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第8章脉冲的产生和整形电路

一、内容提要

555定时器是一种多用途的集成电路，只需外接少量阻容元件就可以构成多种实用电路，使用方便灵活，本章以555定时器组成的多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器为主讲述了脉冲的产生和整形电路以及电路的分类、脉冲波形参数的定义、三种典型电路的工作原理，脉宽及周期的计算方法。

二、重点难点

1、555定时器的内部结构及工作原理，555定时器的典型应用；

2、施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的电路结构、工作原理、特点、波形参数与电路参数之间的关系以及三种电路的应用。

三、习题精解

知识点：施密特触发器工作原理及输出与输入之间的关系

例8.1用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形Vi如图8.1（a、b）所示，试画出对应的输出波形Vo

图8.2集成电路定时器555内部结构图8.1（a

图8.2集成电路定时器555内部结构

图8.1（a）（b）（c）施密特触发器电路工作波形图

,反向阈值电压（下触发电平），见图6.3（b）从t=0时刻开始，Ui上升，但Ui＜1.7V，电压比较器A2的输出，电压比较器A2的输出（见图6.4所示）Q＝1（V0＝5V）；当1.7V＜Ui＜3.3V时，，，使Q＝1保持不变；当Ui≥3.3V时，，，使Q＝0（即U0＝0V）。Ui由4V开始下降，但当1.7V＜Ui＜3.3V时，，，使Q＝0保持不变；当Ui下降到Ui1.7V时，又恢复到，，Q＝1。综上的述，该电路的输出波形如8.1（C）所示。

例8.2555定时器的功能表如表8-1，连接图和输入信号波形图如图8.2（a,b）所示。

1、说明该555定时器组成什么电路?

2、画出该电路相应的输出波形。

3、除了上述电路外，还可以用555定时器组成哪两种脉冲产生或整形电路？

表8-1555定时器功能表

输入

输出

TH（uI1）

（uI2）

VTD状态

低

导通

EQ\F(2,3)VCC

EQ\F(1,3)VCC

高

截止

EQ\F(2,3)VCC

EQ\F(1,3)VCC

不变

EQ\F(2,3)VCC

EQ\F(1,3)VCC

低

导通

VSS

0.01μF

VCC

555

VCC

（a）

（b）

（c）

图8.3（a）（b）（c）555定时器组成的电路工作波形图

答：1、施密特触发器

2、波形如图（c）。

3、多谐振荡器和单稳态触发器。

例8.3用555定时器组成的施密特触发器电路如图8.4（a）所示，若输入信号uI如图(b)所示，请画出uO的波形。

图8.4（a

图8.4（a）（b）555定时器组成的电路工作波形图

知识点：555定时器构成的多谐振荡器工作原理

例8.4如图8.5所示是一个由555定时器构成的防盗报警电路，a,b两端被一细铜丝接通，此铜丝置于盗窃者必经之路，当盗窃者闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即发出报警声。

1、请问555接成的是何种电路？

2、说明本报警电路的工作原理。

答：555接成的是一个多谐振荡器电路。

图8.5555定时器构成的防盗报警电路当a,b相接时，由于555的复位端4管脚与地接通，

图8.5555定时器构成的防盗报警电路

复位有效，则555不工作，当a,b断开，4管脚电

位为6v，高电平，555工作，如图电路是一个多

谐振荡器，则生成矩形波脉冲由3管脚输出，从

而驱动扬声器，使之发声。

知识点:多谐振荡器脉宽及振荡频率的计算

例8.5用集成电路定时器555所构成的自激多谐振荡器电路如图8.6（a）所示。试画出输出电压UC和电容C两端电压UC的工作波形，并求振荡频率。

解：由图8.2集成电路定时器555内部电路结构，分析该电路工作原理。因为集成芯片

图8.6（a）（b）555定时器构成多谐振荡器电路的2.6两脚（即A2的同相输入端和A1的反相输入端）连接在电容C的上端，这个端点上的电压Uc变动，会同

图8.6（a）（b）555定时器构成多谐振荡器电路

时导致两个比较器的输出电平改变，即同时控制,的改变。电源Vcc经过R1R2给电容C充电。当Uc上升到Vcc时，比较器A1输出低电平，=0，比较器A2输出高电平,=1，触发器复位，Q=0，Vo=0。同时=1，三极管T导通，电容C通图7.6（a）（b）例7.3电路图，工作波形图过R2，T管放电。电压Uc下降，当Uc下降到Vcc时，比较器A1输出高电平，=1，比较器A2输出低电平，=0，触发器置1，Q=1，Uo=1。此时，=0，三极管T截止，Vcc又经过R1