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1、第第16章章 脉冲波形脉冲波形(b xn)的产生与整形的产生与整形16.1 由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器 16.1.1由门电路构成的多谐振荡器由门电路构成的多谐振荡器 16.1.2由门电路构成的单稳态触发器由门电路构成的单稳态触发器16.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器74LS123 16.2.1集成单稳态触发器集成单稳态触发器74LS123的功能的功能 16.2.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74LS123的应用的应用(yngyng)举例举例16.3集成定时器集成定时器555 16.3.1 555定时器的工作原理定时器的工作原理 16.
2、3.2 555定时器的应用定时器的应用 第一页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形 16.1由门电路构成由门电路构成(guchng)的多谐振荡器和单稳态触发的多谐振荡器和单稳态触发器器 一、由奇数一、由奇数(j sh)(j sh)个非门组成的多谐振荡器个非门组成的多谐振荡器 利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接，就可以构成一个简单相接，就可以构成一个简单(jindn)(jindn)的多谐振荡器（环行的多谐振荡器（环行振荡器）振荡器）: :111u1u2u30tu3缺点缺点: : 因门电路传输延迟时间很短（因门电路传输延迟时间很短（10
3、nS10nS左右），所以振荡频率太左右），所以振荡频率太高高, ,并且不可调整。并且不可调整。16.1.1由门电路构成的多谐振荡器由门电路构成的多谐振荡器第二页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形二、带二、带RCRC延时电路延时电路(dinl)(dinl)的多谐振荡器的多谐振荡器111u1u2u3CARRSG1G2G3时间常数时间常数(sh jin chn sh)(sh jin chn sh) RCRC门电路传输延门电路传输延迟时间迟时间u u3 3 周期：周期：T 2.2 RCR RS S：限流电阻：限流电阻(dinz)(dinz)，几百，几百 输出输出第三页，共四十八页。第36讲-
4、脉冲信号的产生与整形0tu30tu20tu10tuAUT假设假设(jish)(jish)：开始时：开始时u u3 3=0=0当当u uA AUUT T时，时，u u3 3不反转不反转(fn (fn zhun)zhun)u1CR1u2 =0.3VA111u1u2u3CARRSG1G2G3带带RC延时电路的环行延时电路的环行(hunxng)振荡器分振荡器分析析第四页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形0tu30tu20tu10tuAUT当当u uA A=U=UT T时，时，u u3 3反转反转(fn zhun)(fn zhun)，u u1 1、u u2 2也同时反转也同时反转111u1u2
5、u3CARRSG1G2G3第五页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形0tu30tu20tu10tuAUT 由于电容由于电容(dinrng)(dinrng)电压不能电压不能 突变突变, ,当当u u1 1 发生下跳时发生下跳时,u,uA A有一突变。有一突变。111u1u2u3CARRSG1G2G3第六页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形0tu30tu20tu10tuAUT111u1u2u3CARRSG1G2G3u u2 2uu1 1，电容反向充电，电容反向充电(chng (chng din)din) , u , uA A上升。上升。第七页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生
6、与整形0tu30tu20tu10tuAUT当当uA=UT 时，时，u3、u1、u2反转反转(fn zhun)111u1u2u3CARRSG1G2G3第八页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形0tu30tu20tu10tuAUTU由于由于u u1 1上跳，电容电压不能上跳，电容电压不能突变，所以突变，所以u uA A上跳，然后上跳，然后(rnhu)(rnhu)u uA A下降下降，进入下一个周，进入下一个周期。期。111u1u2u3CARRSG1G2G3第九页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形T0tu30tu20tu10tuAUTU可以推导，输出可以推导，输出(shch)(sh
7、ch)信号的信号的周期近似为周期近似为: :T 2.2 RC111u1u2u3CARRSG1G2G3第十页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形三、三、RCRC耦合式振荡器耦合式振荡器0tuo0tuA11R1R2C2C1uoA当当R R1 1=R=R2 2=R , C=R , C1 1=C=C2 2=C=C时时 输出输出(shch)(shch)信号的周期近似为信号的周期近似为: :T 1.4 RC第十一页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形四、石英四、石英(shyng)(shyng)晶体振荡晶体振荡器器输出方波输出方波u uO O的频率的频率 = =石英晶体石英晶体(jngt)(
8、jngt)的固有谐振频的固有谐振频率率石英晶体等效电路石英晶体等效电路石英晶体石英晶体11R1R2CuoAR1=R2=1k C=0.1 F优点：振荡优点：振荡(zhndng)频率稳定，精度高，常用作基准信号源频率稳定，精度高，常用作基准信号源第十二页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形单稳态触发器单稳态触发器: : 输出端只有一个稳定状态输出端只有一个稳定状态, , 另一个状另一个状态则是暂稳态。加入触发信号后，它可以由稳定状态态则是暂稳态。加入触发信号后，它可以由稳定状态转入暂稳态，经过一定转入暂稳态，经过一定(ydng)(ydng)时间以后，它又会自动返时间以后，它又会自动返回原来
