時(shí)定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器講述PPT課件

1、獲得脈沖的方法：1） 自激振蕩電路直接產(chǎn)生矩形脈沖。由多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn) 555 定時(shí)器是構(gòu)成多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的既經(jīng)濟(jì)又簡單實(shí)用的器件。2） 將已有波形（正弦波、鋸齒波等）整形為矩形脈沖。 由施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)第1頁/共28頁一、矩形脈沖的基本特性1. 矩形脈沖的二值性矩形脈沖二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)高、低電平1、02. 矩形脈沖的特性參數(shù)TT 脈沖周期UmUm 脈沖幅度0.5UmtWtW 脈沖寬度0.1Um0.9Umtrtr 上升時(shí)間tftf 下降時(shí)間6.1概述第2頁/共28頁脈沖電路分類脈沖電路分類：脈沖電路作用：脈沖電路作用：脈沖波形的產(chǎn)生和整形。脈沖波形的產(chǎn)生和

2、整形。脈沖電路構(gòu)成：脈沖電路構(gòu)成： 開關(guān)電路開關(guān)電路 + RC+ RC電路電路破壞電路的穩(wěn)態(tài)，破壞電路的穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生暫態(tài)。產(chǎn)生暫態(tài)?？刂茣悍€(wěn)態(tài)時(shí)控制暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的長短。間的長短。脈沖電路與數(shù)字電路的比較：脈沖電路與數(shù)字電路的比較：單穩(wěn)態(tài)電路（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）單穩(wěn)態(tài)電路（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）多諧振蕩（無穩(wěn)態(tài)）電路多諧振蕩（無穩(wěn)態(tài)）電路施密特電路（施密特觸發(fā)器）施密特電路（施密特觸發(fā)器）數(shù)字電路的信號(hào)波形也是一種脈沖波形。數(shù)字電路的信號(hào)波形也是一種脈沖波形。脈沖電路側(cè)重脈沖電路側(cè)重波形波形，數(shù)字電路側(cè)重，數(shù)字電路側(cè)重邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。第3頁/共28頁電容充放電知識(shí)復(fù)習(xí)：(1) (1) 電容兩端的電壓不能突變

3、，電容兩端的電壓不能突變，VcVc（0 0） VcVc（0 0）， 電容充放電需要時(shí)間，有過渡過程，其時(shí)間長短只與電容充放電需要時(shí)間，有過渡過程，其時(shí)間長短只與 RCRC有關(guān)有關(guān), ,工程上取工程上取33；（2 2）開始充放電（換路）瞬間，阻抗很小，相當(dāng)短路；）開始充放電（換路）瞬間，阻抗很小，相當(dāng)短路； 充放電結(jié)束，電路處于穩(wěn)態(tài)，充放電結(jié)束，電路處于穩(wěn)態(tài)，C C支路電流為支路電流為0 0，阻抗很大，阻抗很大， 相當(dāng)開路；相當(dāng)開路； （3 3）簡單）簡單RCRC電路中，各處電壓、電流均按指數(shù)規(guī)律變化；電路中，各處電壓、電流均按指數(shù)規(guī)律變化；（4 4）在簡單）在簡單RCRC電路中電路中)(tvC

4、= =)(vC- -)(vC)0(vC+ +et)()()0()(lntvvvvtCCCC- - -= =+ +或第4頁/共28頁6.2 集成555定時(shí)器及其應(yīng)用舉例定時(shí)器及其應(yīng)用舉例 555定時(shí)器是將模擬電路和數(shù)字電路集定時(shí)器是將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。它使用方便成于一體的電子器件。它使用方便, ,帶負(fù)載帶負(fù)載能力較強(qiáng)能力較強(qiáng), , 目前得到了非常廣泛的應(yīng)用。目前得到了非常廣泛的應(yīng)用。單定時(shí)器單定時(shí)器雙極型雙極型最后最后3 3位數(shù)位數(shù)555555單極型單極型最后最后4 4位數(shù)位數(shù)75557555雙定時(shí)器雙定時(shí)器雙極型雙極型最后最后3 3位數(shù)位數(shù)556556單極型單極型最后最后

5、4 4位數(shù)位數(shù)75567556型號(hào)：型號(hào)：第5頁/共28頁一、 555555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和基本功能 555555定時(shí)器的內(nèi)部電路包括以下幾部分定時(shí)器的內(nèi)部電路包括以下幾部分 : : 兩個(gè)電壓比較器兩個(gè)電壓比較器: : C1C1、C2C2 ; ;一個(gè)基本一個(gè)基本RSRS 觸發(fā)器觸發(fā)器; ; 一個(gè)晶體管一個(gè)晶體管T T；由三個(gè)相等電阻組成的分壓器由三個(gè)相等電阻組成的分壓器; ;一個(gè)反相器一個(gè)反相器等等。 1. 1.電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)第6頁/共28頁由三個(gè)相等電阻組成的分壓器由三個(gè)相等電阻組成的分壓器一個(gè)基本一個(gè)基本RS 觸發(fā)器觸發(fā)器一個(gè)晶體管一個(gè)晶體管T一個(gè)反相器一個(gè)反相器兩個(gè)電壓比較器兩個(gè)電壓

