脈沖產(chǎn)生與整形

1、第六章第六章 脈沖產(chǎn)生與整形脈沖產(chǎn)生與整形 多諧振蕩器多諧振蕩器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 集成定時器集成定時器 第六章第六章 脈沖產(chǎn)生與整形脈沖產(chǎn)生與整形 555555定時器。定時器。 本章將介紹常用的脈沖變換、整形和產(chǎn)生電本章將介紹常用的脈沖變換、整形和產(chǎn)生電路路施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩多諧振蕩器器和多用途的和多用途的555555定時器定時器。重點重點: :脈沖電路的分析、脈沖電路的分析、 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、晶體振蕩器、晶體振蕩器、獲得矩形脈沖的方法通常有兩種：獲得矩形脈沖的方法通常有兩種：第一節(jié)第一節(jié) 概

2、述概述 一種是用脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生；前提：要有符合頻率、幅度都符合要求另一種是對已有的信號進行整形，然后將它變換成所需要的脈沖信號。典型的矩形脈沖產(chǎn)生電路有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和多諧振蕩電路三種類型。施密特觸發(fā)器就是常用的整形電路脈沖電路的基本分析方法脈沖電路的基本分析方法RC開關(guān)電路 開關(guān)轉(zhuǎn)換的一瞬間，電容器上電壓不能突變，滿足開關(guān)定理UC(0+)=UC(0-)。 暫態(tài)過程結(jié)束后，流過電容器的電流iC()為0，即電容器相當(dāng)于開路。 電路的時常數(shù)=RC, 決定了暫態(tài)時間的長短。根據(jù)三要素公式，可以得到電壓(或電流)隨時間變化的方程為/)()0()()(texxxtx如果U(tM)=

3、UT，它是U(0+)和U(）之間的某一轉(zhuǎn)換值，那么從暫態(tài)過程的起始值U(0+)變到UT所經(jīng)歷的時間tM可用下式計算： TMUUUUnRCt)()0()(1第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 2. 2. 電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，內(nèi)部電路的正反饋使輸出電壓波電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，內(nèi)部電路的正反饋使輸出電壓波形的邊沿變陡。形的邊沿變陡。施密特觸發(fā)器是具有電壓滯后特性的數(shù)字傳輸門。施密特觸發(fā)器是具有電壓滯后特性的數(shù)字傳輸門。其特點如下：其特點如下： 一、特性與原理一、特性與原理1. 1. 輸入電平的閾值電壓由低到高為輸入電平的閾值電壓由低到高為 ，由高到低，由高到低為為 ，且，且 ，輸出的變化滯后于輸入，形成，

4、輸出的變化滯后于輸入，形成回環(huán)?；丨h(huán)。TUTUTUTU第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性 施密特觸發(fā)器的回環(huán)特性施密特觸發(fā)器的回環(huán)特性反向傳輸特性反向傳輸特性同向傳輸特性同向傳輸特性UOHUOLUT+UT-OuOuI輸入電壓增加輸入電壓增加UOHUOLUT+UT-OuOuI輸入電壓減小輸入電壓減小輸入電壓增加輸入電壓增加輸入電壓減小輸入電壓減小UT+UT-OuItUOHUOLOuOt第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的輸入輸出波形圖施密特觸發(fā)器的輸入輸出波形圖反向傳輸反向傳輸同向傳輸同向傳輸UT+UT-OuItUOHUO

5、LOuOt第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器符號：施密特觸發(fā)器符號：具有施密特觸發(fā)器特性的電路：具有施密特觸發(fā)器特性的電路：1. 1. 帶有正反饋的運算放大器帶有正反饋的運算放大器比較的基準電壓：比較的基準電壓：Of11PuRRRU UP總是與總是與uO同相、與同相、與uI反相，因而形成回差。反相，因而形成回差。 11uOuIRf fR1UP第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器2. 2. 用門電路組成的施密特觸發(fā)器用門電路組成的施密特觸發(fā)器 0iv1G2G接成正反饋電路接成正反饋電路0OLoVviv從從0逐步升高并達到逐步升高并達到THiVv 時，時，1G進入電壓傳輸特性進入

