1、8.1 555集成(j chn)定时器,555集成定时器是一种将模拟和数字电路集成于一体的电子器件,通过外加(wiji)少量的阻容元件,能构成多种用途的电路。,555集成定时器的型号(xngho)较多，但所有双极型产品型号(xngho)后的3位数字都是555，CMOS产品型号最后的4位数字都是7555。而且，它们的功能和外部引脚的排列完全相同。,为了提高集成度,随后又生产了双定时器产品556（双极型）和7556（CMOS型）。,第一页，共四十三页。,8.1.1 555定时器的电路(dinl)结构,1.分压器,2.比较(bjio)器,3.RS锁存器,4.三极管放电(fng din)开关,5.输出
2、缓冲器,组成：,第二页，共四十三页。,8.1.2 定时器的逻辑(lu j)功能,1）Vi12/3VCC Vi21/3VCC,2）Vi12/3VCC Vi21/3VCC,3）Vi11/3VCC,Vo=0,Vo=1,Vo不变,第三页，共四十三页。,555定时器功能表,第四页，共四十三页。,特点：555定时器能在很宽的电源(dinyun)电压范围内工作，并可承受较大的负载电流。双极型555定时器的电源电压范围为516V，最大的负载电流达200mA。CMOS型7555定时器的电源电压范围为318V，但最大负载电流在4mA以下。,第五页，共四十三页。,思考题：555定时器按下图连接，输入如图所示，试画出
3、定时器输出(shch)的波形（设初始状态为0）并说明相当于何器件,Vo,8,4,6,2,1,5,3,555,VCC,Vi1,Vi2,1,0,t,0,t,0,t,VO,Vi1,Vi2,第六页，共四十三页。,8.2 施密特触发器,施密特触发器(Schmitt Trigger)逻辑符号及电压传输(chun sh)特性,VT+称作为上触发电平(din pn)或正向阈值电压;,VT-称作为(zuwi)下触发电平或负向阈值电压;,第七页，共四十三页。,特点(tdin)：,1）有两个稳定状态VOH和VOL,但稳态要靠输 入电平(din pn)来维持；,2）具有滞回电压传输特性.当输入信号高于VT+时,电路处
4、于一个稳定状态;当输入信号低于VT-时,电路处于另一个稳定状态;当输入信号处于两触发(chf)电平之间时,其输出保持原状态不变。,第八页，共四十三页。,8.2.1 用555定时器构成施密特触发(chf)电路,1.电路(dinl)组成,第九页，共四十三页。,2.工作(gngzu)原理,当Vi1/3VCC时,VO=VOH;,2)当1/3VCC Vi2/3VCC时,VO 保持(boch),VO=VOH;,3)当Vi2/3VCC时,VO=VOL.,首先分析输入电压Vi由0逐渐(zhjin)升高的过程,第十页，共四十三页。,4)当1/3VCC Vi2/3VCC时,VO 保持(boch),VO=VOL;,
5、5)当Vi1/3VCC时,VO=VOH.,其次分析(fnx)输入电压Vi从2/3VCC逐渐开始下降的过程,第十一页，共四十三页。,VT+=2/3VCC,VT-=1/3VCC,VT=VT+VT-=1/3VCC,第十二页，共四十三页。,8.2.2集成(j chn)施密特触发电路,由于(yuy)施密特触发电路的应用非常广泛，集成施密特触发电路的种类较多，有施密特非门74HC/HCT14、CC40106，施密特与非门74HC/HCT132、CC4093等。,CC40106阈值电压数值(shz)表,第十三页，共四十三页。,8.2.3施密特触发电路(dinl)的应用,1.波形(b xn)变换,可以把边沿(
6、binyn)变化缓慢的周期性信号变换为同频率的矩形脉冲.,第十四页，共四十三页。,2.脉冲(michng)整形,可以适当(shdng)调节施密特触发器的回差电压,得到整齐的矩形脉冲.,第十五页，共四十三页。,3.幅度(fd)鉴别,可以通过调整电路的VT+和VT-,将输入信号中幅度超过VT+的脉冲选出,幅度较小的脉冲消除,所以(suy)具有幅度鉴别能力.,第十六页，共四十三页。,8.3 单稳态触发(chf)电路,单稳态触发电路(dinl)特点:电路有一个稳定状态,一个暂稳定状态.在没有外界触发信号作用时,电路处于稳定状态;在外界信号作用下,电路由稳态转换为暂稳态,经过一段时间,电路自动返回到稳定
7、状态.,单稳态触发电路常用于脉冲(michng)的整形、定时和延时。,第十七页，共四十三页。,8.3.1 由555定时器构成(guchng)的单稳态触发电路,1.电路(dinl)组成,第十八页，共四十三页。,2.工作(gngzu)原理,1)稳态,第十九页，共四十三页。,当Vi 来一个较短的负 脉冲后,Q端改变状态,Vo由低电平跳变为高 电平,电路进入(jnr)暂稳态.而后经过一段时间后(这时Vi已返回1),Q自 动返回到0的状态,即 电路恢复到原来的稳 态Vo为低电平.,2)暂稳态,第二十页，共四十三页。,3.工作(gngzu)波形图,第二十一页，共四十三页。,4.输出(shch)脉冲宽度估算
