1、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-1）電子電子(dinz)技技術(shù)術(shù)數(shù)字電路部分數(shù)字電路部分(b fen)第六章第六章 脈沖脈沖(michng)(michng)波形發(fā)生器和整形電波形發(fā)生器和整形電路路第一頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-2）第六章第六章 脈沖脈沖(michng)波形發(fā)生器與整形電路波形發(fā)生器與整形電路6.1 555定時器極其定時器極其(jq)應(yīng)用應(yīng)用 6.3 連續(xù)連續(xù)(linx)矩形脈沖波的產(chǎn)生矩形脈沖波的產(chǎn)生6.2 單脈沖的產(chǎn)生單脈沖的產(chǎn)生6.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.5 555定時器的原理和應(yīng)用定時器的原理和應(yīng)用第二頁，

2、共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-3）6.1 555定時器極其定時器極其(jq)應(yīng)用應(yīng)用555555定時器的優(yōu)點：定時器的優(yōu)點：1）定時的精度、工作(gngzu)速度和可靠性高；2）使用的電源電壓范圍寬，從 2V 18V，能 和數(shù)字電路直接連接；3）有一定的輸出功率，可驅(qū)動微電機、指示 燈、揚聲器等；4）結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，用途廣泛。第三頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-4）用途：用途：可組成各種波形的脈沖振蕩器、定時延時電路、檢測(jin c)電路、電源變換電路、頻率變換電路。第四頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和

3、整形教程（6-5）6.1.1 555定時器的結(jié)構(gòu)及工作定時器的結(jié)構(gòu)及工作(gngzu)原理原理控制控制(kngzh)電電壓壓復(fù)位復(fù)位(f wi)控控制制置位控制置位控制放電端放電端DIS地地GNDGNDDIS第五頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-6）1.電路結(jié)構(gòu)共有 8 條腿。1）比較器由運算放大器組成。作用：將輸入(shr)的模擬電壓和基準電壓進行比較。 輸入為模擬信號，輸出為數(shù)字信號。第六頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-7）+VAVBUfUiVO同相比較同相比較(bjio)器器： Ui Uf ， VO =1（ VA VB）

4、Ui Uf ， VO =0（ VA Uf ， VO =0 Ui 1/3 VCC) )。 當當 uC 2/3 VCC 時，滿足時，滿足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因因此此 uO 為低電平，為低電平，V 導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容 C 經(jīng)放經(jīng)放電管電管 V 迅速放電完畢，迅速放電完畢，uC 0 V。這時這時TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持低電保持低電平不變。因此，平不變。因此，穩(wěn)態(tài)時穩(wěn)態(tài)時 uC 0 V，uO 為低電平。為低電平。充電充電工作原理工作原理 導(dǎo)通導(dǎo)通放電放電VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOt

5、UIHCC31VuItWIVCC0VUOLUIH第十六頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-17） 2. 觸發(fā)觸發(fā)(chf)進入暫穩(wěn)進入暫穩(wěn)態(tài)態(tài) ( (二二) )工作原理工作原理(yunl)(yunl)、工作波形與參數(shù)估算、工作波形與參數(shù)估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC當輸入當輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖接筛唠娖杰S變?yōu)榈碗娖? (應(yīng)應(yīng) 1/3 VCC ) )時，使時，使 TR = UIL1/3 VCC而而TH = uC 0 V 2/3 VCC，因此，因此 uO 躍變?yōu)檐S變?yōu)楦唠娖?，進入暫穩(wěn)態(tài)高電平，進入暫穩(wěn)態(tài)

6、，這時放電管，這時放電管 V截止，截止，VCC 又經(jīng)又經(jīng) R 向向 C 充電，充電，uC 上升上升。UILUOH充電充電第十七頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-18）工作波形與參數(shù)工作波形與參數(shù)(cnsh)(cnsh)估算估算 第十八頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-19）uOuIVCC0uC02VCC/ 3VCCuO三、主要參數(shù)三、主要參數(shù)1. 輸出輸出(shch)脈沖寬度脈沖寬度 twtwuC（0+） = 0,uC（ ） = VCC ,uC（tw） = 2VCC / 3)()()0()(lnW1WtuuuutCCCC RCRC

7、1 . 13ln 62784153555RC+VCC0.01 FuI+uCtCCCCeuuuu)()0()(第十九頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-20）電路組成及工作電路組成及工作(gngzu)(gngzu)原理原理工作工作(gngzu)原原理理CC32VCC31V uItUOH uOtUOLCCVOOuI 上升時與上升時與 2VCC/3 比比uI 下降時與下降時與 VCC/3 比比6.1.3 6.1.3 用用555555定時器接成施密特觸發(fā)器定時器接成施密特觸發(fā)器第二十頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-21）滯回特性滯回特性(

8、txng)及主要參數(shù)及主要參數(shù)( (一一) ) 滯回特性滯回特性(txng)OuIuOUOHUOLCC31VCC32VuI 增大增大(zn d)時與時與上限閾上限閾值值比比特點特點:uI 減小減小時與時與下限閾下限閾值值比比上限閾值電壓上限閾值電壓( (二二) ) 主要靜態(tài)參數(shù)主要靜態(tài)參數(shù)回差回差電壓電壓CCT32VU下限閾值電壓下限閾值電壓CCT31VU回差電壓回差電壓 UT = UT+ UT第二十一頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-22）6.1.4 555 定時器構(gòu)成定時器構(gòu)成(guchng)的多諧振蕩器的多諧振蕩器+VCCuOQ&1TDR1R2Cu

