单稳态电路
二、单稳态电路
单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲。
1、单稳态的电路组成
它是由CC7555定时电路构成，电路图为：如图（1）所示
它的工作特点：
电路只有一个稳定状态；
当外界触发脉冲来后，电路从稳态翻转到暂态，并在暂态停留一段时间，而且在输出端产生一个宽度为
T W的矩形脉冲。
它的应用：
在数字系统中，单稳态电路常用于整形。即：把不规则的波形转换成宽度、幅度相同的波形。
例1.怎样改变输出脉冲的宽度(即延迟时间)呢？
答：有三种方法1.改变电阻R；2.改变电容C；3.改变控制电压端的接法。
例2.如图(1)所示:改变控制电压端(引脚5)的电压值,可改变( ) 答案为：D A.输出电压的高低电平 B.输出电压的周期
C.对输出波形无影响
D.输出电压的脉冲的宽度
第21章单稳态触发器
内容提要：单稳态触发器是一种重要的时序数字电路，本章介绍单稳态触发器的电路构成、工作原理、特性和典型应用。
21.1 单稳态触发器
21.1.1 概述
单稳态触发器也是一种重要的时序逻辑电路，它和双稳态触发器不同，只有一个稳定状态，另一个是暂稳态，经过一段延迟时间后，将自动返回稳定状态。这个延迟时间一般称为暂稳态时间，是由电路中有关的电阻电容时间常数确定
的。单稳态触发器进入暂稳态要靠触发脉冲的触发才行，有的单稳态触发器是由触发脉冲的上升沿触发翻转的；有的单稳态触发器是靠触发脉冲的下降沿触发翻转的。在触发方式是单稳态触发器和双稳态触发器的异同见图21-1-1。
双稳输出
单稳输出
触发触发暂稳时间
图21-1-1 单稳态和双稳态触发器触发方式的异同
21.1.2 集成单稳态触发器
21.1.2.1 集成单稳态触发器简介
产品集成单稳态触发器的型号有许多，如74121、74LS122、74LS123、CC4098、CC4538、CC14528、CC14538等，现以74LS122为例加以说明。
74LS122是双单稳态触发器，它的功能表见表21-1，逻辑符号见图21-1-2。表和图中的d R 是直接清“0”端，2121B B A A 、和、是触发输入端，其中21A A 、是低电平信号触发端，21B B 和是高电平信号触发端，Q Q 和是输出端，R int 和C int 是外接定时电阻和定时电容的接入端。
表21-1 功能表
Q ↑d R 1A 2A 1B 2B Q ⨯H L ⨯⨯H H H H H H ↑
⨯⨯⨯⨯L H H H ⨯⨯L H L H L H
⨯⨯⨯⨯⨯⨯L L L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯
H ↑L ⨯H ↑H H H H H H H H H H
H L ⨯
↓↓↓↓H ⨯L
ext
ext /C R ext C int R d
R 2B 1
B 2A 1A ext
ext /C R ext C int R d
R 2B 1B 2A 1A
图21-1-2 74LS122的逻辑图 图21-1-3 不可重触发单稳态
当d R =0时，单稳态触发器清零，Q =0。功能表中的符号↑和↓表示触发信号的触发边沿，2121B B A A 、和、都可以做触发输入端使用，d R 除了做清零端使用
外，也可以做触发端使用，见功能表的最后二行。功能表中的符号表示单稳工作状态。图21-1-2逻辑符号内部有符号，它代表内部的触发信号是上升边沿动作。
21A A 、是下降沿触发有效，21B B 和是上升沿触发有效。所以，2121B B A A 、和、中
如果没有触发边沿，单稳态触发器的状态不会改变，见功能表的第二、三、四行。
21A A 、之间是或的关系，其中只要有一个有触发沿↓即可触发单稳态，当21A A 、之
中有↓时，其他触发端和、21B B d R 必须是高电平。它们的关系在图21-1-2的逻辑符号中看的的比较清楚，触发信号的传递关系是d 2121)(R B B A A +。所以21A A 、中的触发沿↓经或门变为↑，由于和、21B B d R 是高电平，这个触发沿可以通过与门对单稳态触发器进行触发。
21B B 和中有↑触发边沿时，21A A 、中至少有一个是低电平，经过或门后变为
高电平和21B B 和相与，才不至于影响21B B 和的↑触发边沿。
