《计算机电路基础》课件第12章.ppt

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1、第12章脉冲产生电路12.1概述12.2555定时器12.3多谐振荡器12.4单稳态触发器12.5施密特触发器在数字电路或数字系统中,常需要各种脉冲波形,如时钟脉冲、定时信号等。这些脉冲波形的获得有两种方法：一是使用脉冲信号产生器直接产生；二是利用已有的信号对其进行变换，使之成为满足系统要求的脉冲信号。12.1概述在同步时序电路中，作为时钟信号的矩形脉冲控制和协调着整个系统的工作。获得矩形脉冲波形的途径有两种：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。另一种是通过各种整形电路把已有的周期性变化波

2、形变换为符合要求的矩形脉冲。当然，在采用整形的方法获取矩形脉冲时，是以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有的电压信号为前提的。正因为时钟信号控制和协调着整个系统的工作，所以时钟脉冲的特性关系到系统能否正常工作。通常用图12.1所示的几个主要参数来定量描述矩形脉冲的特性。图12.1描述矩形脉冲特性的主要参数12.2555定时器1.555定时器的用途及类型555定时器是目前应用最多的一种数字-模拟混合的时基电路，用它可以构成多谐振荡器、单稳态电路和施密特电路等脉冲产生和波形变换电路，所以在波形的产生和变换、工业自动

3、控制、定时、仿真、家用电器、电子乐器、防盗报警等方面获得了广泛的应用。在目前的集成定时器产品中，双极型的有5G555（NE555），CMOS型的有CC7555、CC7556等，器件的电源电压为4.5V～18V；能提供与TTL、MOS电路相兼容的逻辑电平。2.CC555定时器的电路结构图10.2所示为CC7555的电路结构图，CC7555为双列直插式封装，共有8个引脚。图12.2CC7555集成定时电路3.CC7555的组成部分及其功能（1）分压器（2）比较器（3）基本RS触发器（4）放电管V（也称开关管）和输出缓

4、冲器12.3多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号就能自动产生矩形脉冲。由于矩形波中除基波外，还有丰富的谐波分量，故得名多谐振荡器。时序电路中的时钟信号即为矩形脉冲波。图12.3多谐振荡器12.3.1用555定时器构成的多谐振荡器1.电路结构及工作波形用CC7555构成的多谐振荡器如图12.4（a）所示，R1、R2和C是外接的定时元件。电路的工作波形如图12.4（b）所示。图12.4由CC7555定时器构成的多谐振荡器2.功能分析（1）工作原理（2）电路的特性参数计算3.多谐振荡器

5、应用举例：间歇音响电路图12.5间歇音响电路12.3.2石英晶体振荡器1.石英晶体的选频特性经过加工后的石英晶体，有其各自固定的共振频率，其符号和阻抗频率特性如图12.6（a）所示。由其阻抗频率特性可知，石英晶体的选频特性极好，只有频率为f0的信号才能通过晶体，其他频率信号都会被晶体衰减。图12.6（b）所示为一种典型的石英晶体多谐振荡器电路。图12.6石英晶体多谐振荡器2.石英晶体多谐振荡器在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频率稳定性有严格的要求。例如在将多谐振荡器作为数字钟的脉冲源使用时，它的频率稳定性直接

6、影响着记时的准确性。在这种情况下，前面介绍的多谐振荡器电路难以满足要求。因为在这些多谐振荡器中振荡频率主要取决于门电路输入电压在充、放电过程中达到转换电平所需要的时间，所以频率稳定性不可能很高。为了得到稳定度很高的脉冲信号，目前普遍采用在多谐振荡电路中接入石英晶体，组成石英晶体多谐振荡器，其电路如图12.6（b）所示。12.4单稳态触发器单稳态触发器只有一个稳态，另外还有一个暂稳态。在外加信号的作用下，单稳态触发器能够从稳态翻转到暂稳态，经过一定的时间后又自动返回稳态，电路在暂稳态的时间等于单稳态触发器输出脉冲的

7、宽度。单稳态触发器的工作特性具有如下显著特点。①它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。②在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段以后，再自动返回稳态。③暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于具备这些特点，单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号）等。构成单稳态触发器的电路很多，例如可采用门电路组成微分型单稳态触发器和积分型单稳态触发器，本节主要介绍由集成555定时器构成的单稳态触发器。12.4.

8、1用555定时器构成的单稳态触发器1.电路结构如图12.7（a）所示为用555定时器构成的单稳态触发器电路。图12.7用555定时器构成的单稳态触发器2.功能分析3.电路参数要求输入触发脉冲的宽度T0＜TW，单稳态触发器方能由暂稳态返回稳态。若T0＞TW时，可在输入端加RC微分电路。12.4.2集成单稳态触发器1.集成单稳态触发器的类型目前集成单稳态触发器的产品很多，可分