6、電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，的轉(zhuǎn)折區(qū)，iv的增加將引發(fā)如下正反饋的增加將引發(fā)如下正反饋iv1ovOvOv迅速轉(zhuǎn)換為迅速轉(zhuǎn)換為DDOHOVVvTTHiVRRRVv212THTVRRV)1 (21得得由由iv從從 逐步下降并達到逐步下降并達到THiVv 時，時，DDViv的下降將引發(fā)如下的下降將引發(fā)如下正反饋正反饋iv1ovOvOv迅速轉(zhuǎn)換為迅速轉(zhuǎn)換為0OLOVv 稱為正向閾值電壓稱為正向閾值電壓TVTHTVRRV)1 (21得得由由212)(RRRVVVVvTDDDDTHi 稱為正向閾值電壓稱為正向閾值電壓TV將將TV與與TV之差定義為回差電壓之差定義為回差電壓TVTHTTTVRRVVV212例題（例

7、例題（例6.2.1）（見課本）（見課本P311）二、集成施密特觸發(fā)器二、集成施密特觸發(fā)器第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器VvvvBEEi7 . 01ivVvBE7 . 01當(dāng)輸入端的電壓使得當(dāng)輸入端的電壓使得T1截止，截止，T2飽和導(dǎo)通。飽和導(dǎo)通。若若逐步升高并使逐步升高并使T1進入導(dǎo)通狀態(tài)，并有如下正反饋發(fā)生進入導(dǎo)通狀態(tài)，并有如下正反饋發(fā)生iv1Ci1Cv2CiEv1BEv從而使電路迅速轉(zhuǎn)為從而使電路迅速轉(zhuǎn)為T1飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，T2截止。截止。若若 從高電平逐步下降，且從高電平逐步下降，且 只有只有0.7V左左右時，右時， 減少，又會引發(fā)另一個正反饋過程，減少，又會引發(fā)另一個正反饋

8、過程，使電路迅速返回使電路迅速返回T1截止，截止，T2飽和導(dǎo)通。飽和導(dǎo)通。iv1BEv1Ci 將一周期性信號變換為將一周期性信號變換為矩形波，其輸出脈沖寬度矩形波，其輸出脈沖寬度tW W可通過改變進行調(diào)節(jié)可通過改變進行調(diào)節(jié)UT。第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 1. 1. 波形變換波形變換 twTUttUOHUOLOuOUT+UT-OuI = = TUTUTU第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 2. 2. 信號整形信號整形 將 不 規(guī) 則 的將 不 規(guī) 則 的信號波形整成矩信號波形整成矩形

9、脈沖。形脈沖。 ttUOHUOLOuOUT+UT-OuI第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 3. 3. 幅度鑒別幅度鑒別 施密特觸發(fā)器的輸施密特觸發(fā)器的輸出狀態(tài)取決于輸入信號出狀態(tài)取決于輸入信號的電壓值，因此可用作的電壓值，因此可用作幅度鑒別。幅度鑒別。ttUOHUOLOuOUT+UT-OuI陰影部分電壓大于陰影部分電壓大于UT+第二節(jié)第二節(jié) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例三、施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器如上圖所示，由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器如上圖所示，其原理在學(xué)習(xí)多諧振蕩器后自行分析。其原理在學(xué)