逻辑符号中的RI 、CX 、RX/CX 是外接定时元件的接入端，逻辑符号外部引线上有符号⨯，表示这个引线上的信号是模拟信号。CX 、RX/CX 之间可以外接定时电容器C ext 。RI 内部有一个定时电阻，可以使用这个定时电阻（不同型号这个电阻不同，74LS122大约为10k Ω），也可以不使用这个电阻，这时需要在RX/CX 与V CC 之间外加定时电阻。由于外加定时电阻比内部的定时电阻更准确一些，所以可以获得比较准确的定时精度。 目前使用的集成单稳态触发器，在触发方式上分为可重触发和不可重触发两类，图21-1-2是可重触发型，图21-2-3是不可重触发型，它的逻辑符号只是在的左面加一个1。不可重触发型单稳态触发器在一次触发信号作用后，电路进入暂稳态，在暂稳态没有结束之前，再来的触发信号不起作用。对于可重触发型单稳态，当电路的暂稳态还没有结束之前，再来一次触发信号作用后，电路将对
这个新的触发信号进行响
应，还要再延迟一个暂稳态时间，电路才能返回稳态。
相位差测量方法的研究与应用
缪晓中，杜伟略
（无锡职业技术学院电子工程系，江苏 无锡214041）
摘 要：介绍一种用软件测量信号频率和相位差的方法，并提出对周期T 和时间差ΔT 扩展，进一步提高测量精度的方案。 关键词：频率；相位差；单片机
Research and Application of Phase Measurement
MIAOXiao －zhong ，DUWei －lue
（Departmentof Electronics Engineering ，WuxiInstitute of Technology ，Wuxi214041，
China ）
Abstract：According to the principle of indirect frequency measurement，the m ethod of testing frequency and phase of signals by software is presented．Toimpro ve accuracy of phase，the expansion of TandΔT is proposed．
Key words：frequency；phase；microprocessor
1 硬件设计
1．1 频率的测量
对频率的测量可采用先测周期T，然后通过公式f=1/T计算获得频率，即间接测量的方法。采用该方法的原因是：根据测频的误差分析，在f较低的场合，f越低，则T越大，计数器计得数N也越大，±1误差对测量结果的影响将减小。
如图1所示，被测信号（正弦）TX从B端输入，经脉冲形成电路后变成方波，加至门控电路。在此期间，石英晶体振荡器产生的时标脉冲通过主门，用计数器计脉冲个数。实质上以比较法为基础，将被测信号与时标信号的周期相比，通过计数器计数并以数字的形式显示出来。
受单片机内部时钟频率的限制，本文中的时标脉冲由外部石英晶体振荡器产生，而不采用单片机内部时钟。这样可以将精度提高一个数量级以上。
1．2 本文T和ΔT的测量原理
1．2．1 ΔT的实现过程
两个频率相同而相位不同的正弦信号V
i1＝Asinωt和V
i2
＝Asinω（t＋ΔT），
其波形如图3所示。这两个信号分别送入同相比较器U
1B 和U
1A
（如图2），与零
电位比较，经整形后得到矩形脉冲V
1和V
2
。其中V1送入D触发器U
2A
的CLK时钟
端，于是得到图3中Q
1波形。同理，V
2
送入D触发器U
3A
的CLK时钟端，得到Q2
和波形。最后将Q1和送入与门U4A进行Q
*相与，得到时间差脉冲ΔT，
1
ΔT与相位差ΔΦ相对应（ΔΦ＝ωΔT）。
1．2．2 T的实现过程
测周期的方法是在一个被测信号的周期内，记录定时脉冲的个数。用单片机89C52实现该法的关键是：准确检测出周期信号，并用该信号控制内部计数器T
0累计基准脉冲个数。图2中，由U
2A 、U
2B
两个D触发器组成周期T测量电路，
在单片机P1．6、P2．4控制下完成周期信号检测。当P2．4＝0时，触发器U
2 A
（对应Q
1）和U
2B
（对应Q
3
）清零，即Q
1
＝Q
3
＝0，如图4所示。当P2．4由0→1
后，在被测信号V1上升沿时U2A翻转（Q
1＝1），此时Q
3
仍为0。当被测信号V
1
第二次0→1时，U
2 A 再次翻转（Q
1
＝0），同时U
2B
也翻转（Q
3
＝1）。单片机查询
到P1．6＝1时，让P2．4＝0，完成一次周期的检测。其波形如图4所示。
1．2．3 ΔT的测量精度及f测量范围
当送入计数器的计数脉冲频率为10MHz时，若用0．1°来标度其相位差，即测量ΔΦ精度要求达到0．1°，则：在半个周期内（ΔΦ＝180°）必须要有f＝10MHz的计数脉冲1800个，
同理：当要求精度为1°时，fmax＝27kHz。
在硬件设计时，考虑到单片机内部计数器位数限制（最高为16位，所以扩展了一个8位外部计数器A或B，使计数位数达到24位，以此提高分辨率）。
