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9第五节 数字电路的应用

第九章 数字电路基础 第五节 数字电路的应用 第五节 数字电路的应用 了解555集成定时器及应用 ; 了解模数转换、数模转换的特点。 一、555时基电路 一、555时基电路 一、555时基电路 一、555时基电路 一、555时基电路 一、 555时基电路 一、 555时基电路 一、 555时基电路 一、 555时基电路 第五节 数字电路的应用 二、模数转换、数模转换的概念与原理 二、模数转换、数模转换的概念与原理 二、模数转换、数模转换的概念与原理 【课堂练习】 【课堂小结】 【课后作业】 * 【教学目标】 应知: 应会: 会应用555集成定时器构成典型电路。 【教学重点】 555集成定时器芯片引脚功能;逻辑功能及应用。 【难点分析】 对555集成定时器芯片工作过程的把握 。 555时基电路又称为555定时器,是一种具有广泛用途的单片集成电路,只要在其外部接上适当的阻容元件,就可以方便地构成施密特触发器、多谐振荡器等脉冲信号的产生和变换电路及其他应用电路,目前,已广泛应用于工业控制、定时、仿声、电子乐器等诸多领域。 555时基电路芯片外形 1、555时基电路的外形及引脚排列(双列直插式封装) 电压控制端 正电源端 接地端 高电平触发端 低电平触发端 低电平有效清零端 放电端 输出端uo 2.内部电路组成 主要由分压器、电压比较器、基本RS触发器、开关管和输出缓冲器四大部分组成。 电压控制端 正电源端 接地端 高电平触发端 低电平触发端 低电平有效清零端 放电端 输出端uo (1)分压器:由3个5KΩ电阻组成,555时基电路也因此得名。分压器向电压比较器提供两个参考电压UR1、UR2,分别是 电压控制端CO可外加控制电压,以改变向比较器提供的参考电压。如果不用电压控制端,可外接0.01μF的去耦电容,消除干扰,以保证参考电压的稳定。 UR2 UR1 +VCC (2)电压比较器:集成运放C1、C2构成电压比较器,同相、反相输入端分别用“+”号和“-”表示。 当U+>U-时,比较器输出高电平; 当U+<U-时,比较器输出低电平; (3)基本RS触发器:比较器C1、C2输出的高低电平控制基本RS触发 器的状态, 端是外部直接清零端。。 (4)开关管和输出缓冲器:开关管VT的工作状态受基本RS触发器的状态及直接清零端的控制。 当 =1时,VT导通,7引脚与1引脚间形成低阻通路,且uo输出低电平; 当 =0时,VT截止,7引脚与1引脚间呈现高阻,uo输出高电平; 输出缓冲器是接在输出端的反相器G3,其作用是提高器件带负载的能力和隔离负载对时基电路的影响。 3.555时基电路的功能 截止 H(高电平) 保持原态 保持原态 导通 L(低电平) 导通 L(低电平) × × 低电平触发端 1 1 1 0 开关管VT状态 高电平触发端TH 输出端 输出 输入 [做中教]: 555时基电路构成多谐振荡器电路 分组试验 总结 4.应用举例 学生分组实验 连接555时基电路构成振荡器电路。 用示波器观察电容两端电压与输出电压波形。 总 结 (1)该电路是用555时基电路构成的多谐振荡器电路。 (2)多谐振荡器是产生矩形脉冲的自激振荡电路,无需外加 输入信号,接通电源,多谐振荡器就会自动产生矩形脉 冲,振荡波形周期为: 【例题9-10】 如图所示是一个液位监测电路,液位过低时,有报警声提高,试分析其工 作原理。 解:图中555时基电路构成一个多谐振荡器。当液位正常时,探测电极之间 导通,电容C1被短路,多谐振荡器不工作,扬声器无声;当液位下降到探测电极 以下时,探测电极之间开路,电容C1充电,多谐振荡器开始工作,扬声器发出报 警声。 典型计算控制系统框图 1.模数转换器(ADC) 模数转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程,组成框图如图所示, 在实际电路中,采样和保持、量化和编码往往合并在一个电路中进行。 量化器 采样 保持器 编码器 连续模拟量输入 数字离散信号 输出 ADC组成框图 模数转换(A/D)指的是将输入的模拟量转换为数字量输出,实现这种 转换功能的电路称为模数转换器,简称为ADC。 2.数模转换器(DAC) n位 模拟开关 数码 寄存器 解码网络 求和电路 参考电压 n位数字量输入 模拟量 输出 n位DAC的组成框图

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