單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工程應(yīng)用

1、作者簡介：劉曉陽（1980，男，山東濟(jì)南人，濟(jì)南職業(yè)學(xué)院電子系助教。2006年2月第1期（總第52期濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) Journal of Ji nan V ocatio nal C ollegeFeb.2006N o.1（Serial N o.52 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工程應(yīng)用劉曉陽（濟(jì)南職業(yè)學(xué)院電子系,山東濟(jì)南250001摘 要:該文對單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性作了簡要的說明，主要介紹了兩個(gè) 具有代表性的工程應(yīng)用實(shí)例，結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，可用于理論分析或投入實(shí)際操 作。關(guān)鍵詞:單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；定時(shí)控制；失脈沖檢測；工程應(yīng)用中圖分類號:T N609文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種常見的脈沖信號整形電路

2、RIM U8q+9V，輸出電平有一個(gè)穩(wěn)態(tài)（可以是o態(tài)或1態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。無外加觸發(fā)信號時(shí)，電 路處于穩(wěn)態(tài)并一直保持不變，在外部觸發(fā)信號的激勵(lì)下，電路的輸出翻轉(zhuǎn)為與穩(wěn)態(tài)電 平相反的暫穩(wěn)態(tài)，持續(xù)一定的時(shí)間后自動(dòng)回復(fù)穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間由電路自身的參數(shù) 決定?；谶@一特性，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常應(yīng)用于定時(shí)控制和失脈沖檢測。下面列舉兩 個(gè)具有代表性的實(shí)例。一、觸摸定時(shí)開關(guān)觸摸式延時(shí)開關(guān)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于樓梯走道的照明電路，結(jié)構(gòu)簡單、使用方 便、節(jié)電效果好。圖1所示是利用一片NE555集成電路接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，以引腳 2和引腳3分別作為信號的輸入端和輸出端，以穩(wěn)態(tài)控制電燈熄滅、暫穩(wěn)態(tài)控制電燈 點(diǎn)亮，由此實(shí)現(xiàn)觸摸定時(shí)

3、功能。圖中的K為金屬觸摸片。初始狀態(tài)下 K端懸空，電容C 1通過NE555引腳7放電而無法聚積電荷，金屬片K上無感應(yīng)電壓。此時(shí)引腳3輸出為低電平,繼電器T釋放，開關(guān)T -1斷開，電燈不亮。當(dāng)需要開燈時(shí)，用手觸碰一下金屬片K,人體感應(yīng)的雜 波信號電壓由C2加至電路的觸發(fā)信號輸入端，引起集成電路內(nèi)部觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。引 腳3輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑^電器T吸合，開關(guān)T -1閉合，電燈點(diǎn)亮。同時(shí)，引腳7 內(nèi)部截止，電源開始通過R對C 1充電，定時(shí)開始。圖1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成觸摸定時(shí)開關(guān)電路圖經(jīng)過一定的時(shí)間后，當(dāng)電容C 1上的電壓升至電源電壓的2/3時(shí),集成電路內(nèi)部 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，引腳3輸出由高電平變回低電平，

4、繼電器釋放，電燈熄滅，定時(shí)結(jié)束。同 時(shí),NE555引腳7導(dǎo)通使C 1放電，放電過程對引腳3的輸出狀態(tài)無影響，放電完畢后 電路又回復(fù)到前述的初始狀態(tài)。電路的定時(shí)長度由C 1和R確定,約為1.1RC 1。經(jīng)計(jì)算,圖1所示電路的定時(shí) 時(shí)間是242s約合4min。圖中VD的作用是對繼電器進(jìn)行穩(wěn)壓保護(hù),可選用1N4148 或1N4001型。C 3是為了旁路高頻干擾。二、失脈沖檢測電路14?失脈沖檢測電路可對系統(tǒng)進(jìn)行故障監(jiān)控，目前應(yīng)用非常廣泛，如醫(yī)療儀器中用于 監(jiān)視心臟病人的心跳、脈搏，電力系統(tǒng)中監(jiān)控發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)速度等等。實(shí)際應(yīng)用中 該電路可以由計(jì)數(shù)器或者可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。所謂可重復(fù)觸發(fā)，是指單

5、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)期間，如有新的觸發(fā)信號輸入，則暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間自該輸入時(shí)刻重新 起算。因此，若觸發(fā)信號重復(fù)輸入，則電路可以長期處于暫穩(wěn)態(tài)。圖2所示即是利用 一片可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成電路 74122,對微處理器（MPU實(shí)施監(jiān)控。JITC1/0接I丨MPURwct 端圖2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成失脈沖檢測電路圖圖中74122采用外部定時(shí)電阻連接方式，R、C分別是外接定時(shí)電阻和外接定時(shí) 電容。組合輸入端A1、A2接地,B1和Q分別作為信號輸入端和輸出端，其中B1為 上升沿觸發(fā)。R D是清零端，低電平有效。開關(guān)S閉合后,74122結(jié)束清零狀態(tài)開始 工作。當(dāng)MPU正常工作時(shí)，循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的主程序定時(shí)通過特定的I/

6、O接口對B1發(fā)送 觸發(fā)信號。因信號發(fā)送周期小于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間，電路持續(xù)處于暫穩(wěn)態(tài),Q端持續(xù)輸出高 電平。一旦出現(xiàn)外界干擾或系統(tǒng)內(nèi)部故障，造成MPU的觸發(fā)信號不再發(fā)出或者發(fā)出 周期突變而超過了暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間，電路便在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后回復(fù)穩(wěn)態(tài)，使內(nèi)部觸發(fā)器發(fā)生 翻轉(zhuǎn)，在Q端輸出低電平。這個(gè)低電平輸入 Reset端強(qiáng)迫MPU自動(dòng)復(fù)位。電路暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間由C和R確定，約為0.7RC。圖中R S為限流電阻。三、小結(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有從暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)回復(fù)的特性，因而在自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有多種方法，最常用的是直接選取集成單穩(wěn)態(tài)芯片或用555時(shí)基電路實(shí)現(xiàn)。其中不同型號的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對外接阻容元件參數(shù)都有一定

7、限制 使用時(shí)應(yīng)參考產(chǎn)品手冊。參考文獻(xiàn)1 鄭鳳翼電工識圖M.北京:人民郵電出版社，2000.2 于曉平.數(shù)字電子技術(shù)M.北京:科學(xué)出版社,2004.3 張申科，崔葛瑾.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:電子工業(yè)出版社,2005.(責(zé)任編輯:王振平(上接第33頁伍人山東地區(qū)史前文化發(fā)展及相關(guān)問題J.文物,1982,(10.韓榕.膠東史前文化初探C.山東史前文化論文集.濟(jì)南:齊魯書社，1986.嚴(yán)文明.膠東原始文化初探C.山東史前文化論文集.濟(jì)南:齊魯書社,1986.欒豐實(shí).東夷考古M.第82頁濟(jì)南:山東大學(xué)出版社,1996.2 李步青山東蓬萊發(fā)現(xiàn)打制石器J.考古,1983,(1.3 新華社山東長島發(fā)現(xiàn)古人類化石N.光明日報(bào),198815.4 山東省博物館山東蓬萊紫荊山遺址試掘簡報(bào)J.考古,1