电子技术 数字电路部分第六章 脉冲波形的产生和整形1第六章 脉冲波形的产生和整形6.1 概述6.3 连续矩形脉冲波的产生6.2 单脉冲的产生6.4 单稳态触发器 6.5 555定时器的原理和应用26.1 概述数字电路区别于模拟电路的 主要特点之 一是：它的工作信 号是离散的脉冲信号。最常用 的脉冲信号是方波 ( 矩形波)。 如何产生方波以及对不理想的 方波如何整形，是本章讨论的 重点。36.2 单脉冲的产生+VCCFS按钮按放一次，便产生一个单脉冲。但是，由于按钮 S 机械动作经常伴有抖动 现象，使得输出的方波很不理想，毛刺很大 。这样的方波用到数字系统中很容易引起误 动作。因此，这个电路没有实用价值。4两个电压比较器: A1、A2 ;一个 RS 触发 器; 一个反相器和一个晶体管T等。具体 的 结构见后图。34RSQQ+-A1A2VCCTH COTRDTuoRD87645321RRR35RSQQ+-A1A2VCCTH COTRDuoRD87645321RRR12345678 555VCCD TH COGND TRUoRD电 源放 电阈 值电控 压制地触 发输 出复 位电源电压范围: 4.5V 18V管脚图36CORSQQ+-A1A2VCCTHTRDTuoRD87645321RRR三个电阻构 成的分压器给 两个比较器提 供基准电压: A1 的为 2VCC / 3 , A2 的为 VCC / 3 。首先讨论上图中彩色部分的电 路的工作原理。37101000阈值端触发端 THTRRS比较的结果2VCC / 3小于2VCC / 3小于VCC / 3大于VCC / 3小于VCC / 3大于大于2VCC / 3SR+-A1A2VCCTH COTR876521RRR阈值端触发端38RSQQ+-A1A2VCCTH COTRDTuoRD87645321RRR晶体管TRSQuo100100保持0110保持保持导通 截止RSQ1001000101保持 保持Q11禁止禁止RS 触发器功能表附录:39综合以上的 分析结果,便可得 到555的功能表:阈值端触发端 THTR2VCC / 3VCC / 3大于大于2VCC / 32VCC / 3VCC / 3VCC / 3小于小于小于大于保持保持RD晶体管 Tuo0111001导通导通截止RSQQ+-A1A2VCCTH COTRDuoRD87645321RRR406.5.2 555定时器的应用(1) 双稳态触发器: 微电机起动停车控制电路。4816235S2S1RRCVCCTHTRuoM微电机 555S1 : 起动按钮 S2 : 停车按钮555定时器应用范围非常广泛，可以做单稳、双 稳、多谐震荡器、施密特触发器等。下面举例说明 ：414816235S2S1RRCVCCTHTRM微电机 555uo阈值端触发端 THTR大于大于小于小于小于大于保持保持RD晶体管 Tuo0111001导通导通截止VCC /32VCC /3VCC /32VCC /32VCC /3VCC /3仅按下起动按钮 S1 , 则 TR VCC / 3 , TH 2VCC / 3 , 未按 S1 , 当然TR VCC / 3 , 这时 uo = 0 , 电机停止运行 。如果松开 S2 , 电机仍 不转动 。42(2) 单稳态触发器: 洗相曝光定时器48162357uouiVCC RRTCTD TH TRS若S打开 , 则 ui = 1 ;若S合上 , 则 ui = 0 。0t0t0tuiuCTuo2VCC /3TW43若S打开 , 则 ui = 1 ;若S合上 , 则 ui = 0 。接通电源后，设按 钮 S 处于打开状态, 电容已充电至稳态。 则：依前分析可知：此时 uo = 0 , 555内的晶体管 T导通 , 电容 CT 被短 路, TH VCC /3 。Uo保持0状态。48162357uouiVCC RRTCTD TH TRSTR VCC /3 TR VCC /3 。44若S打开 , 则 ui = 1 ;若S合上 , 则 ui = 0 。0tuiuo = 0 , 555内的管T导 通 , 电容 CT 被短路。0tuCT2VCC /30tuo48162357uouiVCC RRTCTD TH TRS450tuiS按下时, TR 2VCC /3 , 且按钮已 松开， TR VCC /3 , 则uo = 0 ; 555内 的晶体管T也由截止变成 导通 , 电容CT 迅速放电而 变成 0V。0tui0tuCT2VCC /30tuo48162357uouiVCC RRTCTD TH TRS470tui0tuCT2VCC /30tuo 由以上过程可以看出 : 按钮每按动一次 , uo 便输 出一个正脉冲,其宽度 TW 由 RT CT 决定 。 TW48162357uouiVCC RRTCTD TH TRS4848162357uouiVCC RRTCTD TH TRSJJ红白D1D2按一次按钮 S未按uo0J的线圈不通电J 的结点不动作红灯 白灯亮灭1通电闭合亮灭红灯亮的时间即为曝光时间 TWTW = 1.1 RT CT 49(3) 多谐振荡器: 简易电子琴电路48162357R1R2CuC555DTH TRuoVCCuC0tVCC /32VCC /3首先说明如何用555 定时器构成多谐振荡器:0tuo输出波形50设电容C 原先未充电, 故 TH = TR VCC /3 , 此时 uo = 1 , 555内的晶体 管 T 截止 , 电源通过 R1 和 R2 对电容 C 充电。uC0tVCC /32VCC /30tuo在 uC 没有充电到 2VCC /3 之前, uo 保持 1 不变。48162357R1R2CuC555DTH TRuoVCC51uC0tVCC /32VCC /30tuouC一旦充至2VCC /3，则 TH = TR =2VCC /3 、uo由1翻转 为 0 。同时555内的晶体管 T 导通,电容 C 经 R2 、T放 电, 一直至VCC /3 ，使得uo 回到 1 , 进入循环 .t1t2t3在 uC 没有充电到 2VCC /3 之前, uo 保持 1 不变。48162357R1R2CuC555DTH TRuoVCC520tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2输出方波的周期 T的计算:T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 48162357R1R2CuC555DTH TRuoVCC530tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2如何改变方波的占空比？改变充放电回路的时间常数即可。充电时间常数：（R1+R2）C放电时间常数：R2C48162357R1R2CuC555DTH TRuoVCC5448162357R1C555uoVCCR21R28S8S1简易电子琴电路图简易电子琴就是通过改变R2 的阻值来改变 输出方波的周期 , 使外接的喇叭发出不同的音 调 。55