2 软件设计
本系统的控制软件采用模块化结构设计，各个功能子模块独立。整个软件分为主程序和频率测量子程序、相位差测量子程序。由于篇幅所限，下面只将相位差测量子程序介绍如下：
3 T和ΔT扩展方法的研究
为了适用更高频率信号的相位差测量，本仪器采用T和ΔT扩展方法，来提高在较高频率信号测量时相位差的测量精度。
3．1 误差分析
周期T
X ＝T
S
＊N，根据误差传递公式，可得：
即测量误差一方面决定于时标信号TS准不准，另一方面决定于计数器计的数准
不准。其中第一项ΔN／N是数字化仪器所特有的误差，而第二项ΔT
S ／T
S
是时
标信号的相对误差。
由上式可见，T
愈大（即被测频率愈低），±1误差对测周期精确度的影响愈小。
X
的方法。
所以，为了提高测量精度，可采用提高周期T
X
3．2 T和ΔT的扩展方法
方法一：每次先测出信号频率f，然后根据其频率高低由软件决定分频级数，单片机送出模拟开关的控制信号，选通第n级分频器通路，然后再将分频后的信号送入测量电路，完成T的扩展。然而，对信号分频时，ΔT并未扩展。例如对信号二分频（如图6所示），信号周期扩展了两倍，而ΔT仍然保持不变。
方法二：由于对ΔT不能直接进行扩展，所以我们采用以下方法：例如要对ΔT进行八分频扩展，用电路产生8个（T＋ΔT）时间，然后再用8（T＋ΔT）－8 T＝8ΔT，从而实现ΔT的8分频。
4 结束语
实践表明，该相位测量系统当精确到±0．1°时，被测信号频率范围1Hz～20kHz。当精确到±1°时，被测信号频率范围1Hz～200kHz。因此该方法只有快速、精度高、通用性的特点。
可重触发单稳态触发器原理
可重触发单稳态触发器原理 可重触发单稳态触发器是一种常用的数字电路元件，它具有一种特殊的工作方式，能够在输入信号发生变化时产生一个固定的输出脉冲。本文将介绍可重触发单稳态触发器的原理及其在电路设计中的应用。 可重触发单稳态触发器由RS触发器和一个延时触发器组成。RS触发器是一种由两个互补反馈的逻辑门组成的电路，它能够存储一个比特的状态。延时触发器是一种能够延时输入信号的电路，它通常由一个RC电路和一个比较器组成。 可重触发单稳态触发器的工作原理如下：当输入信号发生变化时，RS触发器的状态会发生改变，从而导致输出信号的变化。延时触发器负责延时输入信号，使得输出信号在一定时间后才发生变化。当输入信号再次发生变化时，RS触发器的状态会再次改变，但由于延时触发器的延时作用，输出信号不会立即改变，而是在延时时间后才会发生变化。这样就实现了可重触发的功能。 可重触发单稳态触发器在数字电路设计中有着广泛的应用。它常用于脉冲信号的处理和时序控制电路中。在脉冲信号的处理中，可重触发单稳态触发器可以将输入的短脉冲信号转换为固定宽度的脉冲信号，从而方便后续电路的处理。在时序控制电路中，可重触发单稳态触发器可以实现延时和定时功能，控制电路的执行时间和顺序。
除了在数字电路设计中的应用，可重触发单稳态触发器还可以用于模拟电路中。在模拟电路中，可重触发单稳态触发器可以实现信号的延时和重构，从而提高电路的稳定性和可靠性。 总的来说，可重触发单稳态触发器是一种重要的数字电路元件，它具有可重触发的特性，能够在输入信号发生变化时产生一个固定的输出脉冲。它在数字电路设计和模拟电路中有着广泛的应用。通过学习和理解可重触发单稳态触发器的原理和工作方式，我们可以更好地应用它来解决实际问题，提高电路的性能和可靠性。
单稳态触发器特点及应用
单稳态触发器特点及应用 单稳态触发器是一种基本的数字逻辑电路元件。它有着独特的特点和广泛的应用。 单稳态触发器有两个稳定的状态，分别被称为"稳定1态"和"稳定0态"。当输入信号发生边沿变化时，触发器会产生一次性的输出脉冲，将自己的状态从一个稳定状态转换至另一个稳定状态，然后再次保持在此状态，直到下一个输入信号的到来。 单稳态触发器有以下特点： 1. 基本功能：单稳态触发器可以将一个瞬时的输入信号转换为一个确定的固定时间宽度的输出脉冲。这个输出脉冲的时间宽度由触发器内部的电路元件和外部的电容、电阻等元件决定。 2. 稳定的状态：单稳态触发器有稳定1态和稳定0态两种状态，这两种状态之间可以通过输入信号触发器的边沿变化来转换。 3. 输出脉冲：在输入信号变化时，单稳态触发器会产生一次性的输出脉冲。这个脉冲的宽度是固定的，不受输入信号变化的时间长短影响。 4. 延迟时间：单稳态触发器具有一个延迟时间，即输入信号发生变化到输出脉冲出现的时间间隔。这个延迟时间是固定的，不受输入信号的频率和幅度的影响。
