数字电路与逻辑设计课件：脉冲波形的产生与整形.pptx

脉冲波形的产生与整形;8.1555定时器及其应用;555定时器内部原理图和外部引脚图如图8-1-1（a）、（b）所示。从图8-1-1（a）可以看出，555定时器由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管四部分电路组成。

电阻分压器由三个5kΩ的电阻构成，为两个比较器C1和C2提供参考电压UR1和UR2。UR1和UR2由电源端（引脚8）UCC经三个5kΩ的电阻分压得到。当控制电压输入端（引脚5）UCO悬空时，UR1=2/3UCC,UR2=1/3UCC，若UCO外接固定电压，则UR1=UCO,UR2=1/2UCO。;比较器C1的输入端U6（引脚6）称高电平触发输入端。当输入端U6UR1时，R=0，基本RS触发器的清零有效，输入端U6标记为TH。

比较器C2的输入端U2（引脚2）称低电平触发输入端。当输入端U2ER2时，S=0，基本RS触发器的置1有效，输入端U2标记为。

放电三极管V1的工作过程是：当输出端（引脚3）UO=0时，V1的基极为高电平，V1饱和集电极与发射极导通，放电端（引脚7）的电流通过地端（引脚1）放电。当UO=1时，V1的基极为高电平，V1截止集电极与发射极不导通。

RD（引脚4）为异步输出置0端，当RD端为低电平时，输出被置0，不置0时RD必须为高电平。;555定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管V1状态的控制。

当时，比较器C1输出为0，C2输出为1，基本RS触发器被置0，V1导通，Uo输出为低电平0。

当时，C1输出为1，C2输出为0，基本RS触发器被置1，V1截止，Uo输出高电平。

当时，C1和C2输出均为1，则基本RS触发器的状态保持不变，因而V1和Uo输出状态也维持不变。;表8-1-1555定时器功能表;8.1.2555定时器的典型应用;1.施密特触发器

1)构成施密特触发器的工作原理;;当时，RS=11，RS触发器保持不变，故UO=1；

当时，RS=01，RS触发器清0，UO=0(UOL)，电路发生翻转UO从1变为0，此时相应的幅值称之为上触发电平U+。

三角波下降阶段的工作过程：

当Ui开始下降，但是时，RS=01，RS触发器仍然清0，UO=0；

当Ui继续下降到时，由于RS=11，故RS触发器保持，UO=0不变；

当Ui下降到时，RS=10，RS触发器置1，UO=1，电路发生翻转UO从0变为1，此时相应的幅值称为下触发电平U-。;从以上分析可以看出，电路Ui在上升和下降时，输出端电压UO翻转时所对应的输入电压值是不同的，一个为U+，另一个为U-。这是施密特电路所具有的迟滞特性，用回差电压表示，回差电压。该电路的电压传输特性如图8-1-2(c)所示。

当电压控制端（5脚）外加电压UCO时，调节外加的电压UCO值便可改变回差电压，一般UCO越高，?U越大，抗干扰能力越强，但相应的灵敏度也会降低。;2)施密特触发器的应用

①波形整形

从图8-1-2（b）所示波形可见，可以将边沿变化缓慢的信号或不规则的模拟电压波形变换成数字脉冲波形。

②检测应用

从图8-1-2（b）所示波形可见，当加到施密特触发器输入端信号的幅值大于上触发电平U+时，输出端产生低电平信号。因此，通过这一方法可以检测幅度大于U+的信号出现时，以便进行检测报警或控制等。同理，通过这一方法也可以检测幅度小于U-时，进行检测报警或控制。;③波动检测与抗干扰

图8-1-3所示Ui为顶部有波动的输入信号，当回差电压?U小于波动的幅度时，可以获得如图8-1-3所示UO的脉冲波形，正脉冲的个数即表示波动的次数。若把图8-1-3所示Ui的顶部的波动信号视为干扰，则当回差电压?U大于顶部波动的幅度时，输出波形如图8-1-3所示UO’，由此可见，增大回差电压，可以消除电路的干扰。;;2.单稳态触发器;555定时器与外接R、C定时元件组成的单稳触发器如图8-1-4(a)所示。触发信号Ui加