《汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 》萬捷主編

1、第6章 數(shù)字電路 數(shù)字電路的基本概念 門電路 觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第6章 數(shù)字電路了解數(shù)字電路的基本概念和特點；掌握數(shù)制和碼制的基本知識。掌握門電路的邏輯功能及其表示方法；了解門電路在汽車電子電路中的應(yīng)用。掌握RS、JK、D觸發(fā)器的邏輯功能、符號和觸發(fā)方式；了解寄存器和計數(shù)器的工作原理。掌握555定時器工作原理，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理及在汽車電子電路中的應(yīng)用。本章要求:6.1 數(shù)字電路的基本概念 6.1.1 數(shù)字信號和數(shù)字電路模擬信號：隨時間連續(xù)變化的信號模擬信號數(shù)字信號電子電路中的信號1.模擬信號正弦波信號t三角波信號t總目錄上頁章目錄下頁返回2. 數(shù)字信號 能用邏

2、輯0和1表示的信號。“0”低電平，“1”高電平矩形波t尖頂波t數(shù)字信號非數(shù)字信號脈沖信號注意： 這里的“0”和“1”不代表數(shù)值的大小，只表示兩種對立的狀態(tài)。正邏輯：高電平為“1”，低電平為“0”負邏輯：高電平為“0”，低電平為“1”總目錄上頁章目錄下頁返回 處理模擬信號的電路稱為模擬電路。 處理數(shù)字信號的電路稱為數(shù)字電路。(1) 數(shù)字電路有利于集成化 數(shù)字電路中，數(shù)字信號只有高、低電平兩種狀態(tài)。在其作用下，半導(dǎo)體二極管和三極管多數(shù)工作在開關(guān)狀態(tài)。所以數(shù)字電路的基本單元電路比較簡單，對元件的精度要求不高，允許有一定的誤差，這就使得數(shù)字電路適宜于集成化、大批量生產(chǎn)。數(shù)字電路的特點：(2)數(shù)字電路的

3、抗干擾能力強 數(shù)字信號用兩個相反的狀態(tài)來表示，只有環(huán)境干擾很強時，才會使數(shù)字信號發(fā)生變化。因此，數(shù)字電路的抗干擾能力很強，工作穩(wěn)定可靠。 當今汽車檢測電路廣泛采用了數(shù)字電路?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?.1.2 數(shù)制和碼制1.數(shù)制（1）十進制 數(shù)碼為：09；基數(shù)是10。 進位規(guī)則：逢十進一，即：9110。 十進制數(shù)的按權(quán)展開式：各位數(shù)值之和的形式(1860)101103 810261010100103、102、101、100 稱為十進制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷兀?）二進制 數(shù)碼為：0、1；基數(shù)是2。 進位規(guī)則：逢二進一，即：1110。 二進制數(shù)的權(quán)展開式：各位數(shù)值之和

4、的形式(1001)2123 02202112023、22、21、20 稱為二進制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是2的冪。二進制數(shù)只有0和1兩個數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實現(xiàn)，且運算規(guī)則簡單，相應(yīng)的運算電路也容易實現(xiàn)?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷兀?）二 十進制數(shù)相互轉(zhuǎn)換方法：將二進制數(shù)各位數(shù)值相加，得到等值的十進制數(shù)。 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)如： 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)方法：除2取余法。所以（13）10=（1101）2總目錄上頁章目錄下頁返回2.碼制問題：數(shù)字系統(tǒng)只能處理二進制信息，不能處理非二進制信息如十進制數(shù)碼、字母、符號、文字圖形等。解決方法：用二進制數(shù)表示非二進制信息， 這些有特定意義的二進制數(shù)

5、就稱為二進制代碼。用二進制代碼表示信息的方法稱為碼制。8421BCD碼：用4位二進制數(shù)b3b2b1b0來表示十進制數(shù)中的 0 9 十個數(shù)碼。簡稱8421碼。對應(yīng)關(guān)系如下頁表所示。 由表可見，8421碼的特點為： 恒權(quán)代碼 每個代碼的各位數(shù)值之和等于它所表示的十進制數(shù) 總目錄上頁章目錄下頁返回十進制數(shù)8421碼位權(quán)8位權(quán)4位權(quán)2位權(quán)101234567890000000011000011110000110011000101010101 8421碼與十進制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系表 6.2 門電路 門電路是數(shù)字電路的基本單元之一，能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過，具有開關(guān)的作用，因此稱為門電路。 門電路

