4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算市公開課一等獎省賽課獲獎課件

4、掌握由555定時器組成多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標計算。1、正確了解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器電路組成及工作原理。2、掌握MSI器件邏輯功效及主要指標計算。3、掌握555定時器工作原理。教學基本要求4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第1頁

電容將按逆時針方向經(jīng)RC電路放電，并逐步衰減為零。設電容放電時初始電壓為vC(0)，則電容放電電壓 當開關擲向位置3時，開關在位置1時設電容C上初始電壓為零,電容將按指數(shù)規(guī)律充電，趨向電壓VCC值。電容充電速率取決于RC乘積。放電路徑

電容器充放電4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第2頁①電路在沒有觸發(fā)信號作用時處于一個穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作特點：8.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器②在外來觸發(fā)信號作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài);③因為電路中RC延時步驟作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長保持,經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)連續(xù)時間僅取與RC參數(shù)值相關。I工作波形OIO4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第3頁8.1.1CMOS門電路組成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路CMOS與非門組成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CMOS或非門組成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器穩(wěn)態(tài)為0正脈沖觸發(fā)穩(wěn)態(tài)為1負脈沖觸發(fā)

4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第4頁2.工作原理0=0vIa)沒有觸發(fā)信號時，1電路處于一個穩(wěn)態(tài)：o=0c=00`vO1vOv12vIvDDvDDttt1tt4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第5頁vO1vOvI2vDDvDDttvTHtwt1t2110tb)外加觸發(fā)信號當vd

-

vd=VTH電路進入暫穩(wěn)態(tài)=1vO電路進入暫穩(wěn)態(tài)=0vO1電容充電,此狀態(tài)不能長久維持vItvdt產(chǎn)生以下正反饋過程4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第6頁vO1vOvI2vDDvDDttvtht1t2tc)電容充電,電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回到穩(wěn)態(tài)

vI2

-vI2=VTHC充電電路返回到穩(wěn)態(tài)011vdvI104、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第7頁tw≈0.7RC

（1）輸出脈沖寬度tw(2)恢復時間tretre3d

(3)最高工作頻率

fmax

3、主要參數(shù)計算vC(0+)=0；vC()=VDD=RC,VTH

=VDD/24、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第8頁vOvItwtwvOvItwtw不可重復觸發(fā)可重復觸發(fā)被重復觸發(fā)沒有被重復觸發(fā)8.1.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第9頁

1.不可重復觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器≥1G8G4G1G2G3G5G6G7G9&&B&&&1111RintRintCext/RextA1A2a觸發(fā)信號控制電路微分型單穩(wěn)觸發(fā)器輸出緩沖電路8.1.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路連接：R：外接電阻或采取內(nèi)部電阻C：外接電阻容VCCVCC4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第10頁≥1G8G4G1G2G3G5G6G7G9&&B&&&1111RextRintCextRintCext/RextA1A2a1000輸出脈沖寬度：tw≈0.7RC電路不可重復觸發(fā)特征(1)工作原理在暫穩(wěn)態(tài)期間即使有觸發(fā)信號輸入,但因為G4門在此期間關閉，不會被再次觸發(fā)。暫穩(wěn)態(tài):

Q=1Q=0電路一但進入暫穩(wěn)態(tài)，a就跳變?yōu)榈碗娖?，使單穩(wěn)觸發(fā)脈沖很窄確保了當輸入脈沖大于tW時，單穩(wěn)態(tài)正常工作?！?0×111114、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第11頁74121功效表HHA1A2BQLHLLHLLLHHHLHHHHHHLL不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變A1、A2中有一個或兩個為低電平，在B端輸入上升沿時電路被觸發(fā)B

和A1、A2、中有一個或兩個為高電平，輸入端有一個或兩個下降沿時電路被觸發(fā)4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第12頁8.1.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用1.定時

tw該電路可用于頻率計

vI

VOH

0

twtvB

VOH

0

t

tPo

t

vA

VOH

0

t

vO

VOH

0

計數(shù)器

4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第13頁

2.延時4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第14頁RCCextCext/Rext74121vovccBA1A2vIC1DR4.組成噪聲消除電路

