《數(shù)字電子技術(shù)》課程

用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路6.1.2用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路只存在一種穩(wěn)定工作狀態(tài)，它有以下特點：

電路在無外加觸發(fā)信號作用時，處于一種穩(wěn)定工作狀態(tài)，稱之為穩(wěn)態(tài)。

當(dāng)輸入端有外加觸發(fā)脈沖信號的上升沿或下降沿(由電路而定)作用時，輸出狀態(tài)立即發(fā)生跳變。此后，電路進(jìn)入暫時穩(wěn)定狀態(tài)，稱為暫穩(wěn)態(tài)。過一段時間，電路自動恢復(fù)原先的穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的時間與電路的閾值電壓及外接R、C參數(shù)有關(guān)。

這種電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)，稱為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。本節(jié)介紹555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路。

2一、電路的組成及工作原理“6”號引腳為電容電壓uC“2”號引腳為輸入電壓uI3一、555定時器的電路結(jié)構(gòu)及符號C1C2G3QQG1G2RSVR5k

5k

5k

UR1UR2GNDVCCRDOUTCO555THTRDIS電路符號627153843OUT輸出端

8VCC電源端

4RD直接復(fù)位

DIS7放電端TH6

復(fù)位控制TR2

置位控制VC5

控制電壓

GND1接地端

集電極開路輸出端UR1UR2

輸出緩沖器OUT=Q構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，決定電路輸出。

放電管，其輸入為Q，輸出為開路集電極。Q構(gòu)成電壓比較器，比較TH與UR1和TR與

UR2的大小。構(gòu)成電阻分壓器，為比較器

C1、C2提供兩個參考電壓，UR1=2/3VCC，UR2=1/3VCC。4GNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01

FRCuIuOuC-+三、用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(一)電路結(jié)構(gòu)DISTHVCCRR、C為定時元件TRuIOUTuOGNDVCCRDCO0.01

FCuC-+5(二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算1.穩(wěn)定狀態(tài)

接通電源后VCC經(jīng)R向C充電，使uC上升。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC該電路觸發(fā)信號為負(fù)脈沖，不加觸發(fā)信號時，uI=

UIH(應(yīng)

>

1/3

VCC)。

當(dāng)uC≥2/3VCC時，滿足TR=uI>1/3VCC，TH=uI≥2/3VCC,因此uO為低電平，V導(dǎo)通，電容C經(jīng)放電管V迅速放電完畢，uC

0V。這時TR=UIH>1/3VCC，TH=uC

0<2/3VCC，uO保持低電平不變。因此，穩(wěn)態(tài)時

uC

0V，uO為低電平。充電工作原理

導(dǎo)通放電VuCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC0VUOLUIH62.觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)

uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC

當(dāng)輸入uI由高電平躍變?yōu)榈碗娖?/p>

(應(yīng)<1/3VCC)時，使

TR=UIL<1/3VCC而TH=uC

0V<2/3VCC，因此uO躍變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時放電管V截止，VCC又經(jīng)R向C充電，uC上升。UILUOH充電73.自動返回穩(wěn)定狀態(tài)

uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC2.觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)

UIHUOL

TH≥2/3VCC放電V

當(dāng)輸入uI由高電平躍變?yōu)榈碗娖?/p>

(應(yīng)<1/3VCC)時，使

TR=UIL<1/3VCC而TH=uC

0V<2/3VCC，因此uO躍變

為高電平，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時放電管V截止，VCC又經(jīng)R向C充電，uC上升。這時uI必須已恢復(fù)為高電平

當(dāng)uC上升到uC≥2/3VCC時，

TH

=

uC≥2/3

VCC，而TR=uI=

UIH(>1/3VCC)，因此uO重新躍變?yōu)榈碗娖健Ｍ瑫r，放電管導(dǎo)通，C

經(jīng)V迅速放電uC

0V，放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。8uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC輸出的脈寬也就是暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，可根據(jù)的波形計算

當(dāng)式中

和時間常數(shù)

時，可得：9[例]用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時時間為1s的正脈沖，R=27k

，試確定定時元件

C的取值。

uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC輸出脈沖寬度tW即為暫穩(wěn)態(tài)維持時間，主要取決于充放電元件R、C。

該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為不可重復(fù)觸發(fā)器，且要求輸入脈寬tWI小于輸出脈寬tWO。解：因為

tWO

1.1RC故可取標(biāo)稱值

33

F。估算公式tWO

1.1RC10三.應(yīng)用舉例1、脈寬的定時

由于單穩(wěn)態(tài)電路能產(chǎn)生一定寬度tW

的矩形脈沖，利用這個脈沖可以控制某電路在tW時間內(nèi)動作，這就是脈寬的定時作用。如左圖所示，定時電路只有在輸入uI下跳沿觸發(fā)下，使單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生脈沖定時信號uB，在tW的時間內(nèi)，信號uA

才通過與門輸出。

通過112、脈沖寬度調(diào)制器

由