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文檔簡介
1、14.3.1 555定時(shí)器的工作原理14.3.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.3.3 多諧振蕩器14.3.4 施密特觸發(fā)器14.3 555定時(shí)器14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 555定時(shí)器主要由比較器、觸發(fā)器、反相器和由三個(gè) 5k電阻組成的分壓器等部分構(gòu)成,電路如圖所示。 555定時(shí)器是一種用途廣泛的模擬數(shù)字混合集成電路。它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、壓控振蕩器等多種應(yīng)用電路。14.3.1 555定時(shí)器的工作原理14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03電阻分壓器比較器觸發(fā)器反相器圖14.3.1 555定時(shí)器電路框圖放電管14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03GND圖14.3
2、.1 555定時(shí)器電路框圖圖 555定時(shí)器符號(hào)圖地低觸發(fā)端高觸發(fā)端放電端電源端清零端輸出端電壓控制端 555定時(shí)器是一種用途廣泛的模擬數(shù)字混合集成電路。它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、壓控振蕩器等多種應(yīng)用電路。14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03真值表的第一行00110導(dǎo)通清零0保持保持0010110真值表的第二行從第二行到第三行導(dǎo)通0真值表的第四行10010101截止從第四行返回 第三行00保持保持1截止回差現(xiàn)象-614章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 CV TH TL R OUT DIS 直流 L L L通 懸空 2VCC/3 VCC/3 H L L通 交流 2VCC/
3、3 VCC/3 H LH 通斷 接地 2VCC/3 VCC/3 H H H斷 從555定時(shí)器的功能表可以看出幾個(gè)特點(diǎn):1. 有兩個(gè)閾值電平,分別是電源電壓的1/3和2/3;2. 輸出從低到高,從高到低有回差;3. 輸出端和放電端的狀態(tài)一致,要通都通,要斷都斷;4. 輸出與兩觸發(fā)端是反相關(guān)系。 表-6 555定時(shí)器功能表 14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的區(qū)別: 雙穩(wěn) 單穩(wěn) 多諧 觸發(fā)信號(hào)輸出14.3.2 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路如圖14.3.2所示。 初始狀態(tài)下,沒有觸
4、發(fā),ui是高電平,所以輸出是低電平。 當(dāng)ui加上觸發(fā)低電平時(shí),輸出將跳變到高電平,放電管關(guān)斷。 放電管關(guān)斷,電源將經(jīng)過R向 C充電,uC按指數(shù)規(guī)律上升。 此時(shí), ui已經(jīng)撤消,變?yōu)楦唠娖剑援?dāng)uC充電到上限閾值電平(VCC2/3)時(shí),輸出將跳變?yōu)榈碗娖健M瓿梢淮螁畏€(wěn)過程。 圖14.3.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖 CV TH TL R OUT DIS 直流 L L L通 懸空 2VCC/3 VCC/3 H L L通 交流 2VCC/3 VCC/3 H LH 通斷 接地 2VCC/3 VCC/3 H H H斷14.3.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)時(shí)
5、間的計(jì)算: 根據(jù)uC的波形,由過渡過程公式即可計(jì)算出暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間tw , tw電容C從0V充電到2 VCC /3的時(shí)間,根據(jù)三要素方程: 注意:觸發(fā)輸入信號(hào)的邏輯電平,在無觸發(fā)時(shí)是高電平,必須大于2VCC/3,低電平必須小于1VCC/3,否則觸發(fā)無效。 為此需要確定三要素: uC (0) =0V、 uC () =VCC、 =RC, 當(dāng)t= tw時(shí),uC (tw) =2 VCC /3代入公式。于是可解出14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 這里要注意R的取值不能太小,若R太小,當(dāng)放電管導(dǎo)通時(shí),灌入放電管的電流太大,會(huì)損壞放電管。圖14.3.3是555定時(shí)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的示波器波形圖,從圖
6、中可以看出觸發(fā)脈沖的低電平和高電平的位置,波形圖右側(cè)的一個(gè)小箭頭為0電位 。 圖14.3.3 555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的示波器波形圖0電位0電位14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.3.3 多諧振蕩器 555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖14.3.4所示。它是將兩個(gè)觸發(fā)端合并在一起,放電端接于兩電阻之間。 利用電容器的充放電來代替外加觸發(fā)信號(hào),所以,電容器上的電壓信號(hào)應(yīng)該在兩個(gè)閾值之間按指數(shù)規(guī)律轉(zhuǎn)換。充電回路是RA、RB和C,此時(shí)相當(dāng)輸入是低電平,輸出是高電平; 圖14.3.4 多諧振蕩器電路圖 14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0300uOtt2VCC/3tw1u
7、C1VCC/3tw2 圖14.3.5 多諧振蕩器波形圖 多諧振蕩器的有關(guān)波形如下其工作波形如圖14.3.5所示 : 電容器之所以能夠放電,是由于有放電端7腳的作用,因7腳的狀態(tài)與輸出端一致,7腳為低電平電容器即放電。 當(dāng)電容器充電達(dá)到時(shí),即輸入達(dá)到高電平時(shí),電路的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn),輸出為低電平,電容器開始放電。當(dāng)電容器放電達(dá)到時(shí),電路的狀態(tài)又開始翻轉(zhuǎn), 如此不斷循環(huán)。14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 多諧振蕩器參數(shù)的計(jì)算tuctuoOOtw2輸出波形的振蕩周期可用過渡過程公式計(jì)算: tw1 : uC (0) = VCC /3 V、 uC () =VCC、 1=(RA+ RB)C、 當(dāng)t
8、= tw1時(shí),uC (tw1) =2 VCC /3代入三要素方程。于是可解出 tw2 : uC (0) = 2VCC /3 V、 uC () =0V、 1= RBC、當(dāng)t= tw2時(shí),uC (tw2) =VCC /3代入公式。于是可解出tw114章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 對(duì)于圖14.3.4所示的多諧振蕩器,因T1T2,它的占空比大于50% ,占空比不可調(diào)節(jié)。圖14.3.6是一種占空比可調(diào)的電路,該電路因加入了二極管,使電容器的充電和放電回路不同,可以調(diào)節(jié)電位器使充、放電時(shí)間常數(shù)相同。如果RA=RB,調(diào)節(jié)電位器可以獲得50%的占空比。圖14.3.6 占空比可調(diào)的多諧振蕩器14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 由于施密特觸發(fā)器無須放電端,所以利用放電端與輸出端狀態(tài)相一致的特點(diǎn),從放電端加一上拉電阻后,可以獲得與3腳相同的輸出。如VCC1和VCC2不同,可實(shí)現(xiàn)邏輯電平的轉(zhuǎn)換。 555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的電路圖如圖14.3.7所示,施密特觸發(fā)器屬于波形變換電路,該電路可以將正弦波、三角波、鋸齒波變?yōu)槊}沖信號(hào)。圖14.3.7 施密特觸發(fā)器電路圖14.3.4 施密特觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器的工作原理和多諧振蕩器基本一致,無原則不同。只不過多諧振蕩器是靠電容器的充放電去控制電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn),而施密特觸發(fā)器是靠外加電壓信號(hào)去控制電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)。14章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路
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