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1、数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-1）电子电子(dinz)技技术术数字电路部分数字电路部分(b fen)第六章第六章 脉冲脉冲(michng)(michng)波形发生器和整形电波形发生器和整形电路路第一页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-2）第六章第六章 脉冲脉冲(michng)波形发生器与整形电路波形发生器与整形电路6.1 555定时器极其定时器极其(jq)应用应用 6.3 连续连续(linx)矩形脉冲波的产生矩形脉冲波的产生6.2 单脉冲的产生单脉冲的产生6.4 单稳态触发器单稳态触发器6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用第二页，
2、共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-3）6.1 555定时器极其定时器极其(jq)应用应用555555定时器的优点：定时器的优点：1）定时的精度、工作(gngzu)速度和可靠性高；2）使用的电源电压范围宽，从 2V 18V，能 和数字电路直接连接；3）有一定的输出功率，可驱动微电机、指示 灯、扬声器等；4）结构简单，使用灵活，用途广泛。第三页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-4）用途：用途：可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、检测(jin c)电路、电源变换电路、频率变换电路。第四页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和
3、整形教程（6-5）6.1.1 555定时器的结构及工作定时器的结构及工作(gngzu)原理原理控制控制(kngzh)电电压压复位复位(f wi)控控制制置位控制置位控制放电端放电端DIS地地GNDGNDDIS第五页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-6）1.电路结构共有 8 条腿。1）比较器由运算放大器组成。作用：将输入(shr)的模拟电压和基准电压进行比较。输入为模拟信号，输出为数字信号。第六页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-7）+VAVBUfUiVO同相比较同相比较(bjio)器器：Ui Uf ，VO=1（VA VB）Ui Uf
4、，VO=0（VA Uf ，VO=0 Ui 1/3 VCC)。当当 uC 2/3 VCC 时，满足时，满足TR=uI 1/3 VCC，TH=uI 2/3 VCC,因因此此 uO 为低电平，为低电平，V 导通，电容导通，电容 C 经放经放电管电管 V 迅速放电完毕，迅速放电完毕，uC 0 V。这时这时TR=UIH 1/3 VCC，TH=uC 0 2/3 VCC，uO 保持低电保持低电平不变。因此，平不变。因此，稳态时稳态时 uC 0 V，uO 为低电平。为低电平。充电充电工作原理工作原理 导通导通放电放电VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC0VUOLU
5、IH第十六页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-17）2.触发触发(chf)进入暂稳进入暂稳态态 (二二)工作原理工作原理(yunl)(yunl)、工作波形与参数估算、工作波形与参数估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC当输入当输入 uI 由高电平跃变为低电平由高电平跃变为低电平(应应 1/3 VCC)时，使时，使 TR=UIL1/3 VCC而而TH=uC 0 V 2/3 VCC，因此，因此 uO 跃变为跃变为高电平，进入暂稳态高电平，进入暂稳态，这时放电管，这时放电管 V截止，截止，VCC 又经又经 R 向向 C 充
6、电，充电，uC 上升上升。UILUOH充电充电第十七页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-18）工作波形与参数工作波形与参数(cnsh)(cnsh)估算估算 第十八页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-19）uOuIVCC0uC02VCC/3VCCuO三、主要参数三、主要参数1.输出输出(shch)脉冲宽度脉冲宽度 twtwuC（0+）=0,uC（）=VCC,uC（tw）=2VCC/3)()()0()(lnW1WtuuuutCCCC RCRC1.13ln 62784153555RC+VCC0.01 FuI+uCtCCCCeuuuu)()0
7、()(第十九页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-20）电路组成及工作电路组成及工作(gngzu)(gngzu)原理原理工作工作(gngzu)原原理理CC32VCC31V uItUOH uOtUOLCCVOOuI 上升时与上升时与 2VCC/3 比比uI 下降时与下降时与 VCC/3 比比6.1.3 6.1.3 用用555555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器第二十页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-21）滞回特性滞回特性(txng)及主要参数及主要参数(一一)滞回特性滞回特性(txng)OuIuOUOHUOLCC31VCC
8、32VuI 增大增大(zn d)时与时与上限阈上限阈值值比比特点特点:uI 减小减小时与时与下限阈下限阈值值比比上限阈值电压上限阈值电压(二二)主要静态参数主要静态参数回差回差电压电压CCT32VU下限阈值电压下限阈值电压CCT31VU回差电压回差电压 UT=UT+UT第二十一页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-22）6.1.4 555 定时器构成定时器构成(guchng)的多谐振荡器的多谐振荡器+VCCuOQ&1TDR1R2CuCCC32VCC31V uCtUOH uOtUOL一、电路一、电路(dinl)组成和工作原理组成和工作原理 6278 4153555R1