单稳态触发器有广泛的应用： 1. 脉冲生成：单稳态触发器可以将一个瞬态输入信号转换为一个固定宽度的脉冲。这个功能在很多电子设备中都有应用，例如数字逻辑电路中的时序控制、计数器的启动、断电、复位等。 2. 时序控制：单稳态触发器可以用来实现时序控制。通过控制输入信号的变化时间和触发器自身的延迟时间，可以实现对电路的时序控制，例如在特定时间间隔内产生脉冲或者使特定电路模块按照固定的顺序工作。 3. 双稳态触发：单稳态触发器可以用来实现双稳态触发器。通过将两个单稳态触发器串联，可以构建一个双稳态触发器。在数字电路中，双稳态触发器用来存储和传输数字信号。 4. 电路保护：单稳态触发器可以用于电路保护。当输入信号超过设定的阈值电平时，触发器会产生输出脉冲作为保护信号，告知其他电路模块需要停止工作或者采取其他保护措施。 5. 延时电路：单稳态触发器可以用来实现延时电路。通过调整触发器的内部电容和电阻，可以实现不同的延时时间。延时电路在很多领域有应用，例如数字通信、自动控制以及计算机内存等。
单稳态电路图
555单稳态电路图 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。 第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。
1 555时基电路的特性 555集成电路开始是作定时器运用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、运用方便、价钱低廉，当前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较庞杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。
图1 555集成电路内部结构图 555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2 脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电日常可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改动上下触发电平值；8脚是电源端， 1脚是地端。
555典型应用电路
555 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。
555内部电原理图
555内部电原理图 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。 第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------
单稳态触发器的工作过程
单稳态触发器的工作过程 单稳态触发器是一种常见的数字电路元件，用于产生一段固定时长的脉冲信号。在工业自动化、通信系统以及计算机硬件等领域都有广泛的应用。本文将以单稳态触发器的工作过程为标题，详细介绍其原理和应用。 一、引言 单稳态触发器是一种特殊的触发器，其特点是在输入信号发生变化时，输出信号只有一次短暂的变化，然后恢复到稳定状态。这种触发器通常由几个逻辑门组成，常用的有RS触发器、JK触发器和D 触发器等。 二、单稳态触发器的原理 单稳态触发器主要由两个部分组成：触发器和计时器。触发器用于检测输入信号的变化，并触发计时器开始计时；计时器用于控制输出信号的时长。 1. 触发器 触发器是单稳态触发器的核心部分，其作用是检测输入信号的变化并产生相应的输出信号。常见的触发器有RS触发器、JK触发器和D触发器等。 以RS触发器为例，其有两个输入端(R和S)和两个输出端(Q和~Q)。输入端的电平变化会改变输出端的状态。当输入端的电平变化满足
触发器的特定条件时，触发器会产生一个输出信号。 2. 计时器 计时器是单稳态触发器的另一个重要组成部分，其作用是控制输出信号的时长。计时器通常由电容和电阻组成，通过RC时间常数来控制输出信号的宽度。 当触发器检测到输入信号的变化并触发计时器开始计时后，计时器会根据RC时间常数来决定输出信号的时长。当计时器计时结束后，输出信号会恢复到稳定状态。 单稳态触发器的工作过程可以分为以下几个步骤： 1. 初始状态：在没有输入信号时，触发器处于稳定状态，输出信号为低电平或高电平。 2. 输入信号变化：当输入信号发生变化时，触发器会检测到这一变化。触发器的特定条件会被满足，从而触发计时器开始计时。 3. 计时器开始计时：当触发器触发计时器开始计时后，计时器会根据RC时间常数来决定输出信号的时长。计时器开始递增计时，直到计时结束。 4. 输出信号变化：当计时器计时结束后，输出信号会发生变化。如果触发器是正脉冲触发器，输出信号会从低电平变为高电平，然后
