《数字电子技术基础》教案第七课时章节或第七章脉冲产生与整形电路课题名称1.概述2.单稳态触发器教学内容3.施密特触发器4.多谐振荡器5.555定时器及其应用理解掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工作原理，及555定时教学目标器的工作原理及使用方法。教学要点多谐振荡器、555定时器的工作原理及难点复习要点以第4章触发器为基础，掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工或题目作原理，及555定时器的工作原理。教学方法与课堂教学结合实验教学，在掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的教学手段工作原理的基础上，用555定时器分别实现。说明教学时间6h安排作业布置（预习、思考题、练7.5、7.12、7.13习、参考资料等）
《数字电子技术基础》教案 第七 章 课时章节或 课题名称 第七章 脉冲产生与整形电路 教学内容 1.概述 2.单稳态触发器 3.施密特触发器 4.多谐振荡器 5.555 定时器及其应用 教学目标 理解掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工作原理，及 555 定时 器的工作原理及使用方法。 教学要点 及难点 多谐振荡器、555 定时器的工作原理 复习要点 或题目 以第 4 章 触发器为基础，掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工 作原理，及 555 定时器的工作原理。 教学方法与 教学手段 说明 课堂教学结合实验教学，在掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的 工作原理的基础上，用 555 定时器分别实现。 教学时间 安排 6h 作业布置 （预习、思 考题、练 习、参考资 料等） 7.5、7.12、7.13
《数字电子技术基础》教案第七7.1概述1.脉冲信号：脉冲信号是指一种持续时间极短的电压或电流波形，如图所示。图（a）是方波，图（b）是矩形波，图（c）是尖顶脉冲，图（d）是锯齿波，图（e）是钟形脉冲。它们都可以通称为脉冲信号”。(a)(b)(o)(a)(0)脉冲波形的不同形状2.在数字电路中，要控制和协调整个系统的工作，常常需要时钟脉冲（CP）信号，获得这种矩形脉冲的方法：一是利用多谐振荡器直接产生，二是通过整形电路变换得到。多谐振荡器可通过门电路、石英晶体或集成555定时器三种方式构成。整形电路可分为施密特触发器或单稳态触发器，它们可以使脉冲的边沿变得陡峭，形成满足要求的矩形脉冲，脉冲波形的特性主要用图中所示的参数来描述。0.9UmNT1-----0.5Umm0.1U.T.描述矩形脉冲的主要参数单稳态触发器也有两个状态：一个是稳定状态，另一个是暂稳状态。当无触发脉冲输入时，单稳态触发器处于稳定状态：当有触发脉冲时，单稳态触发器将从稳定状态变为暂稳定状态，暂稳状态在保持一定时间后，能够自动返回到稳定状态。1、电路组成：如下图所示。门G1的输出经微分电路RC接到门G2的输入端，门G2的输出直接耦合到G1的输入端。电路处于稳态时，ui为高电平，u01为低电平，为了使u02可靠为高电平，对于TTL芯片74LSO0应选择R<ROFF，一般取R<0.7KQ。但对于CC4O11的MOS门输入阻抗高，外接电阻R的大小不会影响其稳态，则不受ROFF限制
《数字电子技术基础》教案 第七 章 7.1 概述 1. 脉冲信号: 脉冲信号是指一种持续时间极短的电压或电流波形，如图所示。 图（a）是方波，图（b）是矩形波，图（c）是尖顶脉冲， 图（d）是锯齿波，图（e）是钟形脉冲。它们都可以通称为“脉冲信号”。 2. 在数字电路中，要控制和协调整个系统的工作，常常需要时钟脉冲（CP）信号，获得这种矩形 脉冲的方法：一是利用多谐振荡器直接产生，二是通过整形电路变换得到。多谐振荡器可通过门电 路、石英晶体或集成 555 定时器三种方式构成。整形电路可分为施密特触发器或单稳态触发器，它们 可以使脉冲的边沿变得陡峭，形成满足要求的矩形脉冲，脉冲波形的特性主要用图中所示的参数来描 述。 单稳态触发器也有两个状态：一个是稳定状态，另一个是暂稳状态。