6、往往能實現(xiàn)某種邏輯運算，因此也稱為邏輯門電路。 按照邏輯運算的不同，門電路可分成基本門電路和復(fù)合門電路兩種。總目錄上頁章目錄下頁返回6.2.1 基本門電路1.與門與門是指能夠?qū)崿F(xiàn)與運算的門電路。 邏輯符號：&ABY邏輯表達式： Y=A B=AB與運算也稱邏輯乘法運算： 有“0”出“0”， 全“1”出“1”ABY“與” 門真值 表000010111100真值表：是指由0和1組成的、反映某種邏輯關(guān)系的表格 運算規(guī)則：總目錄上頁章目錄下頁返回常用與門集成電路74LS08外引腳和邏輯符號 外引腳邏輯符號總目錄上頁章目錄下頁返回2.或門或門是指能夠?qū)崿F(xiàn)或運算的門電路。 邏輯符號：1ABY邏輯表達式： Y

7、=A+B或運算也稱邏輯加法運算： 有“1”出“1”， 全“0”出“0”ABY“或” 門真值 表000011111101運算規(guī)則：總目錄上頁章目錄下頁返回常用或門集成電路74LS32外引腳和邏輯符號 外引腳邏輯符號總目錄上頁章目錄下頁返回3.非門非門是指能夠?qū)崿F(xiàn)非運算的門電路。 非運算也稱求反運算： 有“0”出“1”， 有“1”出“0”運算規(guī)則：邏輯符號：1AY邏輯表達式：Y=AAY“非” 門真值表 1 010總目錄上頁章目錄下頁返回常用非門集成電路74LS04外引腳和邏輯符號 外引腳邏輯符號總目錄上頁章目錄下頁返回6.2.2 復(fù)合邏輯門復(fù)合邏輯門是由與、或、非三種基本邏輯門組合而成的。最常用的

8、有與非門和或非門兩種。1.與非門與非門由與門和非門組成。 &ABYY1BY&A邏輯符號邏輯表達式： Y=A B = AB 有“0”出“1”，全“1”出“0”與非門的功能： 001011101ABY“與非” 門真值表110總目錄上頁章目錄下頁返回常用與非門型號74LS00外引腳和邏輯符號 外引腳邏輯符號注意：與非門除了兩輸入端的品種之外，還有三輸入和四輸入端的電路。但邏輯功能與兩輸入相同即有“0”出1，全“1”出“0”?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?.或非門或非門由或門和非門組成。 1ABYY1BY1A邏輯符號邏輯表達式： Y=A+B有“1”出“0”，全“0”出“1”或非門的功能： ABY“或非”

9、門真值表001010100110總目錄上頁章目錄下頁返回常用或非門的型號74LS02外引腳和邏輯符號 外引腳邏輯符號注意：或非門除了兩輸入端的品種之外，還有三輸入和四輸入端的電路。但邏輯功能與兩輸入相同即有“1”出0，全“0”出“1”。總目錄上頁章目錄下頁返回6.2.3 門電路在汽車電子電路中的應(yīng)用 門鎖控制系統(tǒng)是為了開關(guān)車門以及發(fā)生異常情況時提醒駕駛員注意而專門設(shè)計的。 該系統(tǒng)由控制電路和執(zhí)行機構(gòu)組成。圖示電路是門鎖控制系統(tǒng)的控制電路部分。 其作用：在開關(guān)的控制下，產(chǎn)生門鎖控制信號以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，完成門鎖的開關(guān)動作。 門鎖控制系統(tǒng)的控制電路 總目錄上頁章目錄下頁返回工作原理：（1）正常開

