施密特触发器的安装与调试

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1、施 密 特 触 发 器 的 安 装 与 调 试 任 务 目 标 与 要 求1 知 道 555定 时 器 的 符 号 、 逻 辑 功 能 、 引 脚 排 列 。2 用 仪 器 仪 表 测 试 555定 时 器 的 逻 辑 功 能 。3 用 仪 器 仪 表 测 试 555定 时 器 的 应 用 电 路 。4 分 析 和 仿 真 555定 时 器 及 其 应 用 电 路 。5 编 写 文 档 记 录 基 本 逻 辑 门 电 路 的 学 习 过 程 和 测 试 结 果 。（ 一 组 交 一 份 ）6 相 互 交 流 和 学 习 。 任 务 二 目 录任 务 技 能 训 练任 务 基 础 知 识 任 务

2、 基 础 知 识学 习 要 点 ：555定 时 器 的 基 本 结 构 、 逻 辑 功 能 、 555定 时 器 的 工 作 原 理 。由 555定 时 器 构 成 施 密 特 触 发 器 的 方 法 。 任 务 基 础 知 识 施 密 特 触 发 器 施 密 特 触 发 器 是 一 种 能 够 把 输 入 波 形 整 形 成 为 适 合 于 数字 电 路 需 要 的 矩 形 脉 冲 的 电 路 。 1 & & D ui uo R S (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 uo ui(V) UT+ UT t t 0 0 1.4 0.7 G1 G 2 G3 （ 1） ui 0时 ， R 1，

3、S 0， uo为 高 电 平 ， 这 是 第 一 种 稳 态 。 0 01 1一 、 由 门 电 路 组 成 的 施 密 特 触 发 器 1 & & D ui uo R S (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 uo ui(V) UT+ UT t t 0 0 1.4 0.7 G1 G 2 G3 0 11 1 （ 2） ui UD=0.7V 时 ， R 1， S 1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， uo 仍 为 高 电 平 ， 电 路 仍 维 持 在 第 一 种 稳 态 。 1 & & D ui uo R S (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 uo ui(V) UT+ UT t t

4、0 0 1.4 0.7 G1 G 2 G3 1 10 0 （ 2） ui 上 升 到 UD=0.7V 时 ， R 1， S 1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， uo 仍 为 高 电 平 ， 电 路 仍 维 持 在 第 一 种 稳 态 。 （ 3） ui 继 续 上 升 到 UT+=UT=1.4V 时 ， R 0， S 1， RS 触 发 器 翻 转 ， uo为 低 电 平 ， 这 是 第 二 种 稳 态 。 电 路 翻 转 后 ui再 上 升 ， 电 路 状 态 不 变 。 （ 1） ui 0时 ， R 1， S 0， uo为 高 电 平 ， 这 是 第 一 种 稳 态 。 1 & & D

5、 ui uo R S (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 uo ui(V) UT+ UT t t 0 0 1.4 0.7 G1 G 2 G3 0 11 0 （ 2） ui 上 升 到 UD=0.7V 时 ， R 1， S 1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， uo 仍 为 高 电 平 ， 电 路 仍 维 持 在 第 一 种 稳 态 。 （ 3） ui 继 续 上 升 到 UT+=UT=1.4V 时 ， R 0， S 1， RS 触 发 器 翻 转 ， uo为 低 电 平 ， 这 是 第 二 种 稳 态 。 电 路 翻 转 后 ui再 上 升 ， 电 路 状 态 不 变 。 （ 4） ui

6、 上 升 到 最 大 值 后 下 降 时 ， 若 ui 下 降 到 UT， R 1。 S =1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， 电 路 仍 维 持 在 第 二 种 稳 态 。 （ 1） ui 0时 ， R 1， S 0， uo为 高 电 平 ， 这 是 第 一 种 稳 态 。 1 & &D ui uo R S (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 uo ui(V) UT+ UT t t 0 0 1.4 0.7 G1 G 2 G3 （ 1） ui 0时 ， R 1， S 0， uo为 高 电 平 ， 这 是 第 一 种 稳 态 。 0 01 1 （ 2） ui 上 升 到 UD=0.7V