9、的稳定状态。回原来的稳定状态。稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态暂稳态暂稳态16.1.2 由门电路构成由门电路构成(guchng)的的单稳态触发器单稳态触发器由外部触发后，由稳由外部触发后，由稳定状态变为暂稳态定状态变为暂稳态经延时电路延时后，又经延时电路延时后，又自动返回稳定状态自动返回稳定状态第十三页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形一、由门电路构成一、由门电路构成(guchng)的积分型单稳态触的积分型单稳态触发器发器0tuiu1uAu20t0t0tt1当当u ui i=0=0时时u1u2RC1&uiAu ui i：外部：外部(wib)(wib)触发脉触发脉冲冲当当u ui i上
10、跳时，上跳时， u u1 1下跳下跳因因u uA A不能突变不能突变(tbin)(tbin)，所，所以以u u2 2下跳下跳第十四页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形0tuiu1uAu20t0t0tt1u u1 1下跳后，下跳后，C C放电放电(fng din)(fng din)，u uA A下降下降UTTWTW=1.1RCu1u2RC1&uiA当当u uA A=U=UT T时，时，u u2 2上跳，输出一上跳，输出一个个(y )(y )宽度为宽度为T TW W的负脉冲的负脉冲当当u ui i下跳时，下跳时，u u1 1上跳，上跳，C C再充电再充电(chng din)(chng d
11、in)， u uA A上升为高电平。上升为高电平。第十五页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形uA0tUTu20t0tuiu10tt1t3缺点：缺点： 若若C C的放电太慢，在的放电太慢，在 t t1 1- t- t3 3期期间间, u, uA AUUT T , , 失去失去(shq)(shq)对对 u u2 2 低电低电平宽度的控制作用平宽度的控制作用u1u2RC1&uiAu u2 2将随着将随着(su zhe)(su zhe)u ui i变为变为0 0而变为而变为1 1第十六页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形u1u2RC1&uiA&ui,1u3 ( a )( b )改进
12、型电路改进型电路(dinl)u1u2RC1&uiA第十七页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形u1uAu20t0t0tui0tUT0tuit1t1改进改进(gijn)的积分型单稳触发器的积分型单稳触发器工作原理工作原理特点特点: : 输出脉冲输出脉冲(michng)(michng)宽度不宽度不受输入脉冲受输入脉冲(michng)(michng)宽度的影响宽度的影响u1u2RC1&uiA&ui,1u3 第十八页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形二、由门电路构成二、由门电路构成(guchng)的微分型单稳态触发器的微分型单稳态触发器(略略)第十九页，共四十八页。第36讲-脉冲信号
13、的产生与整形16.2 16.2 集成集成(j chn)(j chn)单稳态触发器单稳态触发器74LS12374LS123 74LS123 74LS123 内部包括内部包括(boku)(boku)两个独立的单稳。单稳输出脉冲的宽两个独立的单稳。单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻度，主要由外接的定时电阻( R( RT T ) )和定时电容和定时电容( C( CT T ) )决定。决定。单稳的翻转时刻决定于单稳的翻转时刻决定于 A A、B B、CLR CLR 三个输入信号。三个输入信号。ABQQCLRRT/CTCTABQQCLRRT/CTCT1216.2.1 16.2.1 集成集成(j chn
14、)单稳态触发器单稳态触发器74LS123的功的功能能第二十页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形触发触发(chf)74LS123功能表功能表ABQQCLRRT/CTCT+5V清清0 0CLRABQQ说明说明000000011111111稳态稳态稳态稳态触发触发(chf)触发时：触发时：Q Q端得到正脉冲端得到正脉冲 Q Q端得到负脉冲端得到负脉冲第二十一页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形ABQQCLRRT/CTCT+5VABQQCLRRT/CTCT+5V“1”TW = 0.45 RT CT 单位单位 RT：k , CT: pF, tW: nSCT 1000PFRTCTCTR
15、TTWAQQTWBQQ第二十二页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形16.2.216.2.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74LS123应用应用(yngyng)(yngyng)举举例例例例1.1.用用单稳进行单稳进行彩灯彩灯(ci dn)(ci dn)的延时控的延时控制制BTWQQABQQCLRRT/CTCT+5VCTRT延时时间延时时间第二十三页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形QAQCQBQDCPCLRRS0S1QAQCQBQDCPCLRRS0S1ABCDEFGH7 4 L S 1 9 4 ( 1 )7 4 L S 1 9 4 ( 2 )R2C2AQ2R1C1AQ1B+
16、 5V移位输入移位输入DW1DW2时钟时钟+5V+5V9108发光发光(f un)二极管二极管串行移位串行移位(y wi)寄存寄存器器单稳态触发器单稳态触发器彩灯彩灯(ci dn)控制控制过程过程: :全亮全亮由左到右逐个灭由左到右逐个灭全灭全灭延时延时全亮全亮, ,周而复始周而复始第二十四页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形例例2.2.用单稳进行波形用单稳进行波形(b xn)(b xn)的整形、用晶体振荡器产生计数的整形、用晶体振荡器产生计数器的计数脉冲器的计数脉冲( (数字测速系统数字测速系统) ) 放大器放大器电机电机圆盘圆盘红外发射红外发射红外接收红外接收单稳整形单稳整形计数