当无触发脉冲输入时，单稳 态触发器处于稳定状态；当有触发脉冲时，单稳态触发器将从稳定状态变为暂稳定状态，暂稳状态在 保持一定时间后，能够自动返回到稳定状态。 1、电路组成: 如下图所示。门 G1 的输出经微分电路 RC 接到门 G2 的输入端，门 G2 的输出直接耦合到 G1 的输入端。电路处于稳态时，ui 为高电平，u01 为低电平，为了使 u02 可靠为高电平，对于 TTL 芯片 74LS00 应选择 R＜ROFF，一般取 R＜0.7KΩ。但对于 CC4011 的 MOS 门输入阻抗高，外接电阻 R 的大小 不会影响其稳态，则不受 ROFF 限制。 脉冲波形的不同形状 描述矩形脉冲的主要参数
第七《数字电子技术基础》教案4uoUonUoL0M12U.Coz(a)UonUoLo微分型单稳态触发器2、工作过程：电源接通后，在没有外来触发脉冲时（ul为高电平）电路处于稳定状态：uOI=UOLuO=UOH。为此，必须保证Rd>RON（开门电阻），R<ROFF(关门电阻)。根据稳态时的部分电路图所示的等效电路，非门G2的输入为了讨论方便，假定uI2=UOL，则此时电容C上没有电压。RU2(UcC-UBE)R+RTTV本v2稳态时的部分二、集成单稳态触发器集成单稳态触发器分为可重触发型和不可重复触发型两种。不可重触发单稳态触发器，是指在暂稳定时间tw之内，若有新的触发脉冲输入，电路不会产生任何反应，如图（b）所示。可重触发单稳态触发器，是指在暂稳定时间tw之内，若有新的触发脉冲输入，可被新的触发脉冲重新触发，如图（c）所示。.图(a）触发信号ui；(b)不可重触发输出波形；（c)可重触发输出波形
《数字电子技术基础》教案 第七 章 2、工作过程: 电源接通后，在没有外来触发脉冲时（uI 为高电平）电路处于稳定状态：uO1= UOL， uO=UOH。为此，必须保证 Rd>RON（开门电阻），R<ROFF(关门电阻)。根据稳态时的部分电路图所 示的等效电路， 非门 G2 的输入 为了讨论方便，假定 uI2 = UOL， 则此时电容 C 上没有电压。 稳态时的部分电路 二、集成单稳态触发器 集成单稳态触发器分为可重触发型和不可重复触发型两种。不可重触发单稳态触发器，是指在暂 稳定时间 tw 之内，若有新的触发脉冲输入，电路不会产生任何反应，如图（b）所示。可重触发单稳 态触发器，是指在暂稳定时间 tw 之内，若有新的触发脉冲输入，可被新的触发脉冲重新触发，如图 （c）所示。 微分型单稳态触发器 ( b) ( ) 1 12 UCC UBE R R R U − + = UOL C R u I2 V2 V1 R1 G2 UCC 稳态时的部分电路 图(a)触发信号ui；(b)不可重触发输出波形；(c)可重 触发输出波形 ( ( (
《数字电子技术基础》教案第七1.CMOS集成单稳态触发器CC4528B的引脚图如图所示。11161Cx Cx/RxVDpCxRx/CxCR,A,B,QQ,DBCx,Rx/Cx;CR,A,B,Q, Q, Vss11图（b）CC4528B引脚2.TTL集成单稳态触发器常用的TTL集成单稳态触发器，有不可重触发单稳态触发器54LS121/74LS121，54LS221/74LS221，可重触发单稳态触发器54LS123/74LS123，54LS122/74LS122等。54LS121/74I.S121的逻辑符号加图所示，ATR-ETR口R.Rx/CxX+*RimRext(b）逻辑符号三、单稳态触发器应用举例应用：脉冲整形。脉冲信号经过长距离传输后，其边沿会变差或叠加了某些干扰，这时可利用单稳态触发器进行整形。将这些受到于扰的脉冲信号ui加到单稳态触发器的输入端，输出端便可得到符合要求的矩形脉冲uO。如图所示。止+VccuCx Cx/RxB4-uoAuoA2(a)(b)图(a)(b)脉冲整形电路7.3施密特触发器施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，利用它可以将正弦波、三角波以及其它一些周期性的脉冲波形变换成边沿陡峭的矩形波。另外，它还可以用作脉冲鉴幅器、比较器。施密特触发器是一种受输入信号电平直接控制的双稳态触发器。它有两个稳定状态，在外加信号的作用下，只要输入信号变化到某一电平时，电路就从一个稳定状态转换到另一个稳定状态，而且稳定状态的保持也与输入信号的电平密切相关。下图是这种电路的工作波形