單穩(wěn)觸發(fā)器輸出脈寬應大于噪聲寬度而小于信號脈寬，才可消除噪聲。如用I作為下降沿觸發(fā)計數(shù)器觸發(fā)脈沖,干擾加入,就會造成計數(shù)錯誤.(D\R)CP4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第15頁8.2施密特觸發(fā)器1、施密特觸發(fā)器電壓傳輸特征及工作特點：①施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當輸入信號到達某一定電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。②電路有兩個閾值電壓。輸入信號增加和降低時，電路閾值電壓分別是正向閾值電壓（VT+）和負閾值電壓（VT-）。vovIvovI同相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器VT+VT_4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第16頁I11、電路組成2、工作原理R1<R2I為三角波假定：8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器利用“G1門輸入點電流為零”可得到：4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第17頁

108

6

4

2

0

vI/V

2

4

6

8

10

VOH≈VDD

vO/V

B

vI100(2)當vI1=VTH，電路發(fā)生正反饋：1(1)I上升

vI↑

vI1↑

vO1

vO↑

當vI1=0，=0VvOvO

=VOH=VDD正向閾值電壓(VT+):I值在增加過程中，使輸出電壓產(chǎn)生跳變時所對應vI值只要vI1

<VTH，則保持=0VOVTH8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器2、工作原理4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第18頁vI11當vI1=Vth，電路產(chǎn)生以下正反饋：

(4)當vI下降，vI1也下降0(3)

vIVth電路維持不變

vO=VOH只要vI1

>Vth，則保持輸出為0vI值在降低過程中，使輸出電壓產(chǎn)生跳變時所對應vI值稱為負向閾值電壓VT-

vO1

vO

vI

vI1vO＝08.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器2、工作原理4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第19頁vI

VT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD工作波形傳輸特征曲線vI1vovI8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器3、傳輸特征曲線4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第20頁（1）波形整形及變換VT+VT_T+T-電路輸出信號頻率與輸入信號頻率關系？怎樣改變電路輸出信號占空比？8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器4、應用4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第21頁vovIvovT2vT1ttt

vovI（2）消除干擾信號合理選擇回差電壓，可消除干擾信號。8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器4、應用4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第22頁

傳輸線上電容較大傳輸線長，接收端阻抗與傳輸線阻抗不匹配8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器（2）消除干擾信號4、應用4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第23頁oυI（3）幅值判別4、應用8.2.1用CMOS門電路組成施密特觸發(fā)器4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第24頁

開關電路

RC延時步驟三、多諧振蕩器基本組成開關器件：產(chǎn)生高、低電平反饋延遲步驟（RC電路）：利用RC電路充放電特征實現(xiàn)延時，輸出電壓經(jīng)延時后,反饋到開關器件輸入端，改變電路輸出狀態(tài),以取得所脈沖波形輸出。概述8.3多諧振蕩器4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第25頁8.3.1由CMOS門電路組成多諧振蕩器

1.電路組成

vI

D1

D2

TP

TN

vO1

R

C

D4

D3

TP

TN

vO2

G1

G2

+VDD

VC多諧振蕩器.υo=0,υo1=1時,電容充電,υI增加;υo=1,υo1=0時,電容放電,υI下降;υo1與υo反相,電容接在υo與υI之間:4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第26頁

2.工作原理假定

電路初態(tài)：=1vO1=0vO2vC=0V電容充電vCvIvI當=Vth時，快速使G1導通、G2截止，電路進入第二暫態(tài)vO2=1vO1=0=0vO1=1vO2（1）第一暫穩(wěn)態(tài)（初態(tài)）電容充電，電路自動翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài)VCt1

t2

t

t

vIVDDVth0vO2VDD0vIvO1vO24、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第27頁（2）第二暫穩(wěn)態(tài)電容放電，電路自動翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)電容放電vCvIvI當=Vth時，G1截止、G2導通，電路返回第一暫穩(wěn)態(tài)vO2=0vO1=1t1

t

vIVDD+Vth0vO2VDD0VCt2.工作原理vIvO1vO4、掌握由555定時器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標的計算。第28頁

t1t2

t