10、關(guān)車門 通過門鎖開關(guān)控制。當鑰匙插入門鎖開關(guān)并旋向鎖止位置時，非門h輸入低電平，輸出高電平；或門m輸出高電平，發(fā)出鎖止信號，驅(qū)動門鎖電機將車門鎖死。相反，當車門鑰匙旋向解鎖位置時，非門i輸入低電平，輸出高電平；或門l輸出高電平，發(fā)出解鎖信號，驅(qū)動電機打開車門。 正常開關(guān)車門也可通過車內(nèi)門鎖開關(guān)完成。當車內(nèi)門鎖控制開關(guān)扳向鎖止或解鎖位置時，或門m和l也會發(fā)出相應(yīng)的控制信號，并驅(qū)動電機開關(guān)車門。 （2）異常情況發(fā)生時提醒駕駛員注意 當駕駛員將點火鑰匙遺忘在點火開關(guān)內(nèi)，準備鎖車時，點火鑰匙檢測開關(guān)閉合，非門a輸入低電平，輸出高電平，在其他開關(guān)均正常時，與門c、g均輸出高電平，或門l輸出高電平，發(fā)出解

11、鎖信號，車門無法關(guān)閉，提醒駕駛員取出點火鑰匙。6.3 觸發(fā)器 特點：（1）有兩個穩(wěn)定狀態(tài)“0”態(tài)和“1”態(tài)，也稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；（2）在觸發(fā)信號的作用下，能從一個穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)態(tài)，因此取名觸發(fā)器。（3）在觸發(fā)信號消失后，新獲得的狀態(tài)能保存下來，具有記憶功能。觸發(fā)器： 是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲存一位二進制碼?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷胤诸悾海?）按結(jié)構(gòu)分類 基本觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器（2）按邏輯功能分類 RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T和T觸發(fā)器（3）按照是否有時鐘脈沖輸入端分類 基本觸發(fā)器和鐘控觸發(fā)器（4）按照觸發(fā)方式不同分類 電平觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和

12、邊沿觸發(fā)器下面以功能分類為順序，分析觸發(fā)器的邏輯功能。總目錄上頁章目錄下頁返回6.3.1 RS觸發(fā)器1.基本RS觸發(fā)器（1）電路結(jié)構(gòu)和符號信號輸出端信號輸入端，低電平有效 正常情況下，兩輸出端狀態(tài)保持相反，稱為互補。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1，Q=0時，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。總目錄上頁章目錄下頁返回（2）功能分析當S=R=1時， 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。當S=1、 R=0時， Q=0、Q=1 R稱為直接置0端（直接復(fù)位端）當S=0、 R=1時， Q=1、Q=0 S稱為直接置1端（直接置位端）當S=R=0時， Q=Q=1，違反了Q和Q狀態(tài)必須相反的規(guī)定。輸入端的低電平同時

13、撤銷時，觸發(fā)器變?yōu)?0態(tài)還是1態(tài)無法確定，因此，在應(yīng)用時嚴格禁止在輸入端上同時加低電平信號。 總目錄上頁章目錄下頁返回SRQnQn+1邏輯功能01011置110010置0110101保持0001同時取消后狀態(tài)不定基本RS觸發(fā)器真值表（特性表） 現(xiàn)態(tài)：輸入信號到來之前的狀態(tài)，次態(tài)：輸入信號到來之后新的狀態(tài)?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷鼗綬S觸發(fā)器特性方程特性方程:次態(tài)Qn+1與輸入及現(xiàn)態(tài)Qn之間的邏輯關(guān)系式存在問題：因為沒有時鐘控制端，因此多個基本觸發(fā)器工作時，很難做到協(xié)調(diào)一致。解決方法：使用同步觸發(fā)器總目錄上頁章目錄下頁返回2.同步RS觸發(fā)器（1）電路結(jié)構(gòu)和符號同步RS觸發(fā)器是在基本RS觸發(fā)器的

14、基礎(chǔ)上，增加控制門G3、G4，及時鐘端CP組成的。只有CP脈沖到來時，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，故有同步觸發(fā)器之稱。互補輸出端數(shù)據(jù)輸入端，高電平有效直接置位和復(fù)位端，用于設(shè)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)，低電平有效。觸發(fā)器正常工作時，應(yīng)接高電平?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷兀?）功能分析當CP=0時，S 、R輸入狀態(tài)不起作用，觸發(fā)器狀態(tài)不變。當 CP= 1 時，觸發(fā)器狀態(tài)由S 、R輸入狀態(tài)決定。c) S=R=0b) S = 0、 R= 1a) S =1、 R= 0d) S =R= 1當時鐘由 1變 0 后， 觸發(fā)器狀態(tài)不定觸發(fā)器置“1”觸發(fā)器置“0”觸發(fā)器保持原態(tài)總目錄上頁章目錄下頁返回CPSRQnQn+1邏輯功能11

