第213脉冲波形产生gaibnian课件

6.1 概述概述 数字电路区别于模拟电路的数字电路区别于模拟电路的主要特点之主要特点之 一是：它的工作信一是：它的工作信号是离散时间的脉冲信号。最号是离散时间的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波常用的脉冲信号是方波(矩形波矩形波)。如何产生方波以及对不理想。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的方波如何整形，是本章讨论的重点。的重点。16.2 单脉冲的产生单脉冲的产生+VCCFS 按钮按放一次，便产生一个单脉冲。按钮按放一次，便产生一个单脉冲。但是，由于按钮但是，由于按钮 S 机械动作经常伴有抖动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。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。作。因此，这个电路没有实用价值。2&S5VQQ正常时，不按按钮，正常时，不按按钮，Q Q0 0；按下按钮时，锁定器翻转，按下按钮时，锁定器翻转，Q Q1 1；松开按钮后，回到松开按钮后，回到Q Q0 0。可见可见：按钮动作一次，按钮动作一次，Q Q端就端就输出一个正脉冲输出一个正脉冲。QQ3 6.3 连续矩形脉冲波的产生连续矩形脉冲波的产生 矩形波发生器又称矩形波发生器又称多谐振荡器多谐振荡器。它可以由分立元件构成，也可以由集成它可以由分立元件构成，也可以由集成电路构成，本节只讨论后一种电路。电路构成，本节只讨论后一种电路。15.3.1 环形振荡器环形振荡器 利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个简数个与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形振荡器单的环形振荡器:&321uo3uo2uo14&321uo3uo2uo1 设设 uo3 的初始状态为的初始状态为0:010101 用波形图来表示用波形图来表示,则为则为:0tuo3优点优点:电路结构简单电路结构简单,所用元件少。所用元件少。缺点缺点:频率太高频率太高,并且不可调整。并且不可调整。5123RRS100CAuo1uouo2321uo3uo2uo1 在原电路的基础上添加在原电路的基础上添加RC延时电路延时电路,便可以克服上图的不足便可以克服上图的不足:下面将结合它的工作波形说明其工作下面将结合它的工作波形说明其工作原理原理:60tuo0tuo20tuo10tuAUT123RRS100CAuo1uouo2假设：开始时假设：开始时uo=0电容上的电流，电容上的电流，uA下降下降uAuo2，电容充，电容充电电,uA上升。上升。只要只要uAUT,失失 去去对对 uo2 低电平宽度的控制作低电平宽度的控制作用，必须改进电路用，必须改进电路!17uo1uo2RC12uiAuo1uo2RC12uiA&ui,34uo4(a)(b)具体的道理请参见有关教材。具体的道理请参见有关教材。1821.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 555定时器是将模拟电路和数字电路定时器是将模拟电路和数字电路集成于集成于 一体的电子器件。它使用方便一体的电子器件。它使用方便,带负载能力较强带负载能力较强,目前得到了非常广泛目前得到了非常广泛的应用。的应用。21.5.1 555定时器的工作原理定时器的工作原理 555定时器的内部电路包括以下几部定时器的内部电路包括以下几部分分:一个由三个相等电阻组成的分压器一个由三个相等电阻组成的分压器;两个电压比较器两个电压比较器:A1、A2;一个一个 RS 触触发器发器;一个反相器和一个晶体管一个反相器和一个晶体管T。具体。具体的的 结构见后图。结构见后图。19RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDTuoRD87645321RRR20RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDuoRD87645321RRR12345678555VCCD TH COGND TRUoRD电电源源放放电电阈阈值值电控电控压制压制地地触触发发输输出出复复位位电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V21RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDTuoRD87645321RRR 三个电阻三个电阻构成的分压器构成的分压器给给 两个比较器两个比较器提供提供基准电压基准电压:A1 的为的为 2VCC/3,A2 的为的为 VCC/3。首先讨论上图中首先讨论上图中加彩色部分加彩色部分的的电路的工作原理。电路的工作原理。