6、比較器: C1、C2v vo o+ + +- - -8 84 45 56 62 27 71 13 31 1R RR RR RRbRbD DQ QQ Q+Vcc+VccR RD D C C1 1C C2 2T T第7頁/共28頁觸發(fā)觸發(fā)輸入端輸入端閾值閾值輸入端輸入端電壓電壓控制端控制端復(fù)位端復(fù)位端電平有效電平有效放電端放電端4.54.518V18V輸出端輸出端地地v vo o+ + +- - -8 84 45 56 62 27 71 13 31 1R RR RR RRbRbD DQ QQ Q+Vcc+VccR RD D C C1 1C C2 2T T第8頁/共28頁電源電壓范圍電源電壓范圍:4

7、.5V 18V555定時(shí)器的管腳定時(shí)器的管腳圖圖12345678555VCCD TH COGND TRVoRD電電源源放放電電閾閾值值電控電控壓制壓制地地觸觸發(fā)發(fā)輸輸出出復(fù)復(fù)位位第9頁/共28頁2.2.基本功能基本功能vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2TVcc32Vcc31 三個(gè)電阻構(gòu)成的分壓器給兩個(gè)比較器提供三個(gè)電阻構(gòu)成的分壓器給兩個(gè)比較器提供基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓: : 分別為分別為 和和 。Vcc32Vcc31第10頁/共28頁vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T001導(dǎo)通,01時(shí)0 ) 1 ( T ， VoQ

8、： RD 第11頁/共28頁vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T2/3VCC1/3 VCC00011。、，導(dǎo)通,00 1 1C201C 時(shí) V31V ,V32V 1 )2(CCTRCCTH T VoQQ： RD =第12頁/共28頁vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T2VCC/3VCC/311010狀態(tài)不變。不變不變、 T VoQQ： , ; 1C211C 時(shí) V31V ,V32V 1,RD(2)CCTRCCTH=第13頁/共28頁2VCC/3VCC/310110截止。、T,1 ; 0 1 0C211C 時(shí) V

9、31V ,V32V , 1)2(CCTRCCTH VoQQ： RD=vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T第14頁/共28頁2VCC / 3VCC / 3大于大于小于小于保持保持保持保持1大于大于2VCC / 3VCC / 3大于大于10導(dǎo)通導(dǎo)通00導(dǎo)通導(dǎo)通2VCC / 3VCC / 3小于小于小于小于11截止截止閾值端閾值端觸發(fā)端觸發(fā)端THTRRD晶體管晶體管Tvo 綜合以上的分析結(jié)果綜合以上的分析結(jié)果,便可得到便可得到 555的功能表的功能表:第15頁/共28頁 555定時(shí)器應(yīng)用范圍非常廣泛，可構(gòu)成多種電路定時(shí)器應(yīng)用范圍非常廣泛，可構(gòu)成多種電路形式，

10、但最基本的電路為：形式，但最基本的電路為：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振多諧振蕩器蕩器和和施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器。其它電路基本是這。其它電路基本是這3種電路的種電路的變形。變形。二、555555定時(shí)器的基本應(yīng)用1. 1. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2. 2. 多諧振蕩器多諧振蕩器3. 3. 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器第16頁/共28頁 電路在沒有觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。電路在沒有觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)： 在外來觸發(fā)信號(hào)作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)在外來觸發(fā)信號(hào)作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài); ; 由于電路中由于電路中RC延時(shí)環(huán)節(jié)

11、的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長保持延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長保持,經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間僅取與持續(xù)時(shí)間僅取與RC參數(shù)值有關(guān)。參數(shù)值有關(guān)。6.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第17頁/共28頁 門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按電路形式不同按電路形式不同單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類分類工作特點(diǎn)劃分工作特點(diǎn)劃分第18頁/共28頁用用CMOS門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸

12、發(fā)器 1. 1. 電路電路CMOS與非門構(gòu)成的微分型與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CMOS或非門構(gòu)成的微分型或非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 穩(wěn)態(tài)為穩(wěn)態(tài)為1正脈沖觸發(fā)正脈沖觸發(fā)穩(wěn)態(tài)為穩(wěn)態(tài)為0負(fù)脈沖觸發(fā)負(fù)脈沖觸發(fā) - - + + R vO G2 & C D vI2 vC 1 Rd vI Cd G1 vd vO1 - - + + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 第19頁/共28頁電路處于一種穩(wěn)態(tài)：電路處于一種穩(wěn)態(tài)： - - + + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 R

13、d Cd vd 0 00 01 11 10 0 o =0 c =0a)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)， I=0設(shè)定設(shè)定CMOS反相器的閾值電壓反相器的閾值電壓2THDDVV 工作原理：工作原理：第20頁/共28頁b)b)外加觸發(fā)信號(hào)外加觸發(fā)信號(hào) d d =VTH產(chǎn)生如下正反饋過程：產(chǎn)生如下正反饋過程： vO vI vO1 vI2 迅速使迅速使 o1 = 0 o =1 vI 0 t vd 0 t vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 電容充電電容充電 I21 10 0 - - + + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VD

14、D vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 第21頁/共28頁c)c)電容充電電容充電, ,電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài) - - + + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 0 01 1 I2 I2 =VTH產(chǎn)生如下正反饋過程：產(chǎn)生如下正反饋過程： vI2 vO vO1 迅速使迅速使 o1 = 1 o =0電容放電電容放電 c =0vo2 vO1 vR vI 0 t vd 0 t vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw第22頁/共28頁單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、電路組成及工作原理+V

15、CCuOQ&1TDQRCuIuCuI 與 VCC/3 比較uC 與 2VCC/3 比較TD 飽和, Q = 0110101飽和： TD 截止, Q = 1110截止引起暫穩(wěn)態(tài)的原因:1. 通電的隨機(jī)過程；2. uI 從 1 0使 u2 2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持