数电(单稳态触发器).ppt

2、CMOS或非门 2、CMOS或非门 * 1.数字逻辑概论 2.逻辑代数与硬件描述语言概述 3.逻辑门电路 4.组合逻辑电路 5.锁存器与触发器 6.时序逻辑电路 7.存储器、复杂可编程器件和 现场可编程门阵列 9.模数与数模转换器 8.脉冲波形的变换与产生 8.1 单稳态触发器 8.2 施密特触发器 8.3 多谐振荡器 8.4 555定时器及其应用 8 脉冲波形的变换与产生 8.1单稳态触发器 8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器 8.1.2 集成单稳态触发器 8.1.3 单稳态触发器的应用 ① 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。 工作特点： ② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;暂稳态是一种不能长期保持的状态。 ③ 由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动由暂稳态返回到稳态。暂稳态的持续时间仅与RC参数值有关。 8.1单稳态触发器 门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器 不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器 按电路形式不同 分类 工作特点划分 8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器 1. 电路 CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器 CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器 稳态为1 负脉冲触发 稳态为0 正脉冲触发 R C vI vO vC i o t vI /V 5 o t 5 -5 t1 t2 v O /V + - tP ?tP vC 微分电路的条件 (1) ? tp (一般 ? 0.2tP )； (2) 从电阻R两端 输出电压。 微分电路 补充复习： + - + - 注意：电容两端电压不能突变！其电压变化只能通过充放电完成！ 电路处于一种稳态： 0 0 1 1 0 vo =0 vc =0 a)没有触发信号时， vI=0 设定CMOS反相器的阈值电压 工作原理： 假定电路没有上电时，vc =0；刚上电时， vc =0保持； 同时， vI=0； 此时，电路类似于双稳态存储单元电路。 且CMOS门输入端输入电流很小，忽略不计 b)外加触发信号（即vI加正脉冲） vd vd =VTH 产生如下正反馈过程： 迅速使 vo1 = 0 vo =1 电路进入暂稳态 1 0 - + 3 1 v O 1 v O G 2 G 1 C D R V DD v I v I2 v C 1 R d C d v d 注：vc =0 0 此时， vd再变为0，暂稳态也不变化 1 c)电容C充电, 0 vI2 vI2 =VTH 产生如下正反馈过程： 迅速使 vo1 = 1 vo =0 0 1 0 (此时一般vI=vd=0) vI2 = vo1 +vC，且电容两端电压不能突变 电路由暂稳态自动返回到稳态 vc =0 c)电容C放电 0 1 tw≈0.7RC （1） 输出脉冲宽度tw (2) 恢复时间tre tre 3?d (3) 最高工作频率 fmax 3、 主要参数的计算 vC(0+) = 0；vC(?) =VDD ? =RC, VTH = VDD /2 = RCln2 4. 讨论 b)用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗？ a)在暂稳态结束(t= t2)瞬间，门G2的输入电压?I2达到VDD+VTH，可能损坏G2门，怎么办？ 采用TTL与非门构成单稳电 路时，电阻R要小于0.7k?。 8.1.2 集成单稳态触发器 vO vI tw tw vO vI tw tw 不可重复触发 可重复触发 被重复触发 没有被重复触发 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121 触发信号控制电路 微分型单稳触发器 电路的连接： R：外接电阻或采用内部电阻 C：外接电容 输出脉冲宽度： tw≈0.7RC 电路的不可重复触发特性 (1)工作原理 在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭，不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器 暂稳态: Q=1 Q=0 1 0 0 0 74121功能表 H H A1 A2 B Q L ? H L ? L H L ? ? L L H H H ? L H H H H H H L ? ? L 逻辑功能表 不可触发，保持稳态不变 A1、A2中有一个或两个为低电平， 在B端输入上升沿时电路被触发 B为高电平，A1、A2 中一个或两个有下降沿,其余为高电平时电路被触发 8.1.3 单稳态触发器的应用 1. 定时 该电路可用于频率计 2. 延时 3. 组成