电工电子技术（第2版15.ppt

第15章 脉冲的产生和变换电路 15.1 555定时电路 15.2 单稳态触发器 15.3 多谐振荡器 15.4 施密特触发器 15.1 555定时电路 集成定时器产品有TTL型和CMOS型两类，TTL型产品型号的最后三位数码都是555，CMOS产品型号的最后四位数码都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。所以，不论什么型号、类型，都总称555定时器。该器件工作电压范围宽，驱动电流较大，并提供与TTL、CMOS电路兼容的逻辑电平值。下面以CMOS的CC7555为例介绍其工作原理及应用。 一、CC7555定时器组成 1.CC7555定时器的电路结构 CC7555集成定时器的电路结构如图15-1（a）所示，电路分三部分，外部共有8个输出端，各端的作用、名称标在图15-1（b）中。 15.1 555定时电路 2.输入比较部分 由3个等值分压电阻R和两个比较器A1、A2组成。经过分压，确定A1的U_端电压为 A2的U+端电压为 3.基本RS触发器部分 由两个或非门G1、G2组成，当在复位端 加低电平时，经G0使触发器置0；在不使用 时，应将此脚接高电平。G3、G4、G5用于提高带负载能力。 4.场效应管T 在 时T导通，对外接电容放电。 15.1 555定时电路 二、C555定时器的工作原理 ⑴当 时，经过G0门使基本RS触发器置0， 场效应管T导通。 ⑵当 时，uA1=1，uA2=0，使基本RS触发器翻转， 场效应管T导通。 ⑶当 时，uA1=0，uA2=0，使基本RS触发器维持原态。 ⑷当ui1为任意值， 时，uA2=1，使基本RS触发器置1， 场效应管T截止。 15.1 555定时电路 三、CC7555定时器的管脚和逻辑功能 1.管脚功能 CC7555共有8个引出端，按照编号各端功能依次为：⑴接地端；⑵低触发输入端；⑶输出端；⑷复位端；⑸电压控制端，改变比较器的基准电压，不用时，要经0.01F的电容接地；⑹高触发输入端；⑺放电端，外接电容器T导通时，电容器由D经T放电；⑻电源端。 2.逻辑功能 集成CC7555的逻辑功能如表15-1所示。 15.2 单稳态触发器 一、单稳态触发器简介 单稳态触发器是只有一个稳定状态的触发器，在未加触发信号之前，触发器已处于稳定状态，加触发器信号之后，触发器翻转，但新的状态只能暂时保持，经过一定时间后自动翻转到原来的稳定状态。单稳态触发器中数字电路中的功能如下： ⑴定时功能：产生一定宽度的矩形波，这个宽度即为定时的时间长短。 ⑵整形功能：把不规则的波形变为规则的脉冲。 ⑶延时功能：将输入信号延迟一定时间后输出。 15.2 单稳态触发器 二、用CC7555定时器构成单稳态触发器 1.电路结构 电路如图15-2（a）所示，R和C为输入回路的微分环节，用以使输入信号ui的负脉冲宽度tpi限制在允许范围内，即经微分电路后变为尖脉冲信号ui’。通常，应满足tpi5RiCi，使ui’的尖脉冲宽度小于单稳态触发器的输出脉冲宽度tpo。若输入信号的负脉冲宽度tpi本来就小于tpo，则微分环节可以省略不用。R和C为定时元件。触发信号ui自 端输入。 2.工作原理 电路工作原理分析如下： 15.2 单稳态触发器 ⑴稳态：触发器处于复位状态，定时电容C已放电完毕，uC和u0均为低电平。 ⑵触发翻转：在触发脉冲ui的作用下，触发端可得到负的窄脉冲。当触发电平低于负向门限电平时，比较器A2输出1，使触发器置1，输出u0为高电平，放电管T截止，电路进入暂稳态，定时开始。 ⑶暂稳态阶段：定时电容C充电，充电回路为 地，充电时间常数 uC按指数规律上升，趋向UDD。 ⑷自动返回：当电容上电压uC上升到正向门限电平时，比较器A1输出“1”，触发器置0，输出u0变为低电平，放电管T饱和，定时结束。 15.2 单稳态触发器 ⑸恢复阶段：定时电容C经放电管T放电，uC下降到低电平，Q=0，输出u0仍维持在低电平，电路返回到稳态。 3.主要参数 单稳态电路的参数很多，这里我们只介绍它的输出脉冲宽度tW。输出的脉冲宽度tW等于定时电容C上电压uC从零充到 所需的时间。根据RC电路过渡过程的公式可求得 由上式可以看出，脉冲宽度的大小与定时元件R和C的大小有关，而与输入信号脉冲宽度及电源电压大小无关。调节定时元件，可以改变输出脉冲的宽度。 15.3 多谐振荡器 一、多谐振荡器简介 多稳态触发器有两个稳定状态，单稳态电路只