10、習(xí)多諧振蕩器后自行分析。4. 4. 構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成多諧振蕩器1uORCAQBQ&G1QRD&G2QSD單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 當(dāng)當(dāng)RD=SD=1時，時，Q可處于可處于1或或0的狀態(tài)，它具有的狀態(tài)，它具有兩個穩(wěn)定狀兩個穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，因而稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。，因而稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器?；仡櫍夯仡櫍夯净綬S觸發(fā)器觸發(fā)器011110QRDQ 單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器觸發(fā)器 接入電阻接入電阻R，使使B點點為低電平。為低電平。A=110 當(dāng)當(dāng)A=1時，時，由于由于B=0，因此，因此Q=1，Q=0。電。電路工作在穩(wěn)定狀路工作在穩(wěn)定狀態(tài)

11、。態(tài)。0當(dāng)當(dāng)A負跳變時，負跳變時，1G1門輸出為高電平，門輸出為高電平，Q由由0變?yōu)樽優(yōu)?。0Q由由1變?yōu)樽優(yōu)?。B跟隨跟隨Q上升，上升， 輸入信號輸入信號A負跳負跳變時，電路狀態(tài)發(fā)生變時，電路狀態(tài)發(fā)生變化，稱為變化，稱為觸發(fā)觸發(fā)。觸發(fā)后，觸發(fā)后，A很快回到高電平，很快回到高電平，1Q維持維持1，電阻電壓逐步下降。，電阻電壓逐步下降。1BRC1暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) B點電壓下降，達到閾點電壓下降，達到閾值電壓以下時，值電壓以下時，Q翻轉(zhuǎn)回翻轉(zhuǎn)回1，Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為0。01 0單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的一般特性單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的一般特性: : 1. 只有一個穩(wěn)態(tài)，另有一個暫穩(wěn)態(tài)。只有一個穩(wěn)態(tài)，另有一個暫穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 暫

12、態(tài)暫態(tài) 2何時翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)取決于輸入信號。何時翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)取決于輸入信號。3何時翻轉(zhuǎn)回穩(wěn)態(tài)取決于電路參數(shù)何時翻轉(zhuǎn)回穩(wěn)態(tài)取決于電路參數(shù)R與與C。 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器AQAQtAtW參數(shù)計算：參數(shù)計算：第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1tW暫穩(wěn)態(tài)時間暫穩(wěn)態(tài)時間 運用運用“三要素法三要素法” ttBBBBeUeUUUtu DD)0()0()()(忽略電路中其忽略電路中其他電阻的影響他電阻的影響B(tài)點初始電壓點初始電壓 UB(0+)=UDDB點終了電壓點終了電壓 UB()=0時間常數(shù)時間常數(shù) =RC可得可得B點電壓瞬時值點電壓瞬時值參數(shù)計算：參數(shù)計算：

13、第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器若若 UTH=(1/2)UDDTHDDDDWlnUUUt則則 tW 0.7=0.7RC設(shè)門電路的閾值電壓為設(shè)門電路的閾值電壓為UTH，則，則 UTH= UDDWet參數(shù)計算：參數(shù)計算： 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2tre 恢復(fù)時間恢復(fù)時間 3 fmax最高工作頻率最高工作頻率rew1ttf fmaxmaxtre=(35)re式中式中re為電容放電的時間常數(shù)。為電容放電的時間常數(shù)。忽略門電路輸入電阻的影響，忽略門電路輸入電阻的影響，re=RC5. 反饋環(huán)節(jié)也可采用反饋環(huán)節(jié)也可采用RC積分電路。積分電路。 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器討論

14、：討論：1若采用若采用TTL門電路，為保證穩(wěn)態(tài)時門門電路，為保證穩(wěn)態(tài)時門2輸入低電平，輸入低電平，電阻電阻R必須小于關(guān)門電阻必須小于關(guān)門電阻Roff，如標(biāo)準，如標(biāo)準74系列應(yīng)小于系列應(yīng)小于700。采用采用 CMOS 電路無此限制電路無此限制。2為減小恢復(fù)時間為減小恢復(fù)時間tre，可在，可在R上并聯(lián)一個二極管，給電容上并聯(lián)一個二極管，給電容C提供放電回路。提供放電回路。3若輸入脈沖過寬（若輸入脈沖過寬（tAtW），電路工作可能不正常，），電路工作可能不正常，可在輸入端另加一可在輸入端另加一RC微分電路，形成窄輸入脈沖。微分電路，形成窄輸入脈沖。4采用或非門電路同樣可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。采用或非門