9、C1+R2C2+VCC第二十二页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-23）二、振荡频率的估算二、振荡频率的估算(sun)和占空比可调电路和占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCC1.C 充电充电(chng din)时间时间 tw1uC（0+）=VCC/3,uC（）=VCC)()()0()(lnWWtuuuutCCCC 2lnln1CC32CCCC31CC11 VVVVtWCRRt）（21W17.0 充电充电(chng din)时间时间常数常数 1=（R1+R2）C2.C 放电时间放电时间 tw22ln2W2 t可求得可求得:CRt2W27.0 放
10、电时间常数放电时间常数 2=R2C（一一）振荡频率的估算振荡频率的估算第二十三页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-24）3.振荡振荡(zhndng)频率频率 f uCCC32VCC31VtUOH uOtUOLtw1tw2Ttw1=0.7(R1+R2)Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+2R2）C振荡周期：振荡周期：振荡振荡(zhndng)频率频率：CRRCRRTf）（）（2121243.127.011 占空比：占空比：CRRCRRTtq）（）（2121W127.07.0 002121502 RRRR第二十四页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整
11、形教程（6-25）（二）（二）占空比可调电路占空比可调电路(dinl)62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1=0.7R1Ctw2=0.7R2CCRRCRTtq）211W17.07.0(7.0 211RRR T=0.7（R1+R2）C第二十五页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-26）6.5 555定时器的原理定时器的原理(yunl)和应用和应用 555定时器是将模拟电路和数字电路集成于定时器是将模拟电路和数字电路集成于 一体的电子器件。它使用方便一体的电子器件。它使用方便,带负载能力较强带负载能力较强,目前得到了非常广泛目前得到了非常广泛(
12、gungfn)(gungfn)的应用。的应用。6.5.1 555定时器的工作定时器的工作(gngzu)原理原理 555定时器的内部电路包括以下几部分定时器的内部电路包括以下几部分:一个由三个相等电阻组成的分压器一个由三个相等电阻组成的分压器;两个电两个电压比较器压比较器:A1、A2;一个一个 RS 触发器触发器;一个反相一个反相器和一个晶体管器和一个晶体管T等。具体的等。具体的 结构见后图。结构见后图。第二十六页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-27）(3)多谐振荡器多谐振荡器:简易简易(jiny)电子琴电路电子琴电路48162357R1R2CuC555DTHTR
13、uoVCCuC0tVCC/32VCC/3首先说明首先说明(shumng)如何用如何用555 定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器:0tuo输出波形输出波形第二十七页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-28）设电容设电容(dinrng)(dinrng)C C 原先未原先未充电充电,故故 TH=TR VCC/3 ,此时此时 uo=1,=1,555内的晶体内的晶体管管 T T 截止截止 ,电源通过电源通过 R1 和和 R2 对电容对电容 C 充电。充电。uC0tVCC/32VCC/30tuo 在在 uC 没有没有(mi yu)充电到充电到 2VCC/3 之前之前,uo
14、 保持保持 1 不不变。变。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第二十八页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-29）uC0tVCC/32VCC/30tuouC一旦充至一旦充至2VCC/3，则，则 TH=TR=2VCC/3、uo由由1翻转为翻转为 0。同时。同时555内的晶体管内的晶体管 T 导通导通,电容电容(dinrng)C 经经 R2、T放电放电,一直至一直至VCC/3，使得，使得uo 回到回到 1,进入循环进入循环.t1t2t3 在在 uC 没有没有(mi yu)充电到充电到 2VCC/3 之前之前,uo 保持保持 1 不不变。变。4816
15、2357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第二十九页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-30）0tuouC0tVCC/32VCC/3T1T2输出方波的输出方波的周期周期(zhuq)T的计算的计算:T=T1 +T2 =0.7(R1+2R2)C 48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第三十页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-31）0tuouC0tVCC/32VCC/3T1T2如何如何(rh)改变方波的占空比？改变方波的占空比？改变改变(gibin)充放电回路的时间常数即可。充放电回路的时间常数即可。充电时间常数充电时
16、间常数：（：（R1+R2）C 放电时间常数：放电时间常数：R2C48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC第三十一页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程（6-32）48162357R1C555uoVCCR21R28S8S1简易电子琴电路图简易电子琴电路图 简易电子琴就是通过改变简易电子琴就是通过改变(gibin)R2 的阻值来改变的阻值来改变输出方波的周期输出方波的周期,使外接的喇叭发出不同的音调使外接的喇叭发出不同的音调。第三十二页，共三十三页。数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程内容(nirng)总结电子技术。6.3 连续(linx)矩形脉冲波的产生。6.5 555定时器的原理和应用。6.1 555定时器极其应用。4）结构简单，使用灵活，用途广泛。电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电。作用：将输入的模拟电压和基准电压进行比较。输入为模拟信号，输出为数字信号。由 3 个5K电阻串接组成。如果它的上端接电源正端，下端接地，。则上比较器C1的基准电压（参考电压）：。下比较器C2的基准电压（参考电压）：。32第三十三页，共三十三页。
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