单稳态电路的不同形式及其应用
单稳态电路的不同形式及其应用 摘要： 通过对单稳态的介绍，分析单稳态电路的不同实现方式和相应的暂稳态向稳态转换过程，在此基础上，根据单稳态电路的特点，提出了在日常生活和农业生产两种环境中的具体应用及实现的原理电路。 关键词： 单稳态；暂稳态；555。 The Monostable Circuit and Its Application in Different Forms 0 引言 我们知道，因为触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：①在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；②在受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器翻转，进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1。③经过一段时间，单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间t W仅仅取决于电路本身的参数RC（RC t ），如图一的单稳态 W 输入输出波形图。我们称t W为暂稳态的宽度。 图一某单稳态电路的输入输出波形图 其实，单稳态是人们巧妙地应用了电容的充放电特性而实现的特定功能电路。利用单稳态电路可以实现实时控制自动恢复、定时控制、延时控制等多种功能。单稳态电路可以通过逻辑门电路或555定时器等作为基本元件来实现。 1 由逻辑门实现的单稳态电路至集成74121 我们以某微分型单稳态触发器（图二）为例分析，它包含阻容元件构成的微分电路。因为CMOS门电路的输入电阻很高，所以其输入端可以认为开路。电容 C和电阻d R构成 d
一个时间常数很小的微分电路，它能将较宽的矩形触发脉冲i V 变成较窄的尖触发脉冲d V 。稳态时，i V 等于0，d V 等于0，i V 等于DD V ，o V 等于0，1o V 等于DD V ，电容C 两端的电压等于0。触发脉冲到达时，i V 大于TH V ，d V 大于TH V ，1o V 等于0，2i V 等于0，o V 等于DD V ，电容C 开始充电，电路进入暂稳态。当电容C 两端的电压上升到TH V 时，即2i V 上升到TH V 时， o V 等于 0，电路退出暂稳态，电路的输出恢复到稳态。显然，输出脉冲宽度等于暂稳态持 续时间。电路退出暂稳态时，已经回到0（这是电容d C 和电阻d R 构成的微分电路决定的），所以1o V 等于DD V ，2i V 等于TH V +DD V ，电容C 通过2G 输入端的保护电路迅速放电。当2i V 下降到DD V 时，电路内部也恢复到稳态。 图二 某由逻辑门电路组成的微分型单稳态电路 当然，该电路的一个实际应用就是在其基础上增加一个输入控制电路和一个输出缓冲电路就可以构成集成单稳态触发器74121。 2 555定时器实现单稳态电路 555定时器是一种集成电路（图三），因集成电路内部含有三个5千欧电阻而得名。利用555定时器可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。555定时器的引脚说明如表一。
实验十集成单稳态触发及其应用电路
实验十集成单稳态触发及其应用电路 一、实验目的 1、熟悉单稳态触发器的内部结果和工作原理 2、了解单稳态触发器与前面介绍的触发器的不同之处 3、学会它的参数计算 二、预习要求 1、预习由门电路组成的单稳态触发器的工作原理 2、了解74LS141集成单稳态触发器的内部结构和工作原理 3、区别集成单稳态触发器与其他触发器的不同之处 三、实验原理 1、单稳态触发器的特点 （1）电路有一个稳态一个暂态 （2）在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态 （3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值． 2、集成单稳74121的组成和工作原理 电路由触发信号控制电路、微分型单稳态触发器以输出脉冲电路组成。实际管脚如图10-1 图 10-1 74121功能管脚图 3、TTL集成器件74121是一种不可重复触发集成单稳态触发器，它的触发和定时方式如下：（1）触发方式：若A1、A2两个输入中有一个或两个为低电平，B发生由0到1的正跳变若B和A1、A2中的一个为高电平，输入中有一个或两个产生由1到0的负跳变，如表10-1示 表 10-1 H