15、0011置101010置0000101保持1101不定真值表 Qn時鐘到來前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)高電平總目錄上頁章目錄下頁返回CP=1時有效特性方程存在問題：在CP=1期間，輸出隨輸入變化，若輸入信號受到干擾發(fā)生多次錯誤變化，輸出也會發(fā)生多次錯誤翻轉(zhuǎn)，稱為觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象。因此，同步RS觸發(fā)器主要用于數(shù)據(jù)的寄存，不能用于計數(shù)、移位寄存和存儲器等電路中。解決方法：為了解決空翻問題，要求觸發(fā)器只能在時鐘信號的邊沿到來時翻轉(zhuǎn)，于是產(chǎn)生了邊沿觸發(fā)器。總目錄上頁章目錄下頁返回6.3.2 邊沿JK觸發(fā)器邊沿JK觸發(fā)器的觸發(fā)方式有兩種：（1）上升沿觸發(fā) 特點觸發(fā)脈沖CP上升沿到來，觸發(fā)

16、器的輸出隨輸入變化。（2）下降沿觸發(fā) 特點觸發(fā)脈沖CP下升沿到來，觸發(fā)器的輸出隨輸入變化。總目錄上頁章目錄下頁返回集成JK觸發(fā)器74LS112 在其內(nèi)部有兩個相同的JK觸發(fā)器，均為下降沿觸發(fā)。每個都有數(shù)據(jù)輸入端J、K，預(yù)置數(shù)據(jù)端SD、RD，時鐘端CP及互補輸出Q、Q。每個觸發(fā)器的符號如b所示。1.結(jié)構(gòu)和符號總目錄上頁章目錄下頁返回2. 功能分析JK觸發(fā)器的特性方程：當CP下降沿到來時（1）若J=K=0 ，則Qn+1=Qn，觸發(fā)器保持狀態(tài)不變。（2）若J=0、K=1 ，則Qn+1=0，觸發(fā)器置0， K端叫置0端。（3）若J=1、K=0 ，則Qn+1=1，觸發(fā)器置1， J端叫置1端。（4）若J=K

17、=1 ，則Qn+1=Qn，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷卣嬷当?Qn時鐘CP下降沿到來前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1時鐘CP下降沿到來后觸發(fā)器的狀態(tài)CP翻轉(zhuǎn)100111置110101置000110保持010100邏輯功能Qn+1QnKJ下降沿總目錄上頁章目錄下頁返回例：已知下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器的CP和J、K波形，畫出輸出端Q的波形。設(shè)Q的初始狀態(tài)為“0”。不變0置11不變1翻轉(zhuǎn)1置00不變0總目錄上頁章目錄下頁返回6.3.3 邊沿D觸發(fā)器 在芯片內(nèi)有兩個相同的D觸發(fā)器，每個都有數(shù)據(jù)輸入端D，時鐘觸發(fā)端CP、預(yù)置數(shù)據(jù)端SD、RD及互補輸出Q、Q。每個觸發(fā)器的符號如b所示。1.結(jié)構(gòu)和符號 邊沿D觸

18、發(fā)器也有上升沿觸發(fā)型和下降沿觸發(fā)性兩種，其中上升沿觸發(fā)型用的最多，右圖為雙上升沿觸發(fā)器74LS74的引線端子排列圖及邏輯符號。 總目錄上頁章目錄下頁返回2. 功能分析D觸發(fā)器的特性方程：當CP上升沿到來時（1）若D=0 ， 則Qn+1=0，觸發(fā)器置0。（2）若D=1 ， 則Qn+1=1，觸發(fā)器置1。 CPDQnQn+1邏輯功能0010置01011置1Qn時鐘CP上升沿到來前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1時鐘CP上升沿到來后觸發(fā)器的狀態(tài)真值表 上升沿總目錄上頁章目錄下頁返回例：已知上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的CP脈沖和D波形，畫出輸出端Q的波形。設(shè)Q的初始狀態(tài)為“0”。不變0置001置11不變置00不變0總目錄