22101000阈值端阈值端触发端触发端TH(6脚脚)TR(2脚脚)RS比较的结果比较的结果2VCC/3小于小于2VCC/3小于小于VCC/3大于大于VCC/3小于小于VCC/3大于大于大于大于2VCC/3SR+-A1A2VCCTHCOTR876521RRR阈值端阈值端触发端触发端23RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDTuoRD87645321RRR晶体管晶体管TRSQuo100100保持保持0110保持保持保持保持导通导通截止截止RSQ1001000101保持保持 保持保持Q11禁止禁止禁止禁止RS 触发器功能表触发器功能表附录附录:24 综合以上的综合以上的分析结果分析结果,便可得便可得到到555的功能表的功能表:阈值端阈值端触发端触发端TH(6脚脚)TR(2脚脚)2VCC/3VCC/3大于大于大于大于2VCC/32VCC/3VCC/3VCC/3小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止截止RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDu oRD87645321RRRT25即即555相当于一个如左图的触发器，相当于一个如左图的触发器，当当R2/3VCC时，复位输入为有效时，复位输入为有效电平；当电平；当S1/3VCC时，置位输入时，置位输入为有效电平。为有效电平。阈值端阈值端触发端触发端TH(6脚脚)TR(2脚脚)2VCC/3VCC/3大于大于大于大于2VCC/32VCC/3VCC/3VCC/3小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止截止26 21.5.2 555定时器的应用定时器的应用(1).双稳态触发器双稳态触发器:微电机起动停车控制电路。微电机起动停车控制电路。4816235S2S1RRCVCCTHTRuoM微电机微电机555S1:起动按钮起动按钮S2:停车按钮停车按钮274816235S2S1RRCVCCTHTRM微电机微电机555uo阈值端阈值端触发端触发端TH(6脚脚)TR(2脚脚)大于大于大于大于小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止截止VCC/32VCC/3VCC/32VCC/32VCC/3VCC/3 仅仅按下按下起动按钮起动按钮 S1,则则 V2 VCC/3;未按未按 S2,当然当然 V6 VCC/3,V6 2VCC/3,未按未按 S1,当然当然V2 VCC /3,这时这时 uo=0,电机停止运行电机停止运行。如果松开如果松开 S2,电机仍电机仍不转动不转动。28(2).单稳态触发器单稳态触发器:只有一个状态是稳定的，只有一个状态是稳定的，另一个状态是暂时的，输出状态会自动回到另一个状态是暂时的，输出状态会自动回到稳定状态。稳定状态。48162357uouiVCCRRTCTDTHTRS若若S打开打开,则则 ui =1;若若S合上合上,则则 ui =0。0t0t0tuiuCTuo2VCC/3TW2948162357uouiVCCRRTCTDTHTRS若若S打开打开,则则 ui =1;若若S合上合上,则则 ui =0。0tuiV6 2VCC/3,V2 VCC/3 按钮按钮 S 处于打开状态时：处于打开状态时：uo=0,555内的管内的管T导通导通,电容电容 CT 被短路被短路,V6=0.3V。0tuCT2VCC/30tuo3048162357uouiVCCRRTCTDTHTRS0tui0tuCT2VCC/30tuo按一下按一下 S,V2 VCC,已有已有 V6 2VCC/3,且且已已 有有 V2 VCC/3,uo=0;555内的晶体管内的晶体管T也由截也由截止变成导通止变成导通,电容电容CT 迅迅速放电而变成速放电而变成 0V。0tui0tuCT2VCC/30tuo3248162357uouiVCCRRTCTDTHTRS0tui0tuCT2VCC/30tuo 由以上过程可以看出由以上过程可以看出:按钮每按动一次按钮每按动一次,uo 便便输出一个正脉冲输出一个正脉冲,其宽度其宽度 TW 由由 RT CT 决定决定。3348162357uouiVCCRRTCTDTHTRSJJ红红白白D1D2按一下按一下按钮按钮 S未按未按uo0J的线圈的线圈不通电不通电J 的结点的结点不动作不动作红灯红灯 白灯白灯亮亮灭灭1通电通电闭合闭合亮亮灭灭红灯亮的时间即为曝光时间红灯亮的时间即为曝光时间 TWTW =1.1 RT CT34(3).多谐振荡器多谐振荡器:没有任意一个状态是稳定的。没有任意一个状态是稳定的。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC0tuouC0tVCC/32VCC/3首先说明如何用首先说明如何用555 定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器:输出波形输出波形3548162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC 设电容设电容C 原先未充电原先未充电,故故 V6=V2 2VCC/3,立立即即 uo=0,同时同时555内的内的管管 T 导通导通,电容电容 C 经经 R2 7#T1#放电放电,一直至一直至VCC/3,使得使得uo 回到回到 1,进入循进入循环环.t1t2t348162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC370tuouC0tVCC/32VCC/3T1T2输出方波的输出方波的周期周期 T的计算的计算:T=T1 +T2 =0.7(R1+2R2)C 48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC380tuouC0tVCC/32VCC/3T1T248162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC如何改变方波的占空比？如何改变方波的占空比？改变充放电回路的时间常数！改变充放电回路的时间常数！39 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日