15、電路同樣可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。三、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型 不可重復(fù)觸發(fā)型不可重復(fù)觸發(fā)型 不可重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)1. TTL雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74221 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74221內(nèi)部有一個內(nèi)部有一個2k的電阻可供使用。若不用內(nèi)電阻則的電阻可供使用。若不用內(nèi)電阻則需外接。無論何種接法，暫穩(wěn)態(tài)時間均為需外接。無論何種接法，暫穩(wěn)態(tài)時間均為 tW=0.7RC2. CMOS雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4538 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)

16、態(tài)觸發(fā)器4538是可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。是可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。Rx的最小值為的最小值為5k，Cx的最小值為的最小值為0。 CPA Q Y四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（一）定時（一）定時 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端控制一個與門，在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端控制一個與門，在tW時間內(nèi)與門輸時間內(nèi)與門輸出出CP脈沖。脈沖。 CP A Q Y四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例 第三節(jié)第三節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（二）（二）CPU“看門狗看門狗”電路電路 由可重復(fù)觸發(fā)特性，只要定由可重復(fù)觸發(fā)特性，只要定時間隔小于暫穩(wěn)態(tài)時間，單穩(wěn)態(tài)時

17、間隔小于暫穩(wěn)態(tài)時間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就可連續(xù)輸出高電平，系觸發(fā)器就可連續(xù)輸出高電平，系統(tǒng)工作正常；當(dāng)統(tǒng)工作正常；當(dāng)“死機死機”發(fā)生后，發(fā)生后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器因得不到連續(xù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器因得不到連續(xù)觸發(fā)而輸出低電平，系統(tǒng)復(fù)位，進入而輸出低電平，系統(tǒng)復(fù)位，進入初始化程序。初始化程序。 典型脈沖參數(shù)典型脈沖參數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器 脈沖產(chǎn)生是將電源提供的能量，轉(zhuǎn)換成按一定規(guī)律脈沖產(chǎn)生是將電源提供的能量，轉(zhuǎn)換成按一定規(guī)律變化的脈沖信號。變化的脈沖信號。 預(yù)備知識：預(yù)備知識：脈沖寬度脈沖寬度脈沖周期脈沖周期tw/T=1/2時，脈沖稱為方波。時，脈沖稱為方波。上升時間上升時間Tr下降時間下降時間T

18、fTtW典型脈沖波形典型脈沖波形tWT第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器一、多諧振蕩器一、多諧振蕩器 兩個穩(wěn)定狀態(tài)兩個穩(wěn)定狀態(tài)一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)沒有穩(wěn)態(tài)沒有穩(wěn)態(tài)常被稱為多諧振蕩器常被稱為多諧振蕩器&G1QRD&G2QSD基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器&G1QRD1G2QSDBRC 單穩(wěn)態(tài)電路單穩(wěn)態(tài)電路&G1QRD1G2QSDBRCARC1 無穩(wěn)態(tài)電路無穩(wěn)態(tài)電路QQC1C2R2G1G2R1AB&G1QRD1G2QSDBRCARC1第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器對稱多諧振蕩器對稱多諧振蕩器 電路有兩種工作過程：電路有兩種工作過程：正反饋過