《数字电子技术基础》教案 第七 章 1.CMOS 集成单稳态触发器 CC4528B 的引脚图如图所示。 2.TTL 集成单稳态触发器 常用的 TTL 集成单稳态触发器，有不可重触发单稳态触发器 54LS121/74LS121， 54LS221/74LS221，可重触发单稳态触发器 54LS123/74LS123，54LS122/74LS122 等。 54LS121/74LS121 的逻辑符号如图 所示。 三、单稳态触发器应用举例 应用:脉冲整形。 脉冲信号经过长距离传输后，其边沿会变差或叠加了某些干扰，这时可利用单稳态触发器进行整 形。将这些受到干扰的脉冲信号 ui 加到单稳态触发器的输入端，输出端便可得到符合要求的矩形脉冲 u0。如图所示。 7.3 施密特触发器 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，利用它可以将正弦波、三角波以及其它一 些周期性的脉冲波形变换成边沿陡峭的矩形波。另外，它还可以用作脉冲鉴幅器、比较器。 施密特触发器是一种受输入信号电平直接控制的双稳态触发器。它有两个稳定状态，在外加信号 的作用下，只要输入信号变化到某一电平时，电路就从一个稳定状态转换到另一个稳定状态， 而且稳 定状态的保持也与输入信号的电平密切相关。下图是这种电路的工作波形。 图(b) CC4528B引脚 CC4528 B (b) 逻辑符号 图 (a)(b) 脉冲整形电路 74H C 121
第七《数字电子技术基础》教案urAUTUr-o4UoVo、用门电路组成的施密特触发器下图所示电路是由TTL门电路构成的施密特触发器。图中，V为电压偏移二极管，RI、R2为分压电阻，电路的输出通过电阻R2进行正反馈。下面我们来分析电路的工作原理。R2R.G,G,u假设在接通电源后，电路输入为低电平uI=UOL，则电路处于如下状态：uO1=UOH，uO=UOL。如果不考虑G1门的输入电流，ull的电压为：(u,-U,-Uo)R +UoLuu=R, + R,(u,-U,)R,UoR(u,-U,)R,R, + R,R, +R,R+R其中，UD为二极管的导通压降。当ul上升到门电路的阈值电压UTH时，由于uI1的电压还低于UTH，电路仍然保持这个状态不变：随着uI的继续升高，当uI1也上升到UTH时，电路将产生如下正反馈过程：utu→tuor-+→uot结果使电路的状态迅速翻转为：uO1-UOL，uO-UOH，这是电路的另一个稳定状态。那么这一时刻的输入电压ul就是电路的正向阅值电压UT+，将ul=UT+，ull=UTH带入式9-21可得：UT+=U+(1+R/R)UTHul从UT+再升高时，电路的状态不会发生改变
《数字电子技术基础》教案 第七 章 一、用门电路组成的施密特触发器: 下图所示电路是由 TTL 门电路构成的施密特触发器。 图中， V 为电压偏移二极管，R1、 R2 为分压电阻，电路的输出通过电阻 R2 进行正反馈。下面我们来分析电路的工作原理。 假设在接通电源后，电路输入为低电平 uI=UOL，则电路处于如下状态：uO1=UOH， uO=UOL。如果不考虑 G1 门的输入电流，uI1 的电压为： 其中，UD 为二极管的导通压降。当 uI 上升到门电路的阈值电压 UTH 时，由于 uI1 的电压还低于 UTH，电路仍然保持这个状态不变； 随着 uI 的继续升高，当 uI1 也上升到 UTH 时，电路将产生如下 正反馈过程： 结果使电路的状态迅速翻转为：uO1=UOL，uO=UOH，这是电路的另一个稳定状态。那么这一时 刻的输入电压 uI 就是电路的正向阈值电压 UT+，将 uI=UT+，uI1=UTH 带入式 9-21 可得： 当 uI 从 UT+再升高时，电路的状态不会发生改变。 t 0 t uI u O 0 UOL UOH UT－ UT＋ & uI1 uO1 1 uO R2 R1 V uI G1 G2 uO 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 11 ( ) ( ) ( ) R R u U R R R U R R R u U R U R R u U U R u I D OL I D OL I D OL + − + + + − = + + − − = uI↑uI1→↑uO1→↓→uO↑ UT UD R R UTH (1 / ) + = + + 1 2