数字电路与逻辑设计(修订版) 杨爱琴 主编 余根墀 高志宏 副主编第六章 第六章新.pptVIP

* * 第6章 脉冲产生电路及集成定时器 6.1 多谐振荡器 能够产生脉冲方波的自激振荡器称为多谐振荡器。 这种振荡器在接通电源之后，不需外加输入信号，就能自动产生连续的周期性方波。 多谐振荡器多由TTL门电路和CMOS门电路构成。 由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快，故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器，而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 6.1.1 TTL门电路构成的多谐振荡器 TTL非门、与非门与RC电路或石英晶体结合可以构成各种形式的多谐振荡器。 1． 环形多谐振荡器 2．TTL门电路构成的晶体振荡器 6.1.2 CMOS门电路构成的多谐振荡器 6.2 单稳态触发电路 单稳态电路的特点是其状态为一个稳态和一个暂稳态。 在外触发信号的作用下，电路从稳态翻转到暂稳态，经过一段时间后再自动返回到稳态。 电路处于暂稳态的时间由电路的定时元件(R、C)决定，与触发信号无关。 6.2.1 门电路和D触发器构成的单稳态电路 触发信号从置位端S输入，输出端Q接一个RC网络，二极管D为电容C在Q=0时的放电提供快速通路，以减少复位脉冲的恢复时间。 V i V i V 0 V 0 V C V C D D CLK Q Q S R CD4013 R C 用D触发器构成的单稳态电路 暂稳态 当S端出现正触发脉冲，Q端变为“1”，并通过电阻R对电容C充电，电路处于暂稳态； 当C上的电压上升到R 端的复位电平时，Q端由“1”恢复为“0”时的稳态。 该电路的暂稳态持续时间约为0.7RC。 稳态 6.2.2 集成化的单稳态电路 单稳态电路 非重复触发型 可重复触发型 当单稳态电路被触发并进入暂稳态后，在暂稳态未结束时间内再次触发将不起作用，这种单稳态电路称为非重复触发型（74121） 当单稳态电路被触发并进入暂稳态后，在暂稳态未结束时间内再次被触发，单稳态电路再重新进入暂稳态，这种单稳态电路称为可重复触发型（74123） 输入 输出 A1 A2 B Q 0 × 1 0 1 × 0 1 0 1 × × 0 0 1 1 1 × 0 1 1 ↓ 1 ↓ 1 1 ↓ ↓ 1 0 × ↑ × 0 ↑ 74121真值表 RC C A B Q Q 74121 A 1 2 稳态 暂稳态 R C RC C A B Q Q 74121 (1) CC V A 1 2 1 1 R C RC C A B Q Q 74121 (2) CC V A 1 2 2 2 S Q 由74121组成的方波发生电路 利用Q1的下降沿使第二个74121反转，而Q2的上升沿又使第一个74121反转，如此周而复始，便可得到一个连续输出的方波，其周期大约为： T=0.7（R1C1+R2C2） S合上，B2=0，Q2=0，/Q2=1；B1=1，Q1=0 稳态 Q2由0到1，下一个循环开始。 Q2 稳态 S打开 暂稳态 0.7R2C2 暂稳态 0.7R1C1 S打开，暂稳态开始。B2产生上升沿，Q2由0到1，/Q2由1到0； 0.7R2C2后， Q2由1到0，/Q2由0到1 B1产生上升沿，Q1由0到1， 0.7R1C1后， Q1由1到0，A1、A2产生下降沿 6.3 施密特触发电路 施密特触发电路是一种特殊的电路。 它有两个使其输出状态发生变化的输入信号的转折电压，即在输出状态发生变化时所需要的触发信号电平不同，表现出回差特性。 该电路具有很强的抗干扰性，广泛用于波形的变换与整形以及脉冲幅度的鉴别。 运算放大器、电压比较器、门电路等均可构成施密特触发电路，此外还有集成化的施密特触发器。 6.3.2 集成化的施密特触发器及应用 1 2 74LS14 1 2 3 74LS132 1 2 3 CD4093 1 2 CD4584 R C V U t U t V 2 1 C 0 V C V 0 74LS14 施密特触发器的应用-----构成多谐振荡器 1 2 CD40106 V U U V i 2 1 0 V 0 V i 施密特触发器的应用-----整形和消抖动 6.4 集成555定时器及其应用 定时器是大多数数字系统的重要部件之一。 555定时器组件的推出，极大地简化了定时器电路的设计。 555集成定时器按制造工艺分有TTL型和CMOS型。 TTL型的定时器其数字代码为555，而CMOS型的定时器其数字代码为7555。 TTL型的定时器的静态功耗较高，电源电压范围通常为4.5～16Ｖ；CMOS型的定时器的静态功耗较低，电源电压范围通常为2～18V，且输入阻抗高，在大多数的应用场合可以直接代换TTL型的定时器。 6.4.1