19、程正反饋過程 和和暫穩(wěn)態(tài)過程暫穩(wěn)態(tài)過程正反饋過程：正反饋過程：uQuAuBuQuA正反饋過程正反饋過程 QQC1C2R2G1G2R1ABQQBA暫穩(wěn)態(tài)過程暫穩(wěn)態(tài)過程 暫穩(wěn)態(tài)過程暫穩(wěn)態(tài)過程:C1C2充放電充放電正反饋過程正反饋過程達到閾值電壓達到閾值電壓第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器 但非門的平均傳輸延遲時間過短，且不穩(wěn)定，故實用但非門的平均傳輸延遲時間過短，且不穩(wěn)定，故實用中常加入中常加入RC電路。電路。 第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器其他常用多諧振蕩器其他常用多諧振蕩器 奇數(shù)個非門接成環(huán)形，可形成各點電平高低的交替變化。奇數(shù)個非門接成環(huán)形，可形成各點電平高低的交替變化。環(huán)形振蕩器環(huán)形

20、振蕩器 RRC1C1CMOSCMOS環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器改進的環(huán)形振蕩器改進的環(huán)形振蕩器 對于含有對于含有RC元件的元件的脈沖電路，關(guān)鍵是電容脈沖電路，關(guān)鍵是電容的充放電，而關(guān)鍵連接的充放電，而關(guān)鍵連接點就是與電容相連的門點就是與電容相連的門電路的輸入端。電路的輸入端。 第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器二、晶體振蕩器二、晶體振蕩器 石英晶體諧振器具有極高的穩(wěn)定性，用它作為諧石英晶體諧振器具有極高的穩(wěn)定性，用它作為諧振元件做成的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可優(yōu)于振元件做成的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可優(yōu)于109。電路符號電路符號等效電路等效電路CPCLR頻率特性頻率特性

21、fPfSf0X第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器二、晶體振蕩器二、晶體振蕩器 多諧振蕩器電路多諧振蕩器電路石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器QQC1C2R2G1G2R1ABQQC1C2R2G1G2R1AB C1只起耦合作用，只起耦合作用，其值應(yīng)取得大一些。其值應(yīng)取得大一些。工作在串聯(lián)諧振頻率工作在串聯(lián)諧振頻率第四節(jié)第四節(jié) 多諧振蕩器多諧振蕩器第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 555定時器定時器 雙極型雙極型: : 驅(qū)動能力較強驅(qū)動能力較強CMOS: 功耗低，最低工作電壓小，功耗低，最低工作電壓小，輸入電阻高輸入電阻高 流行的產(chǎn)品主要有流行的產(chǎn)品主要有4個，

22、個，BJT兩個：兩個：555和和556（含有（含有兩個兩個555），），CMOS兩個：兩個：7555和和7556（含有兩個（含有兩個7555），），現(xiàn)以現(xiàn)以CMOS集成定時器集成定時器7555為例介紹其結(jié)構(gòu)與功能。為例介紹其結(jié)構(gòu)與功能。 555定時器外接適當(dāng)?shù)碾娮?、電容能方便地?gòu)成多諧定時器外接適當(dāng)?shù)碾娮琛㈦娙菽芊奖愕貥?gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等。振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等。 555電路是美國電路是美國Signetics公司公司1972年研制的年研制的用于取代機械式定時器的中規(guī)模集成電路，因用于取代機械式定時器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計有三個輸入端設(shè)計有三個5k電

23、阻而得名。電阻而得名。 7555控制電壓端控制電壓端TR第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 一、一、CMOS集成定時器集成定時器7555的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)低電平觸發(fā)低電平觸發(fā) 高電平觸發(fā)高電平觸發(fā) 復(fù)位端復(fù)位端 輸出端輸出端 放電端放電端 1地地 82 3 47 6 5電源電源 18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 C1、C2是兩個是兩個電壓比較器電壓比較器 分壓器分壓器:由三由三個等值電阻個等值電阻R串聯(lián)而成串聯(lián)而成 G1111G2T驅(qū)動器和放電開關(guān)驅(qū)動器和放電開關(guān)C1C2RRRTR18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1RRRG1111G2TC