17、器计数器定时器定时器(晶体振荡器晶体振荡器)显示译吗器显示译吗器数码显示器数码显示器uiuo转转/分分分频器分频器uiuo第二十五页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形16.3 集成集成(j chn)定时器定时器55516.3.1 555定时器的工作原理定时器的工作原理一、内部电路一、内部电路(dinl)组成组成内部电路内部电路(dinl)组组成成:(1)分压器分压器(3个个R)(2)电压比较器电压比较器 (A1、A2）(3)RS触发器触发器(4)反相器反相器(5)晶体管晶体管T+A1+A2RSQQTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR第二十六页，共四十八页。第36
18、讲-脉冲信号的产生与整形1端端GND 地地2端端TR 低电平触发输入低电平触发输入 3端端UO 输出输出4端端RD 直接清直接清05端端CV 电压控制，不用电压控制，不用 时经时经0.01 F电容电容 接地接地(jid)6端端TH 高电平触发输入高电平触发输入7端端D 三极管集电极三极管集电极8端端VCC 电源电源(4.5V18V)16.3.1 555定时器的工作定时器的工作(gngzu)原理原理(续续)二、引脚功能二、引脚功能(gngnng)+A1+A2RSQQTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR第二十七页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形16.3.1 555
19、定时器的工作定时器的工作(gngzu)原理原理(续续)三、工作原理三、工作原理 各部分各部分(b fen)的功能的功能+A1+A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR(1)分压器为比较器提供基分压器为比较器提供基准电压，准电压，A1的基准电压为的基准电压为 ，A2的基准电压为的基准电压为 。（2）阈值端（）阈值端（TH）和触）和触发端（发端（TR）的外加输入）的外加输入信号和两基准电压比较。信号和两基准电压比较。当当TH 时，时，A1输出高电平；当输出高电平；当TR 时，时，A2输出高电平。反之，输出高电平。反之，两比较器输出低电平。两比较器输出低电平。 （3）A
20、1、A2的输出的输出(shch)作为作为RS触发器的输入。触发器的输入。R=1时，时，Q=0；S=1时，时，Q=1（4）RS触发器的反相输出端经反触发器的反相输出端经反相驱动后输出相驱动后输出UO,即即UO=Q(5)当当Q=0时时,T导通；导通；Q=1时，时，T截止。截止。第二十八页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形16.3.1 555定时器的工作定时器的工作(gngzu)原理原理(续续)三、工作三、工作(gngzu)原理原理 功能功能表表555定时器的功能表定时器的功能表RDTHTRUOT10001100导通导通导通导通截止截止保持保持2V2VCCCC/3/3时，时， u uo o
21、=0, T=0, T导通导通, ,电容电容C C很快放电很快放电, ,电路电路(dinl)(dinl)恢复到初始状态。恢复到初始状态。第三十九页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(dinl)波形图上电清上电清0 0：由于：由于C CS S的作用，的作用，上电后上电后u uo o=0=0，T T导通，导通，u uc c=0=0第四十页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(dinl)波形图当当u ui i为高电平时，为高电平时， u uo o保持，仍为保持，仍为u uo o=0=0第四十一页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(d
22、inl)波形图当当u ui i由高电平变为低电平时，由高电平变为低电平时， u uo o=1=1T T截止，截止，C C开始充电开始充电第四十二页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(dinl)波形图u ui i脉冲足够窄脉冲足够窄, , u ui i变为高电平后变为高电平后, , u uo o保持为保持为1,C1,C继续充电继续充电第四十三页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(dinl)波形图当当C C充电充电2V2VCCCC/3/3时，时， u uo o=0, T=0, T导通导通, ,电容电容C C很快放电很快放电, ,电路恢复到初始状态。电
23、路恢复到初始状态。第四十四页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形精品精品(jn pn)课课件件！第四十五页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形精品精品(jn pn)课课件件！第四十六页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形555单稳电路(dinl)波形图tw输出脉冲宽度：输出脉冲宽度：第四十七页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形内容(nirng)总结第16章 脉冲波形的产生与整形。第16章 脉冲波形的产生与整形。16.1 由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器。16.3.1 555定时器的工作原理。16.3.1 555定时器的工作原理。16.3.2 555定时器的应用。利用门电路的传输(chun sh)延迟时间，将奇数个非门首尾相接，就可以构成一个简单的多谐振荡器（环行振荡器）:。当uA=UT时，u3反转，u1、u2也同时反转。T 1.4 RC。( a )第四十八页，共四十八页。第36讲-脉冲信号的产生与整形