7、时 ， R 1， S 1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， uo 仍 为 高 电 平 ， 电 路 仍 维 持 在 第 一 种 稳 态 。 （ 3） ui 继 续 上 升 到 UT+=UT=1.4V 时 ， R 0， S 1， RS 触 发 器 翻 转 ， uo为 低 电 平 ， 这 是 第 二 种 稳 态 。 电 路 翻 转 后 ui再 上 升 ， 电 路 状 态 不 变 。 （ 4） ui 上 升 到 最 大 值 后 下 降 时 ， 若 ui 下 降 到 UT， R 1。 S =1， RS 触 发 器 不 翻 转 ， 电 路 仍 维 持 在 第 二 种 稳 态 。 （ 5） ui继 续 下

8、 降 到 UT-=UT-UD=0.7V时 ， R 1， S 0， RS 触 发 器 翻 转 ， uo为 高 电 平 ， 电 路 返 回 到 第 一 种 稳 态 。 uoui (b) 逻 辑 符 号(a) 传 输 特 性 ui uo UT UT+0 下 限 阈 值 电 压 上 限 阈 值 电 压回 差 电 压 （ 滞 后 电 压 ） ：UT UT UT前 面 介 绍 的 施 密 特 触 发 器 的 回 差 电 压 为 ：UT UT UT UT (UT UD) UD 0.7V缺 点 是 回 差 太 小 ， 且 不 能 调 整 。 二 、 施 密 特 触 发 器 的 回 差 特 性 (a) 4010

9、6的 引 脚 排 列 图 14 13 12 11 10 9 8 40106 1 2 3 4 5 6 7 VDD 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y VSS 14 13 12 11 10 9 8 4093 1 2 3 4 5 6 7 (b) 4093的 引 脚 排 列 图 VDD 3A 3B 3Y 4Y 4B 4A 1A 1B 1Y 2Y 2B 2A VSS (a) 7414的 引 脚 排 列 图 14 13 12 11 10 9 8 7414 1 2 3 4 5 6 7 VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND

10、14 13 12 11 10 9 8 74132 1 2 3 4 5 6 7 (b) 74132的 引 脚 排 列 图 VCC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 三 、 由 555定 时 器 构 成 的 施 密 特 触 发 器 R ui 8 4 6 7 555 3 2 5 1 uo1 +VCC ui uo t t 0 0 (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 +VCC1 uo uCO UT+ UT 2VCC/3 VCC/3 控 制 电 压 调 节 回 差 （ 1） 当 ui 0 时 ， 由 于 比 较 器 C1=1、 C2=0， 触 发 器 置

11、1， 即 Q 1、 0Q ， uo1 uo 1。 ui升 高 时 ， 在 未 到 达 2VCC/3以 前 ， uo1 uo 1的 状 态 不 会 改 变 。 R ui 8 4 6 7 555 3 2 5 1 uo1 +VCC ui uo t t 0 0 (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 +VCC1 uo uCO UT+ UT 2VCC/3 VCC/3 控 制 电 压 调 节 回 差 （ 1） 当 ui 0 时 ， 由 于 比 较 器 C1=1、 C2=0， 触 发 器 置 1， 即 Q 1、 0Q ， uo1 uo 1。 ui升 高 时 ， 在 未 到 达 2VCC/3以 前 ， uo1

