高中教育数字逻辑与数字系统

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1、会计学1高中教育数字逻辑与数字系统高中教育数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统1 555集成定时器的工作原理2 555定时器的应用多谐振荡器3 555定时器的应用施密特触发器4 555定时器的应用单稳态触发器的功能第1页/共40页数字逻辑与数字系统 数字电路常常需要用到各种幅度、宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号，如触发器就需要时钟脉冲（CP）。脉冲信号的产生方法一种是利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲；利用已有的周期性信号，通过整形电路变换为所需的矩形波信号。 在数字系统中，矩形脉冲作为时钟信号控制和协调着整个数字系统的工作，所以时钟脉冲的好坏直接关系整个系统能否正常工作。l整

2、型的作用p使CP脉冲的边沿变得陡峭，可用施密特触发器；p 改变脉冲宽度，可以用单稳态触发器。第2页/共40页数字逻辑与数字系统脉冲信号的定义及参数（不对称方波） 三角波： 锯齿波： 微分窄脉冲： 按非正弦规律变化的信号均可称脉冲信号。 方波：（对称方波）第九章 脉冲波形的产生与变换 第3页/共40页数字逻辑与数字系统脉冲信号的参数 q=TW/T 占空比TwTVmv0tT 脉冲周期 f=1/T 频率Tw 脉冲宽度Vm 幅值脉冲信号的定义及参数第九章 脉冲波形的产生与变换 脉冲周期T周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也使用频率f1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。 第4页/共

3、40页数字逻辑与数字系统0.1Vm0.5Vm0.9VmtrtfTWTVm 0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm tr tf tW T VmT 脉冲周期 f=1/T 频率第5页/共40页数字逻辑与数字系统555定时器 集成555定时器因为其内部有3个精密的5k电阻而得名。后来国内外许多公司和厂家都相继生产出双极型和CMOS型555集成电路。虽然CMOS型3个分压电阻不再是5k,但仍然延用555名称。 目前一些厂家在同一基片上集成2个555单元，型号后加556，例如COMS型的CC7556等。同一基片上集成4个555单元，型号后加558。第6页/共40页数字逻辑与数字系统555定时器的封装一般有两种

4、： 八脚圆形封装 八脚双列直插式封装。 555定时器第7页/共40页数字逻辑与数字系统第8页/共40页数字逻辑与数字系统三个5k电阻构成分压器当VC悬空时，u1+ = 2/3VCCu2- = 1/3VCC当u+ u-时，输出uc为高电平（1态）。当u+ 2/3VCC时电压传输特性为反相输出的滞回特性uIuO当TH=TR=uI1/3VCC时1/3VCC0当1/3VCC TH=TR=uI2/3VCC时当uI1/3VCC时当uI由高电平逐渐下降，且1/3VCC uI 1/3 VCC)。 当 uC 2/3 VCC 时，满足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因此 uO 为低

5、电平，V 导通，电容 C 经放电管 V 迅速放电完毕，uC 0 V。这时TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持低电平不变。因此，稳态时 uC 0 V，uO 为低电平。充电工作原理 导通放电VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC0VUOLUIH555定时器构成的单稳态触发器第33页/共40页 2. 触发进入暂稳态 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC当输入 uI 由高电平跃变为低电平(应 1/3 VCC )时，使 TR = UIL1/3 VCC而TH = uC 0 V

6、 2/3 VCC，因此 uO 跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管 V截止，VCC 又经 R 向 C 充电，uC 上升。UILUOH充电555定时器构成的单稳态触发器第34页/共40页 3. 自动返回稳定状态 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC 2. 触发进入暂稳态 UIHUOL TH2/3 VCC放电V当输入 uI 由高电平跃变为低电平(应 1/3 VCC)时，使 TR = UIL1/3 VCC 而TH = uC 0 V 1/3 VCC )，因此 uO 重新跃变为低电平。同时，放电管导通，C 经 V 迅速放电 uC 0 V，放电完毕后，电路返回稳

7、态。555定时器构成的单稳态触发器第35页/共40页例 用上述单稳态电路输出定时时间为1 s 的正脉冲，R = 27 k，试确定定时元件 C 的取值。 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件 R、C。 该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求输入脉宽 tWI 小于输出脉宽 tWO 。解：因为 tWO 1.1 RC故可取标称值 33 F。F33.7k271 . 1S11 . 1WO RtC估算公式 tWO 1.1 RC555定时器构成的单稳态触发器第36页/共40页数字逻辑与数字系统1、脉宽的定时

8、 由于单稳态电路能产生一定宽度tW 的矩形脉冲，利用这个脉冲可以控制某电路在 tW时间内动作，这就是脉宽的定时作用。如左图所示，定时电路只有在输入uI下跳沿触发下，使单稳态电路产生脉冲定时信号uB，在 tW的时间内，信号uA 才通过与门输出。 通过555定时器构成的单稳态触发器第37页/共40页数字逻辑与数字系统 由于555定时器内部比较器C1的参考电压u1+ 按uIC正弦规律变化，因此在uCP的下跳沿触发下，电容C开始充电，这样要求uC使电路恢复稳态所需阈值电压和暂稳态持续时间tW 也随正弦电压高、低而变。因而在输出端为一串宽度受正弦波调制的脉冲波形。应用举例555定时器构成的单稳态触发器第38页/共40页第39页/共40页