19、上頁章目錄下頁返回6.3.4 T和T觸發(fā)器1.T 觸發(fā)器T 觸發(fā)器：在時鐘脈沖CP有效沿作用下，具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。D觸發(fā)器構(gòu)成的T 觸發(fā)器T 觸發(fā)器無單獨的產(chǎn)品，一般用JK 觸發(fā)器或D觸發(fā)器組成。JK觸發(fā)器構(gòu)成的T 觸發(fā)器總目錄上頁章目錄下頁返回T 觸發(fā)器的特性方程：TQnQn+1邏輯功能00101保持10110翻轉(zhuǎn)T 觸發(fā)器的真值表總目錄上頁章目錄下頁返回2.T 觸發(fā)器T 觸發(fā)器：在時鐘脈沖CP有效沿作用下，具有翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。T 觸發(fā)器也無單獨的產(chǎn)品，也是用JK 觸發(fā)器或D觸發(fā)器組成。JK觸發(fā)器構(gòu)成的T 觸發(fā)器D觸發(fā)器構(gòu)成的T 觸發(fā)器總目錄上頁章目錄下頁返回T 觸發(fā)器的特性方程

20、：QnQn+1邏輯功能01翻轉(zhuǎn)10T 觸發(fā)器的真值表總目錄上頁章目錄下頁返回6.3.5 觸發(fā)器在汽車電子電路中的應(yīng)用1.寄存器寄存器：具有寄存功能的電路。一般用于存儲數(shù)碼、指令或中間運算結(jié)果。它由觸發(fā)器和門電路組成。一個觸發(fā)器只能存放一位二進制數(shù)，存放 n 位二進制時，要 n個觸發(fā)器。按功能分數(shù)碼寄存器移位寄存器總目錄上頁章目錄下頁返回（1）數(shù)碼寄存器清零寄存脈沖數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出4位集成寄存器74LS175邏輯電路 清零。RD=0，異步清零。寄存數(shù)據(jù)。RD=1時，將數(shù)據(jù)加到輸入端，CP上升沿到來時，數(shù)據(jù)被存入。保持。在RD=1、CP上升沿以外時間，寄存器內(nèi)容將保持不變。000011011101

21、寄存數(shù)據(jù)觸發(fā)器狀態(tài)不變并行輸入方式總目錄上頁章目錄下頁返回（2）移位寄存器不僅能寄存數(shù)碼，還有移位的功能。 所謂移位，就是每來一個移位脈沖，寄存器中所寄存的數(shù)據(jù)就向左或向右順序移動一位。按移位方式單向移位寄存器雙向移位寄存器雖然功能強弱不同，但分析方法是相似的，為簡單起見，以單向移位寄存器為例討論電路工作原理。總目錄上頁章目錄下頁返回 并行輸出方式的原理數(shù)據(jù)的輸入采用串行方式，輸出方式有并行和串行兩種。0000清零00011010010110110111寄存數(shù)碼1101從高位到低位依次輸入32移位脈沖14總目錄上頁章目錄下頁返回串行輸出方式的原理1011001100010001076移位脈沖5

22、8再輸入四個移位脈沖，1101由高位至低位依次從Q3端輸出。輸出總目錄上頁章目錄下頁返回2.計數(shù)器計數(shù)器就是能累計（累加或累減）時鐘脈沖個數(shù)的邏輯電路。它不僅能計數(shù)，還有分頻、定時等功能，成為了數(shù)字系統(tǒng)和計算機的基本邏輯部件。加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器 (按計數(shù)功能 )異步計數(shù)器同步計數(shù)器(按計數(shù)脈沖引入方式) 二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器 N 進制計數(shù)器(按計數(shù)制)分類(1)總目錄上頁章目錄下頁返回雖然計數(shù)器的品種很多，但就其工作特點，基本分析過程大同小異。因此以異步二進制加法計數(shù)器為例說明計數(shù)器的分析方法。三位異步二進制加法計數(shù)器 結(jié)構(gòu)：由三個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成。每個觸發(fā)器接成T觸發(fā)