（2）定时 单稳态电路的定时取决于定时电阻和定时电容的数值。74121的定时电容连接在芯片的10、11引脚之间。若输出脉冲宽度较宽，而采用电解电容时，电容C的正极接在输入脚10。对于定值电阻，使用者可以有两种选择：利用内部定时电阻（2K），此时将9号引脚接至电源14脚。当采用外节定时电阻（1.4—40K）此时，9脚悬空，电阻接在11、14脚之间。4、利用两片74121组成多谐振荡器如图10-2所示 （1）工作原理：设当电路处于Q1=0，Q2=0时，将开关S打开，电路开始振荡，其工作过程如下：在起始时，单稳态触发器1的A1为低电平，开关S打开瞬间，B端产生正跳变，单稳1被触发，Q1输出正脉冲，其脉冲宽度0.7R1C1，当单稳1暂稳态结束时，Q1的下降沿触发单稳2，Q2端输出正脉冲，此后，Q2的下降沿又触发单稳1，如此周而复始地产生振荡，其振荡周期为T=0.7（R1C1+R2C2） 图 10-2 由74121构成的多谐振荡器 四、实验步骤与要求 １．在预习阶段，按本实验要求设计好实验线路（包括计算选择好相应的电阻和电容）．２．按所设计的电路图接线． ３．按所给定的要求，输入给定信号，检测其输出信号，是否满足设计要求． ４．调整外置电容或电阻值，检测其单稳态时间是否按规律进行变化． ５．写出实验报告． 实验思考 1、如果触发脉冲宽度大于单稳态触发器输出脉冲，电路会产生什么现象？应如何解决？ 2、用集成单稳74121产生输出脉宽等于3ms的脉冲信号，如采用内部定时电阻，试问外接电容C ext应取何值？
单稳态电路
二、单稳态电路 单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲。 1、单稳态的电路组成 它是由CC7555定时电路构成，电路图为：如图（1）所示 它的工作特点： 电路只有一个稳定状态； 当外界触发脉冲来后，电路从稳态翻转到暂态，并在暂态停留一段时间，而且在输出端产生一个宽度为 T W的矩形脉冲。 它的应用： 在数字系统中，单稳态电路常用于整形。即：把不规则的波形转换成宽度、幅度相同的波形。 例1.怎样改变输出脉冲的宽度(即延迟时间)呢？ 答：有三种方法1.改变电阻R；2.改变电容C；3.改变控制电压端的接法。 例2.如图(1)所示:改变控制电压端(引脚5)的电压值,可改变( ) 答案为：D A.输出电压的高低电平 B.输出电压的周期 C.对输出波形无影响 D.输出电压的脉冲的宽度 第21章单稳态触发器 内容提要：单稳态触发器是一种重要的时序数字电路，本章介绍单稳态触发器的电路构成、工作原理、特性和典型应用。 21.1 单稳态触发器 21.1.1 概述 单稳态触发器也是一种重要的时序逻辑电路，它和双稳态触发器不同，只有一个稳定状态，另一个是暂稳态，经过一段延迟时间后，将自动返回稳定状态。这个延迟时间一般称为暂稳态时间，是由电路中有关的电阻电容时间常数确定
的。单稳态触发器进入暂稳态要靠触发脉冲的触发才行，有的单稳态触发器是由触发脉冲的上升沿触发翻转的；有的单稳态触发器是靠触发脉冲的下降沿触发翻转的。在触发方式是单稳态触发器和双稳态触发器的异同见图21-1-1。 双稳输出 单稳输出 触发触发暂稳时间 图21-1-1 单稳态和双稳态触发器触发方式的异同 21.1.2 集成单稳态触发器 21.1.2.1 集成单稳态触发器简介 产品集成单稳态触发器的型号有许多，如74121、74LS122、74LS123、CC4098、CC4538、CC14528、CC14538等，现以74LS122为例加以说明。 74LS122是双单稳态触发器，它的功能表见表21-1，逻辑符号见图21-1-2。表和图中的d R 是直接清“0”端，2121B B A A 、和、是触发输入端，其中21A A 、是低电平信号触发端，21B B 和是高电平信号触发端，Q Q 和是输出端，R int 和C int 是外接定时电阻和定时电容的接入端。 表21-1 功能表 Q ↑d R 1A 2A 1B 2B Q ⨯H L ⨯⨯H H H H H H ↑ ⨯⨯⨯⨯L H H H ⨯⨯L H L H L H ⨯⨯⨯⨯⨯⨯L L L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯ H ↑L ⨯H ↑H H H H H H H H H H H L ⨯ ↓↓↓↓H ⨯L ext ext /C R ext C int R d R 2B 1 B 2A 1A ext ext /C R ext C int R d R 2B 1B 2A 1A 图21-1-2 74LS122的逻辑图 图21-1-3 不可重触发单稳态 当d R =0时，单稳态触发器清零，Q =0。功能表中的符号↑和↓表示触发信号的触发边沿，2121B B A A 、和、都可以做触发输入端使用，d R 除了做清零端使用