12、 uo 1的 状 态 不 会 改 变 。 （ 2） ui升 高 到 2VCC/3时 ， 比 较 器 C1输 出 为 0、 C2 输 出 为 1， 触 发 器 置 0， 即 Q 0、 1Q ， uo1=uo=0。 此 后 ， ui 上 升 到 VCC， 然 后 再 降 低 ， 但 在 未 到 达 VCC/3以 前 ， uo1 uo 0的 状 态 不 会 改 变 。 R ui 8 4 6 7 555 3 2 5 1 uo1 +VCC ui uo t t 0 0 (a) 电 路 (b) 工 作 波 形 +VCC1 uo uCO UT+ UT 2VCC/3 VCC/3 控 制 电 压 调 节 回 差

13、（ 1） 当 ui 0 时 ， 由 于 比 较 器 C1=1、 C2=0， 触 发 器 置 1， 即 Q 1、 0Q ， uo1 uo 1。 ui升 高 时 ， 在 未 到 达 2VCC/3以 前 ， uo1 uo 1的 状 态 不 会 改 变 。 （ 2） ui升 高 到 2VCC/3时 ， 比 较 器 C1输 出 为 0、 C2 输 出 为 1， 触 发 器 置 0， 即 Q 0、 1Q ， uo1=uo=0。 此 后 ， ui 上 升 到 VCC， 然 后 再 降 低 ， 但 在 未 到 达 VCC/3以 前 ， uo1 uo 0的 状 态 不 会 改 变 。 CMOS MOC等 正 弦

14、 波 振 荡 器 1 1 (a) 慢 输 入 波 形 的 TTL系 统 接 口 (b) 整 形 电 路 的 输 入 、 输 出 波 形 输 入 输 出 UT+ UT 1输 入 输 出 UT+ UT (c) 幅 度 鉴 别 的 输 入 、 输 出 波 形 (d) 多 谐 振 荡 器 C R uc uo uo 四 、 施 密 特 触 发 器 应 用 本 节 小 结 施 密 特 触 发 器 是 一 种 能 够 把 输 入 波 形 整 形 成为 适 合 于 数 字 电 路 需 要 的 矩 形 脉 冲 的 电 路 。 而 且由 于 具 有 滞 回 特 性 ， 所 以 抗 干 扰 能 力 也 很 强 。

15、施 密 特 触 发 器 可 以 由 分 立 元 件 构 成 ， 也 可 以由 门 电 路 及 555定 时 器 构 成 。 施 密 特 触 发 器 在 脉 冲 的 产 生 和 整 形 电 路 中 应用 很 广 。 任 务 技 能 训 练 一 硬 件 实 验 了 解 555定 时 器 的 结 构 和 工 作 原 理 。 掌 握 用 555定 时 器 组 成 几 种 常 用 的 脉 冲 发 生 器 。 熟 悉 用 示 波 器 测 量 555电 路 的 脉 冲 幅 度 、 周 期 和 脉 宽 的 方 法 。一 、 实 验 目 的 和 任 务实 验 一 555定 时 器 及 其 应 用 二 、 实 验

16、 内 容 及 步 骤 施 密 特 触 发 电 路 如 图 ， 首 先 将 控 制 端 5悬 空 ， 此 时 的 回 差 电压 为 1 3VDD， 观 察 输 出 波 形 ； 如 果 控 制 端 5加 VDD， 此 时 的 回差 电 压 为 1 2VDD， 观 察 输 出 波 形 。 正 弦 波 发 生 器 OUT VDDTH TRui 8 4362 1 5 uo CH1 TG 示 波 器 CH2+5V VDD VDDVDD o t to3132 uo ui 示 波 器 CH2通 道 波 形 示 波 器 CH1通 道 波 形 三 、 实 验 问 题 与 讨 论 1 555定 时 器 的 基 本 结 构 、 逻 辑 功 能 和 工 作 原 理 。 2 用 555定 时 器 设 计 一 个 整 形 电 路 。 给 定 输 入 触 发 信 号 重复 频 率 为 500H Z， 要 求 输 出 脉 宽 为 0.5ms， 试 计 算 定 时 元 件 RC，并 用 实 验 证 明 。