24、1C2第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 二、二、CMOS集成定時器集成定時器7555的工作原的工作原理理 當(dāng)當(dāng) L時，時，反相器反相器G1輸出高電平，輸出高電平，R0110所以所以Q為低電平，為低電平，OUT=L。使使G2輸入為高電平，輸入為高電平，T管導(dǎo)通。管導(dǎo)通。此時此時稱為稱為復(fù)位復(fù)位。 假設(shè)假設(shè)D端通過端通過電阻接到正電源，電阻接到正電源，則則D端為低電平端為低電平。000TR18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 當(dāng)當(dāng) H 時，時，R1. TH2UDD/3， 電路的輸出電路的輸出狀態(tài)與狀態(tài)與 無關(guān)，無關(guān)，

25、所以所以 為任意為任意輸入輸入。 TRQ101則則C1輸出為輸出為1， Q=0， OUT=0。T導(dǎo)通。導(dǎo)通。01二、二、CMOS集成定時器集成定時器7555的工作原的工作原理理 清零失效清零失效02. TH UDD/3；00 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。原狀態(tài)不變。 C1輸出為輸出為0； C2輸出為輸出為0； TR18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2當(dāng)當(dāng) H 時，時，R1清零失效清零失效第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 Q=1，T管截止，管截止，OUT=1。C1=0；3. TH2UDD/3，TRUDD/3，C2=1， OUT=1稱為電路稱為電

26、路置置位位或或置置“1”1”二、二、CMOS集成定時器集成定時器7555的工作原的工作原理理 01101第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 7555功能表功能表TR2UDD/32UDD/3UDD/3HHHHH截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通不變不變不變不變不變不變LLLLL 集成定時器集成定時器75557555的主要參數(shù)：的主要參數(shù)：電源電壓：電源電壓： UDD= 3= 31818V 觸發(fā)電流：觸發(fā)電流： 50 50pA復(fù)位電流：復(fù)位電流： 100100pA 輸出電壓輸出電壓 UOL 0.10.1V( (UDD=15=15V, , IOL=3.2=3.2mA) ) UOH 14.814.8V( (UD

27、D=15=15V, , IOH=1=1mA) )最大功耗最大功耗 300300mWRTR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2清零失效清零失效第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 觸發(fā)前觸發(fā)前00R1C0.01uF1010放電放電TR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C200R1C0.01uF1010第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 觸發(fā)觸發(fā)t00uCt0三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 01011uI(TR)uC(D)uO(OUT) 當(dāng)

28、當(dāng)D端端uC電壓充電電壓充電到到2UDD/3時，比較器時，比較器C1輸出為高電平，輸出為高電平，Q端端為低電平，為低電平，T管輸入為管輸入為高電平，輸出高電平，輸出OUT翻翻轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，T管導(dǎo)通。管導(dǎo)通。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束2UDD/3t12UDD/3010暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束tw=1.1RCtre恢復(fù)時間恢復(fù)時間第五節(jié)第五節(jié) 集成定時器集成定時器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù) 1. 輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度tW2. 恢復(fù)時間恢復(fù)時間tre)e1()(/DDC = Utut C通過通過T管導(dǎo)通電阻管導(dǎo)通電阻R放電，經(jīng)過放電，經(jīng)過(35)放放基本結(jié)束，基本結(jié)束，所以所以tre=(35) RC。三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 td指為保證單穩(wěn)正常工作允許觸發(fā)脈沖最小的時間指為保證單穩(wěn)正常工作允許觸發(fā)脈沖最小的時間間隔。顯然間隔。顯然 td= tWtre3. 分辨時間分辨時間td4. 輸出脈沖幅度輸出脈沖幅度UmUm決定于輸出信號高低電平之差決定于輸出信號高低電平之差 第一狀態(tài)：電容第一狀態(tài)：電容C上開始沒有電上開始沒有電荷，荷，TR=uC=0V，由功能表知：，由功能表知：TH=TR UDD /3，uO=高電平，高電平，T截止，截止，UDD經(jīng)經(jīng)R1、R2對對C充電，充電，是是TH逐漸升高。逐漸升高。uCu