555单稳态触发原理
1．单稳态触发器的工作原理 单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于电路的参数值。 由555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图1所示。图中R，C为外接定时元件，输人的触发信号ui接在低电平触发端（2脚）。 稳态时，输出uo为低电平，即无触发器信号（ui为高电平）时，电路处于稳定状态——输出低电平。在ui负脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。 在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间常数T＝RC，uc按指数规律上升。当电容两端电压uc上升到（2/3）Vcc后，6端为高电平，输出uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束，即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时，又重复上述过程。工作波形图如图1（b）所示。 图1 单稳态触发器电路及工作波形 可见，输人一个负脉冲，就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出，其脉冲宽度tw取决于电容器由0充电到（2/3）Vcc，所需要的时间。可得 这种电路产生的脉冲宽度莎w与定时元件R，C大小有关，通常R的取值为几百欧至几兆欧，电容取值为几百皮法到几百微法。 2．简易触摸开关电路 如图2所示为一简易触摸开关电路，图中IC是集成555定时器，它构成单稳态触发器，当用手触摸一金属片，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc触发信号，输出uo为高电平，发光二极管亮，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。经过一定时间tw=1.1RC，发光二极管熄灭.该原理电路可用于床头灯、卫生间等场所。
单稳态多谐振荡器工作原理
单稳态多谐振荡器工作原理 一、引言 单稳态多谐振荡器是一种常见的电路，它可以产生多个频率的信号， 常用于电子音乐合成器、通信系统等领域。本文将详细介绍单稳态多 谐振荡器的工作原理。 二、基础概念 1. 振荡器：指能够产生连续周期性信号的电路。 2. 单稳态：指一个电路在某种特定条件下只有两个稳定状态，即“开”和“关”。 3. 多谐振荡器：指能够产生多个频率的信号的振荡器。 三、单稳态多谐振荡器电路图及元件介绍 单稳态多谐振荡器的电路图如下图所示：  其中，R1、R2为电阻，C1为电容，Q1为NPN型晶体管。 四、工作原理 1. 开关状态 当Q1处于截止状态时，C1通过R2放电，同时R1带有一个高阻值。此时Q1处于断开状态。
当输入脉冲到达时，在C1上形成了一个瞬间的正脉冲。这个正脉冲使得Q1进入饱和状态，并且从集电极流出电流，使得C1充电，同时 R1的阻值降低。当C1充电到足够的电压时，Q1进入截止状态，同 时C1通过R2放电。 2. 多谐振荡 当Q1处于截止状态时，C1通过R2放电。在这个过程中，C1的电压逐渐减小直到达到一个阈值。在达到这个阈值之前，R1的阻值很高，但是在达到这个阈值之后，R1的阻值会急剧下降。 此时，在C1上会产生一个瞬间的负脉冲。这个负脉冲使得Q1进入饱和状态，并且从集电极流出电流，使得C1充电，并且产生一个正脉冲。同时，在R1上产生了一个瞬间的负脉冲。 这个负脉冲被放大并且反相输出到输入端口。因此，在输入端口上形 成了一个正脉冲。这个正脉冲又会重复上述过程。 3. 多频率振荡 由于C1和R2共同控制着多谐振荡器中信号频率的大小，因此可以通过改变它们的数值来改变信号的频率。 五、总结 单稳态多谐振荡器是一种常见的电路，它可以产生多个频率的信号。 本文详细介绍了单稳态多谐振荡器的工作原理，包括开关状态、多谐 振荡和多频率振荡等方面。
门电路组成的微分型单稳态触发器