23、器的結(jié)構(gòu)，這樣，觸發(fā)脈沖到來時，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。(2) 分析方法總目錄上頁章目錄下頁返回最低位觸發(fā)器FF0由計數(shù)脈沖觸發(fā)，其它各位觸發(fā)器由相鄰低位觸發(fā)器的輸出脈沖觸發(fā)，因此各位觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時刻是異步的，計數(shù)器為異步計數(shù)器。 翻轉(zhuǎn)條件分析：每來一個CP上升沿翻轉(zhuǎn)一次加清零脈沖使各觸發(fā)器置01010FF0由1變 0 翻轉(zhuǎn)FF1由1變 0 翻轉(zhuǎn)加上計數(shù)脈沖1010根據(jù)各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件的分析可畫出工作波形圖（見下頁）總目錄上頁章目錄下頁返回三位異步二進制加法器工作波形 每個觸發(fā)器都是每輸入兩個觸發(fā)脈沖輸出一個脈沖，符合逢二進一的規(guī)律，因此計數(shù)器為二進制計數(shù)器。 隨著計數(shù)脈沖的輸入，計數(shù)器按二進制加法規(guī)

24、則計數(shù)每經(jīng)過一級觸發(fā)器計數(shù)脈沖CP的頻率下降1/2，有分頻功能。 總目錄上頁章目錄下頁返回歸納上述分析可得異步計數(shù)器的分析方法： 分析各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件。 用波形圖（時序圖）或狀態(tài)圖記錄狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。 根據(jù)波形圖或狀態(tài)圖歸納出計數(shù)器的功能。6.4 單穩(wěn)態(tài)和無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)。在未加觸發(fā)脈沖前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，停留一段時間后，電路又自動返回穩(wěn)定狀態(tài)。 無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又稱為多諧振蕩器，接通電源后，不需外加觸發(fā)信號，就能產(chǎn)生矩形波輸出。由于矩形波中含有豐富的諧波，故稱為多諧振蕩器。 多諧振蕩器是一種常用的脈沖波形發(fā)生器,觸發(fā)器和計

25、數(shù)器中的時鐘脈沖一般是由多諧振蕩器產(chǎn)生的。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用做整形、定時及延時?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?555定時器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路，實現(xiàn)定時、整形、脈沖信號的產(chǎn)生、檢測和控制等功能，是一種使用非常廣泛的集成電路產(chǎn)品。 在汽車電子電路中，主要用于汽車轉(zhuǎn)向閃光器、雨刮間歇控制器、防盜報警器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表、自動變光器電路中。 6.4.1 555定時器1.555定時器的結(jié)構(gòu)（1）分壓器：由三個等值電阻構(gòu)成（2）比較器：由電壓比較器C1和C2構(gòu)成（3）基本RS觸發(fā)器：由與非門交叉連接組成（4）與非門、放電管V

26、T、反相器總目錄上頁章目錄下頁返回電壓控制端高電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端復(fù)位端低電平有效放電端518V輸出端總目錄上頁章目錄下頁返回2.555定時器的工作原理 RD=0時，Q=0，uo=0，VT飽和導(dǎo)通。RD=0001導(dǎo)通總目錄上頁章目錄下頁返回2.555定時器的工作原理UR1 RD=1時，若uI1UR1、 uI2UR2 ，RD=0、SD=1，Q=0，uo=0，VT飽和導(dǎo)通。 UR2RD=1UR1UR200011導(dǎo)通總目錄上頁章目錄下頁返回2.555定時器的工作原理UR1 RD=1時，若UI1UR1、 UI2UR2 ，RD=1、SD=0，Q=1，uo=1，VT截止。 UR2RD=1UR2UR111

27、100截止總目錄上頁章目錄下頁返回2.555定時器的工作原理UR1 RD=1時，若UI1UR2 ，RD=SD=1，Q=保持，uo=保持，VT保持。UR2RD=1UR2UR111保持保持保持保持總目錄上頁章目錄下頁返回RDuI1uI2RDSDQuoVT000導(dǎo)通1UR1UR20100導(dǎo)通1UR1UR21011截止1UR211保持保持保持555的功能表 總目錄上頁章目錄下頁返回6.4.2 555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由555定時器外接R、C 組成。2端為觸發(fā)脈沖輸入端3端為輸出端總目錄上頁章目錄下頁返回1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理 1/3 UCC1101導(dǎo)通1觸發(fā)脈沖到來之前放電10截止2/3 UC