9、CCC32VCC31V uCtUOH uOtUOL一、電路一、電路(dinl)組成和工作原理組成和工作原理 6278 4153555R1C1+R2C2+VCC第二十二頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-23）二、振蕩頻率的估算二、振蕩頻率的估算( sun)和占空比可調(diào)電路和占空比可調(diào)電路62784153555R1C+R2C2+VCC1. C 充電充電(chng din)時間時間 tw1uC（0+） = VCC / 3,uC（ ） = VCC)()()0()(lnWWtuuuutCCCC 2lnln1CC32CCCC31CC11 VVVVtWCRRt）（21W17

10、. 0 充電充電(chng din)時間時間常數(shù)常數(shù) 1= （R1+R2）C2. C 放電時間放電時間 tw22ln2W2 t可求得可求得: :CRt2W27 . 0 放電時間常數(shù)放電時間常數(shù) 2 = R2C（一一） 振蕩頻率的估算振蕩頻率的估算第二十三頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-24）3. 振蕩振蕩(zhndng)頻率頻率 f uCCC32VCC31VtUOH uOtUOLtw1tw2Ttw1= 0.7 ( (R1+R2) Ctw2 = 0.7R2CT = 0.7（R1+2R2）C振蕩周期：振蕩周期：振蕩振蕩(zhndng)頻率頻率：CRRCRRTf）（

11、）（2121243. 127 . 011 占空比：占空比：CRRCRRTtq）（）（2121W127 . 07 . 0 002121502 RRRR第二十四頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-25）（二）（二） 占空比可調(diào)電路占空比可調(diào)電路(dinl)62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1= 0.7R1Ctw2 = 0.7R2CCRRCRTtq）211W17 . 07 . 0(7 . 0 211RRR T = 0.7（R1+R2）C第二十五頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-26）6.5 555定時器的原理定

12、時器的原理(yunl)和應(yīng)用和應(yīng)用 555定時器是將模擬電路和數(shù)字電路集成于定時器是將模擬電路和數(shù)字電路集成于 一體的電子器件。它使用方便一體的電子器件。它使用方便, ,帶負載能力較強帶負載能力較強, , 目前得到了非常廣泛目前得到了非常廣泛(gungfn)(gungfn)的應(yīng)用。的應(yīng)用。 6.5.1 555定時器的工作定時器的工作(gngzu)原理原理 555定時器的內(nèi)部電路包括以下幾部分定時器的內(nèi)部電路包括以下幾部分 : 一個由三個相等電阻組成的分壓器一個由三個相等電阻組成的分壓器; 兩個電兩個電壓比較器壓比較器: A1、A2 ;一個一個 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器; 一個反相一個反相器和一個晶體

13、管器和一個晶體管T等。具體的等。具體的 結(jié)構(gòu)見后圖。結(jié)構(gòu)見后圖。第二十六頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-27）(3) 多諧振蕩器多諧振蕩器: 簡易簡易(jiny)電子琴電路電子琴電路48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCuC0tVCC /32VCC /3首先說明首先說明(shumng)如何用如何用555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器定時器構(gòu)成多諧振蕩器:0tuo輸出波形輸出波形第二十七頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-28） 設(shè)電容設(shè)電容(dinrng)(dinrng)C C 原先未原先未充電充電, , 故故 TH =

14、 = TR VCC / /3 , , 此時此時 uo = 1 , = 1 , 555內(nèi)的晶體內(nèi)的晶體管管 T T 截止截止 , , 電源通過電源通過 R1 和和 R2 對電容對電容 C 充電。充電。uC0tVCC /32VCC /30tuo 在在 uC 沒有沒有(mi yu)充電到充電到 2VCC /3 之前之前, uo 保持保持 1 不不變。變。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第二十八頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-29）uC0tVCC /32VCC /30tuouC一旦充至一旦充至2VCC /3，則，則 TH = TR =2VCC

15、/3 、uo由由1翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 。同時。同時555內(nèi)的晶體管內(nèi)的晶體管 T 導(dǎo)通導(dǎo)通,電容電容(dinrng) C 經(jīng)經(jīng) R2 、T放電放電, 一直至一直至VCC /3 ，使得，使得uo 回到回到 1 , 進入循環(huán)進入循環(huán) .t1t2t3 在在 uC 沒有沒有(mi yu)充電到充電到 2VCC /3 之前之前, uo 保持保持 1 不不變。變。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第二十九頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-30）0tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2輸出方波的輸出方波的周期周期(zhuq) T的計算的計算:T

16、= T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第三十頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-31）0tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2如何如何(rh)改變方波的占空比？改變方波的占空比？改變改變(gibin)充放電回路的時間常數(shù)即可。充放電回路的時間常數(shù)即可。 充電時間常數(shù)充電時間常數(shù)：（：（R1+R2）C 放電時間常數(shù)：放電時間常數(shù)：R2C48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第三十一頁，共三十三頁。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程（6-32）48162357R1C555uoVCCR21R28S8S1簡易電子琴電路圖簡易電子琴電路圖 簡易電子琴就是通過改變簡易電子琴就是通過改變(gibin)R2 的阻值來改變的阻值來改變輸出方波的周期輸出方波的周期 , 使外接的喇叭發(fā)出不同的音調(diào)使外接的喇叭發(fā)出不同的音調(diào) 。第三十二