、
t
u I
u o
t w
1Q 2NC 3A 14A 25B 6Q 7GND 74LS12114U CC 13NC 12NC 11R ext /C ext
10C ext
9R int 8NC (a )74LS121A 1A 2B (9)(10)(11)
int ext ext ext
(b )
A 2或
B 中的任一端输入相应的触发脉冲，则在Q 端可以输出一个正向定时脉冲，Q 端输出一个负向脉冲。

表10-1 74LS121功能表
10.3.3 单稳态触发器的应用
1．脉冲整形
脉冲信号在传输过程中，常会因干扰导致波形的变化。

由于74LS121内部采用了施密特触发（下节介绍）输入结构，故对于边沿较差的输入信号也能输出一个宽度和幅度恒定的矩形脉冲。

利用这一特点，可将宽度和幅度不规则的脉冲整形为规则的脉冲，如图10-12所示。

图10-12 脉冲整形波形
2．定时控制
利用单稳态触发器能够输出一定宽度t W 的矩形脉冲这一特性，去控制某一系统，使其在t W 时间内动作（或不动作），从而起到定时控制的作用。

如图10-13所示，在定时时间t W
u t
u
t
内，D 端输出脉冲信号，而在其他时间，D 端不输出脉冲信号。

(a) 逻辑图 (b) 工作波形
图10-13 脉冲定时控制
3．脉冲延时
脉冲延时一般包括两种情况，一是边沿延时，如图10-14（a ）所示，输出脉冲信号的下降沿相对于输入脉冲信号的下降沿延时了t W ；二是脉冲信号整体延时一段时间，如图10-14（b ）所示。

第一种情况利用一个单稳态触发器即可实现，第二种情况可采用两个单稳态触发器来实现。

其中，第一个单稳态触发器采用上升沿触发，其输出脉冲宽度等于所要求的延时时间；第二个单稳态触发器采用下降沿触发，并使其输出脉冲宽度等于第一个单稳态触发器输入脉冲的宽度即可。

(a) 下降沿延时t W (b) 脉冲延时t D
图10-14 脉冲延时
A
B C D
A
D u t
u u I u u t
t t
自测练习
1．单稳态触发器有（ ）个稳定状态和（ ）个暂稳态。

2．单稳态触发器（需要，不需要）外加触发脉冲的作用。

3．单稳态触发器的暂稳态持续时间取决于（ ），而与外触发信号的宽度无关。

4．为了使单稳态触发器电路正常工作，对外加触发脉冲的宽度要求是（ ）。

5．74LS121是（ ）（可重复触发，不可重复触发）单稳态触发器，74LS123是（ ）（可重复触发，不可重复触发）单稳态触发器。

6．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，外接电容 C ext 接在（ ）脚和（ ）脚之间，外接电阻R ext 接在（ ）脚和（ ）脚之间。

它的输出脉宽为（ ）。

7．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，若要求外加触发脉冲为上升沿触发，则该触发脉冲应输入到（ ）（3、4、5）脚。

8．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，若要求外加触发脉冲为下降沿触发，则该触发脉冲应输入到（ ）（3、4、5）脚。

10.4 施密特触发器
导读：
在这一节中，你将学习：
● 施密特触发器的电压传输特性
● 施密特触发器进行波形变换的工作原理 ● 施密特触发器进行波形整形的工作原理 ● 施密特触发器构成多谐振荡器的工作原理
10.4.1概述
施密特触发器能够把不规则的输入波形变成良好的矩形波。

如：用正弦波去驱动一般的门电路、计数器或其它数字器件，将导致逻辑功能不可靠。

这时可将正弦波通过施密特触发器变成矩形波输出。

施密特触发器的输出与输入信号之间的关系可用电压传输特性表示，如图10-15所示，图中同时给出了它们的逻辑符号。

从图10-15可见，传输特性的最大特点是：该电路有两个稳态：一个稳态输出高电平V OH ，另一个稳态输出低电平V OL 。

但是这两个稳态要靠输入信号电平来维持。

施密特触发器的另一个特点是输入输出信号的回差特性。

当输入信号幅值增大或者减少时，电路状态的翻转对应不同的阈值电压V T+ 和V T-，而且V T+ >V T-，V T+ 与V T- 的差值被称作回差电压。

(a) 反相输出传输特性 (b) 同相输出传输特性
u o
u I
T+T-V
u o u I
T+T-V V V
(c) 施密特触发反相器逻辑符号 (d) 施密特触发器逻辑符号
图10-15施密特触发器的电压传输特性
由门电路可构成施密特触发器，但其具有阈值电压稳定性差，抗干扰能力弱等缺点，不能满足实际数字系统的需要。