28、C00電路為穩(wěn)定狀態(tài)維持0態(tài)觸發(fā)脈沖到來之前始終為0態(tài)0假設(shè)為0假設(shè)為1總目錄上頁章目錄下頁返回1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理 2/3 UCC0返回穩(wěn)態(tài)進入暫穩(wěn)態(tài)充電中雖然觸發(fā)脈沖消失1/3 UCC1導(dǎo)通放電，為下一次觸發(fā)做好準備但充電繼續(xù)進行10總目錄上頁章目錄下頁返回根據(jù)上述分析可畫出工作波形： 根據(jù)波形可知，輸出脈沖寬度取決于電容充電時間常數(shù)，它們之間的關(guān)系可用下式表示： 總目錄上頁章目錄下頁返回單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理說明 觸發(fā)脈沖到來之前，輸入uI=11/3UCC，故C2輸出為1。若Qn=0, 放電管VT飽和導(dǎo)通，電容放電，使C1輸出為1， Qn保持0態(tài)不變。若Qn=1, 放電管VT截止，電

29、源經(jīng)電阻R對電容C充電，當uC2/3UCC時, C1輸出為0， 使觸發(fā)器置0?？梢?，觸發(fā)脈沖到來之前觸發(fā)器為0態(tài)，而電路的輸出uo=0態(tài)。此時電路的狀態(tài)稱為穩(wěn)定狀態(tài)。 當觸發(fā)脈沖到來時， uI=01/3UCC ，使C2的輸出為0，觸發(fā)器置1， uo=0變?yōu)?，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。這時放電管VT截止，電源對電容C充電。在充電過程中，觸發(fā)脈沖雖然消失，使比較器C2輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進行，直到uC上升到略高于2/3UCC時，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo由1變?yōu)?，返回穩(wěn)定狀態(tài)。至此，暫穩(wěn)態(tài)過程結(jié)束。此后電容迅速放電，為下一次觸發(fā)做好準備?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷貑畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的一般應(yīng)

30、用 定時器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖是正脈沖，當脈沖到來時，其狀態(tài)為高電平，把它作為與門的定時信號可控制與門的打開時間。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時控制 總目錄上頁章目錄下頁返回單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的一般應(yīng)用 脈沖整形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)脈沖的波形是不規(guī)則，邊沿不陡，幅度不齊，經(jīng)觸發(fā)器整形后，得到幅度和寬度一定的矩形波輸出脈沖。因為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖的高低電平與輸入無關(guān)，只取決于觸發(fā)器自身的結(jié)構(gòu)，當結(jié)構(gòu)一定時，輸出的高低電平不變；而輸出脈沖的寬度只決定于RC值，也不會改變，所以不規(guī)則的輸入脈沖波能被整形為規(guī)則的脈沖輸出?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在汽車電子電路中的應(yīng)用電子式發(fā)動機

31、轉(zhuǎn)速表 轉(zhuǎn)速感應(yīng)線圈斷電器觸點限幅 電路濾波 電容單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器轉(zhuǎn)速表總目錄上頁章目錄下頁返回2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在汽車電子電路中的應(yīng)用電子式發(fā)動機轉(zhuǎn)速表 發(fā)動機轉(zhuǎn)動時斷電器觸點P0做開合動作產(chǎn)生觸發(fā)脈沖觸發(fā)器輸出正脈沖VD截止經(jīng)限幅、濾波后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器轉(zhuǎn)速表流過電流總目錄上頁章目錄下頁返回2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在汽車電子電路中的應(yīng)用電子式發(fā)動機轉(zhuǎn)速表 發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，斷電器觸點P0產(chǎn)生的脈沖頻率增大觸發(fā)器輸出正脈沖的頻率也增加轉(zhuǎn)速表電流值也隨之增大因此通過轉(zhuǎn)速表的電流值大小就可知道發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?.4.3 555定時器組成的多諧振蕩器特征：多諧振蕩器是一種無穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器，它只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，在無需觸發(fā)的情況下，電路在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換，從而在輸出端產(chǎn)生一定頻率的矩形脈沖，因此在實際中常作為脈沖信號發(fā)生器使用。 多諧振蕩器的構(gòu)成十分簡單，在555定時器的外部連接阻容元件即可構(gòu)成。CB555構(gòu)成的多諧振蕩器的電路圖?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷卦O(shè)接通電源時電路處于第一暫穩(wěn)態(tài)10截止充電012/3 UCC導(dǎo)通放電01101電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)電路返回第一暫穩(wěn)態(tài)1多諧振蕩器的工作原理總目錄上頁章目錄下頁返回總目錄上頁章目錄下頁返回脈沖周期、振蕩頻率、輸出占空比的大小均決定于外接