数字电路逻辑设计第十章

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第10章 脉冲单元电路10.1 脉冲信号与脉冲电路 10.2 集成门构成的脉冲单元电路

10.3 555定时器及其应用10-1

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10.1 脉冲信号与脉冲电路10.1.1 脉冲信号按狭义定义的脉冲信号是指那些持续时间 极短，在瞬间完成突变的电压或电流波形 按广义定义的脉冲信号则指凡是不具有连 续正弦波形状的信号，几乎都可通称脉冲信 号 矩形波、方波、锯齿波、钟形脉冲、尖脉 冲等都是脉冲信号，在数字电路中最常见的 脉冲信号是矩形脉冲和方波，其实方波只是 矩形脉冲的一种特殊情况10-2

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矩形脉冲的波形参数tW 0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm tr tf T Vm

10.1.1 脉冲信号

Vm脉冲幅度 tr 上升时间 tf 下降时间

tW 脉冲宽度 T 脉冲周期 q 占空比tW q= T10-3

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10.1.2 脉冲电路用来产生和处理(变换、整形、鉴幅等) 脉冲波形的电路称为脉冲电路 从严格的意义上讲，脉冲电路属于模拟电 路的范畴，但是由于脉冲电路与数字电路有 着密切的联系，所以在数字电路课程中有关 脉冲电路的内容常常占有一定篇幅，主要讨 论脉冲的产生和波形变换 脉冲电路可以用晶体管或集成电路作为开 关和RC和RL电路构成，按其工作时的电路 状态通常分双稳态电路、单稳态电路和无稳 态电路三类10-4

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10.2 集成门构成的脉冲单元电路10.2.1 施密特触发器施密特触发器是一种双稳态电路，工作时它 有两个稳定的电路状态，在输入信号的触发 作用下在两个状态之间转换稳 态 Ⅰ VT+ 稳 态 Ⅱ

VT-

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10.2.2 单稳态触发器单稳态触发器是只有一个稳态的电路，工作 时有一个稳态和一个暂稳态，当无输入信号 触发时电路处于稳态，在输入信号的触发下 电路状态转换进入暂稳态，在暂稳态持续一 定时间后，它又会自动地返回到稳态稳 态自动

暂 稳 态

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10.2.3 多谐振荡器多谐振荡器是无稳态电路，工作时没有一个 稳定状态，只有两个暂稳态。接通电路的电 源后，不需要任何输入信号，电路会自动地 进入暂稳态，在两个暂稳态之间转换，并周 而复始地持续进行这种转换暂 稳 态 Ⅰ自动

自动

暂 稳 态 Ⅱ

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10.3 555定时器及其应用555定时器是一种多用途的单片中规混 合集成电路，它使用方便，应用灵活， 用途及其广泛，只需要添加有限的外围 元器件，就可以构成许多实用的电子电 路。本章中仅讨论555定时器构成脉冲 单元电路的应用

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10.3.1 555定时器的电路结构 555定时器电路组成VCC 8 R VREF1 vCO 5 vI1 6 R vI2 2 R 4

+ C1 (SD) & - + C2 (RD) -R VREF2

G1

G3 (Q) 1 3 vO

&G2

′ vO

7 TD 110-9

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555定时器工作原理R L H H H vI1 vI2

10.3.1 555定时器的电路结构

555定时器功能表 (SD) (RD) × L H H × H L H (Q)

H H L TD 饱和 饱和 × × > VREF1 > VREF2 vO VOL VOL

<VREF1 <VREF2 <VREF1 > VREF2

截止 VOH

保持 保持 不变

2 1 VREF1=—VCC VREF2=—VCC 3 3

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10.3.2 用555定时器构成施密特触发器

电路组成

VCC

VCC 8

vI

vCO 5 vCO + C1 SD vI1 - 6 vI1 R VREF1 vI2 + C2 RD 2 vI2 - R VREF2

R VREF1

R 4 R G1

G3 Q

& &G2

1

vO vO 3

′ vO ′ 0.01F 7 vO TD 110-11

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工作原理VCC 5 vCO 6 vI1 2 vI2

10.3.2 用555定时器构成施密特触发器vI2 —VCC 3 1 —VCC 3 VT+ VT-

8 4 VCC R

vO vO 3 vO

0

t

vI

555

VOH VOL 0 vO t

′ 7 vO 0.01F 1

VOHVT

VOL 0

VT-

VT+

vI10-12

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工作原理

10.3.2 用555定时器构成施密特触发器

2 —VCC时，v = V ,此时对应的输入 当vI ≥ 3 O OL 2 —VCC 电压为VT+,称为接通电压VT+ = 3 1 —VCC 时，v = V ,此时对应的输 当vI ≤ 3 O OH 1 —VCC 入电压为VT-,称为关断电压VT- = 3 1 —VCC 称为回差电压 令VT= VT+ - VT- = 3

VT+ 、 VT-与电路参数有关，而与输入无关 输入vI 不仅起触发作用，而且对输出状态 的稳定起维持作用 VT+ 和 VT-的不一致性，即回差特性，是 施密特触发器最重要的电气特性

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施密特触发器的应用波形变换vI2 —VCC 3 1 —VCC 3

10.3.2 用555定时器构成施密特触发器

VT+ VT-

0 vO

t

0

t

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施密特触发器的应用脉冲整形vIVT+ VT-

10.3.2 用555定时器构成施密特触发器

vIVT+ VT-

0 vO

t

0 vO

t

0

t

0

t

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施密特触发器的应用脉冲鉴幅vIVT+ VT-

10.3.2 用555定时器构成施密特触发器

0 vO

t

0

t

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