而集成施密特触发器以其性能一致性好，触发阈值电压稳定、可靠性高等优点，在实际中得到广泛的应用。

TTL 集成施密特触发器有74LS13、74LS14、74LS132等。

74LS13为施密特触发的双四输入与非门，74LS14为施密特触发的六反相器，74LS132为施密特触发的四两输入与非门。

CMOS 集成施密特触发器有74C14、74HC14等。

10.4.2施密特触发器的应用
1．波形变换
利用施密特触发输入反相器可以把正弦波、三角波等变化缓慢的波形变换成矩形波，如图10-16所示。

图10-16 波形变换 2．脉冲整形
有些信号在传输过程中或放大时往往会发生畸变。

通过施密特触发器电路，可对这些信号进行整形，作为整形电路时，如果要求输出与输入相同，则可在上述施密特触发输入反相器之后再接一个反相器。

整形波形如图10-17所示。

图10-17 脉冲整形
u
u t
t
u u t
t
3．幅度鉴别
施密特触发器的翻转取决于输入信号是否大于V T+ 和是否小于V T-。

利用这一特点可将它作为幅度鉴别电路。

如：一串幅度不等的脉冲信号输入到施密特触发器，则只有那些幅度大于V T+的信号才会在输出形成一个脉冲。

而幅度小于V T+的输入信号则被消去，如图10-18所示。

图10-18 脉冲幅度鉴别
4．构成多谐振荡器
图10-19给出了由7414施密特触发器构成的多谐振荡器。

该电路非常简单，仅有两个施密特触发器、一个电阻和一个电容组成。

该电路的工作原理如下：
图10-19 施密特触发器构成的多谐振荡器
接通电源瞬间，电容C 上的电压为0，因此输出u o1为高电平。

此时u o1通过电阻R 对
电容C 充电，电压u I 逐渐升高。

当u I 达到V T+时，施密特触发器翻转，输出u o1为低电平。

此后电容C 又通过R 放电，u
I 随之下降。

当u I 降到V T-时，触发器又发生翻转。

如此周而复始地形成振荡。

其输出波形如图10-20所示。

图10-20 多谐振荡器输出波形
V V u u t
t
u I u o2
V T-
V T+t
t u
u
该电路的工作频率由充放电回路的电阻和电容值确定。

由于TTL反相器具有一定的输入阻抗，它对电容的放电影响较大，因此放电回路的电阻值不能太大，否则放电电压将不会低于触发器的下限触发电平V T-。

通常放电回路的电阻取值小于1kΩ，如果需要改变输出信号的频率，可以通过改变电容值来实现。

其输出的振荡频率为：
0.7/
f RC
(10.3)
图10-19电路中的第二个施密特触发器主要用于改善输出波形，提高驱动负载的能力，以避免影响振荡器的工作。

该电路也可以使用CMOS集成施密特触发器74C14来代替7414。

由于CMOS反相器的输入阻抗非常高（近似为10MΩ），CMOS触发器的输入端对放电回路的影响非常小，因此充放电回路的电阻和电容可以取任何值。

另外，CMOS施密特触发器采用＋5V供电时，回差电压为2V(TTL施密特触发器典型值为1V)，如果供电电压提高，则其回差电压还可以增加。

自测练习
1．施密特触发器的特点是，输入信号幅值增大时的触发阈值电压和输入信号幅值减少时的触发阈值电压（）（相同，不相同）。

2．典型施密特触发器的回差电压是（）伏。

3．利用施密特触发器可以把正弦波、三角波等波形变换成（）波形。

4．在图10-19所示电路中，如果需要产生2kHz的方波信号，其电容值为（）。

5．在图10-19所示电路中，充电时间（）（大于，小于，等于）放电时间。

6．在图10-19所示电路中，RC回路的电阻值要小于（），原因是（）。

如果使用10 kΩ电阻，则发生的现象是（）。

7．使用集成电路手册查找74HC14芯片，当电源供电电压为10V时，该施密特触发器的上、下限触发阈值电压分别为（）和（）。

10.5555定时器及其应用
导读：
在这一节中，你将学习：
●555定时器的内部电路结构及工作原理
●555定时器的逻辑功能
●555定时器构成施密特触发器的工作原理
●555定时器构成单稳态触发器的工作原理
●555定时器构成多谐振荡器的工作原理
555定时器是一种用途广泛的数字、模拟混合的中规模集成电路，通过外接少量元件，它可方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。

用于信号的产生、变换、控制与检测。

常用的555定时器有TTL和CMOS两类，它们的引脚编号和功能都是一致的。

10.5.1电路组成及工作原理
1．电路内部结构
图10-21是555定时器结构的简化原理图和引脚编号。

由电路原理图可见，该集成电路由以下几个部分组成：三个5kΩ电阻组成的电阻分压电路、两个电压比较器C1和C2、一个
由与非门组成的基本RS触发器和一个放电三极管T。

比较器C1的参考电压为2
3CC
V(同相
端)，比较器C 2的参考电压为13
CC V (反相端)。

编号555的来历是因该集成电路的基准电压由三个5k Ω电阻分压产生。

图10-21 555定时器原理图和引脚编号
2.电路工作原理
555定时器的功能主要取决于比较器，比较器的输出控制着RS 触发器和三极管T 的状态。

R D 为复位端。

当R D ＝0时，输出u O ＝0，T 管饱和导通。

此时其它输入端的状态对电路无影响。

正常工作时，应将R D 接高电平。

5脚为控制电压输入端。

当5脚悬空时，比较器C 1、C 2的基准电压分别是2
3CC V 和13
CC V 。

这时，为了滤除高频干扰，提高比较器参考电压的稳定性，通常将5脚通过0.01μF 电容接地。

如果5脚外接固定电压u IC ，则比较器C 1、C 2的基准电压为u IC 和12
IC u 。

由图10-21可知，若5脚悬空，则工作原理如下： （1）当623I CC u V <
，21
3I CC u V <时，比较器C 1、C 2分别输出高电平和低电平，即R=1，S=0，使基本RS 触发器置1，放电三极管T 截止，输出u O ＝1。

（2）当623I CC u V <
，21
3I CC u V >时，比较器C 1、C 2的输出均为高电平，即R=1，S=1。

RS 触发器维持原状态，使输出u O 保持不变。

（3）当623I CC u V >
，21
3I CC u V >时，比较器C 1输出低电平，比较器C 2输出高电平，即R=0，S=1，基本RS 触发器置0，放电三极管T 导通，输出u O ＝0。

（4）当623I CC u V >
，21
3
I CC u V <时，比较器C 1、C 2均输出低电平，即R=0，S=0。

这。