门电路组成的微分型单稳态触发器 单稳态触发器的特点: 1. 电路中有一个稳态，一个暂稳态。 2. 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。 3. 暂稳态是一个不能长期保持的状态，由于电路中RC 延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间取决于RC 电路的参数值。 单稳态触发器的这些特点被广泛地应用于脉冲波形的变换与延时中。 1、电路组成及工作原理 微分型单稳态触发器可由与非门和或非门电路组成，图1(a)、(b)分别为由与非门和或非门构成的单稳态触发器。与基本RC 触发器不同，构成单稳态触发器的两个规律门是由RC 耦合的，由于RC 电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。 下面以CMOS或非门构成的单稳态触发器为例，来说明它的工作原理。 (a) 由与非门构成的微分型单稳态触发器(b) 由或非门构成的微分型单稳态触发器 图1 微分型单稳态触发器1. 没有触发信号时，电路处于一种稳态。没有触发信号时，vⅠ为低电平。由于门G2的输入端经电阻R 接VDD，因此vO2为低电平；G1的两个输入均为0，故输出vO1为高电平，电容两端的电压接近0V，这是电路的“稳态”。在触发信号到来之前电路始终处于这个状态：vO1=VOH，vO2=VOL。
2. 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态。 当v1正跳变上升到Vth后，开头G1的输出vO1由高变低，经电容C 耦合，使vR为低电平，于是G2的输出vO2由低电平变为高电平。vO2的高电平接至G1门的输入端，从而在此瞬间导致如下正反馈过程： 这样G1导通，G2截止在瞬间完成。此时，即使触发信号vⅠ撤除(vⅠ变为低电平)，由于vO2的作用，vO1仍维持低电平。然而，电路的这种状态是不能长期保持的，故称之为暂稳态。暂稳态时，vO1=VOL，vO2=VOH。 3. 电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态。 在暂稳态期间，电源经电阻R和门G1的导通工作管对电容C充电，随着充电时间的增加，vC增加，使vR上升，当vR达到阈值电压Vth 时，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消逝）：于是G1门快速截止，G2门很快导通，最终使电路由暂稳态返回至稳态，vO1=VOH，vO2=VOL。 暂稳态结束后，电容将通过电阻R放电，使C上的电压恢复到稳定状态时的初始值。在整个过程中，电路各点工作波形如图2所示。 图2 微分型单稳态触发器各点工作波形 2、主要参数的计算 1. 输出脉冲宽度tW 输出脉冲宽度tW，也就是暂稳态的维持时间，可以依据vR的波形进行计算，为了计算便利，对图2的vR的波形，将触发脉冲作用的起
单稳态多谐振荡器原理
单稳态多谐振荡器原理 单稳态多谐振荡器是一种电路，它可以产生多个频率的正弦波信号。这种电路的原理是基于单稳态电路和多谐振荡器的结合。单稳态电路是一种电路，它可以在一个稳态状态下工作，而多谐振荡器是一种电路，它可以产生多个频率的正弦波信号。将这两种电路结合起来，就可以得到单稳态多谐振荡器。 单稳态多谐振荡器的原理是基于反馈电路的工作原理。反馈电路是一种电路，它可以将电路的输出信号反馈到输入端，从而影响电路的工作状态。在单稳态多谐振荡器中，反馈电路的作用是将电路的输出信号反馈到输入端，从而使电路产生多个频率的正弦波信号。 单稳态多谐振荡器的工作原理可以用以下步骤来描述： 1. 在电路中加入一个单稳态电路，使电路处于一个稳态状态。 2. 在单稳态电路的输出端加入一个多谐振荡器电路，使电路产生多个频率的正弦波信号。 3. 将多谐振荡器电路的输出信号反馈到单稳态电路的输入端，从而影响单稳态电路的工作状态。 4. 单稳态电路的工作状态发生变化，从而影响多谐振荡器电路的工作状态。 5. 多谐振荡器电路的工作状态发生变化，从而影响单稳态电路的工
作状态。 6. 通过反复的反馈作用，电路可以产生多个频率的正弦波信号。单稳态多谐振荡器的应用非常广泛，它可以用于音频信号的产生、信号发生器的制作、无线电通信等领域。在音频信号的产生中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现音乐的合成和音效的制作。在信号发生器的制作中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现信号的发生和测试。在无线电通信中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现无线电信号的发射和接收。 单稳态多谐振荡器是一种非常重要的电路，它可以产生多个频率的正弦波信号，具有广泛的应用前景。