8、,输出脉冲(michng)宽度tw:就是暂稳期的持续时间,它等于电容电压Vc从0上升到2/3Vcc所需时间,=RCLn3,1.1RC,*Vi的负脉冲(michng)宽度要小于tw,*输出脉冲宽度仅取决于外接定时元件R和C的数值,而与电源电压无关,第二十二页，共四十三页。,8.3.2 用施密特触发(chf)电路构成 单稳态触发电路,1.电路(dinl)结构,2.工作(gngzu)原理,1)稳态时,输入Vi=0,VR=0时,输出Vo=VOH;,2)暂稳态:当幅度为VDD(VT+)的正触发脉冲加到电路输入端时,电路状态翻转,Vo=VOL,进入暂稳态.随着对电容C的充电,VR按指数规律下降,当下降到略
9、低于VT-时,电路状态再次翻转,返回到原来的稳态,输出Vo=VOH.,第二十三页，共四十三页。,*Vi的正脉冲(michng)宽度应大于tw tw=RCln(VDD/VT-),3.工作(gngzu)波形图,输出脉冲宽度tw:VR从初始值VDD下降到VT-所需要(xyo)的时间,第二十四页，共四十三页。,8.3.3 集成(j chn)单稳态触发电路,根据电路工作特性不同，集成单稳态触发电路分为(fn wi)不可重复触发和可重复触发两种。,(a)不可重复触发单稳态触发电路(dinl)工作波形,(b)可重复触发单稳态触发电路工作波形,第二十五页，共四十三页。,74121是不可(bk)重复触发单稳态触
10、发电路,1不可(bk)重复触发单稳态触发电路,第二十六页，共四十三页。,两种连接(linji)方法：,tw0.7RextCext,第二十七页，共四十三页。,2可重复触发(chf)单稳态触发(chf)电路,74122是一种(y zhn)可重复触发单稳态触发电路,第二十八页，共四十三页。,74122功能表,74122的定时(dn sh)电阻、电容连接方式与74121相同，但输出脉冲宽度tw为：tw0.32RCext,需要注意的是，74122是可重复的触发单稳态触发电路，只要在输出脉冲结束(jish)之前，重新输入触发信号，就可以方便地延长输出脉冲的持续时间。,第二十九页，共四十三页。,8.3.4
11、单稳态触发(chf)电路的应用,1.脉冲(michng)整形,第三十页，共四十三页。,2.脉冲(michng)的延时,第三十一页，共四十三页。,第三十二页，共四十三页。,3.脉冲(michng)的定时,一个(y)测频的例子,第三十三页，共四十三页。,8.4 多谐振荡器,能自行产生具有一定频率(pnl)和一定脉宽的矩形脉冲的电路.,多谐振荡器没有稳态,有两个暂稳态.且两暂稳态之间的相互转换都不需要外加触发信号,而是靠电路(dinl)本身完成的.,第三十四页，共四十三页。,8.4.1 用555定时器构成(guchng)多谐振荡器,1.电路(dinl)组成,第三十五页，共四十三页。,T1=(R1+R
12、2)Cln2,T2=R2Cln2,2.工作(gngzu)原理,占空比:正脉宽T1与周 期T之比,第三十六页，共四十三页。,2)当VC略大于2/3VCC，输出(shch)Vo 由1转换为0；,4)当VC降至略低于1/3VCC，输出(shch)Vo 由0转换为1。,第三十七页，共四十三页。,555构成振荡器电路简单,频率(pnl)易于调节灵敏度较高;,上述电路(dinl)占空比q=T1/T衡大于0.5,调节不方便.,555构成振荡器频率振荡低(一般(ybn)不超过几百KHz),且频率稳定度不高.,3.电路特点,第三十八页，共四十三页。,4.改进(gijn)电路,T1=R1Cln2,T2=R2Cln
13、2,占空比:,当R1=R2时,q=1/2,当R1R2时,q1/2,当R1R2时,q1/2,第三十九页，共四十三页。,8.4.2 用施密特触发(chf)电路构成多谐振荡器,第四十页，共四十三页。,8.4.3 石英(shyng)晶体多谐振荡器,石英(shyng)晶体多谐振荡器的主要特点为频率稳定高，其振荡频率由石英(shyng)晶体的固有振荡频率决定。,Rf为反馈电阻(dinz),阻值为10100M,为G1提供偏置;,C1为温度校正电容,C2为频率微调电容,G2起整形和缓冲作用。,第四十一页，共四十三页。,目前(mqin)，已有很多将石英晶体振荡器做成具有各种频率输出的集成标准器件。,如当该电路石
14、英晶体的谐振频率为32768Hz，经CD4060多级分频，可分别(fnbi)获得2、4、8、1024、2048Hz等10级不同频率的输出信号。,CD4060就是(jish)常用电路之一，它是一片14级分频的二进制串行计数/分频/振荡电路。,第四十二页，共四十三页。,内容(nirng)总结,8.1 555集成定时器。而且，它们的功能和外部引脚的排列完全相同。极型）和7556（CMOS型）。2）Vi12/3VCC。特点：555定时器能在很宽的电源电压范围内工作，并可承受较大的负载电流(dinli)。双极型555定时器的电源电压范围为516V，最大的负载电流(dinli)达200mA。思考题：555定时器按下图连接，输入如图所示，试画出定时器输出的波形（设初始状态为0）并说明相当于何器件。VO 保持,VO=VOL,第四十三页，共四十三页。,
