555构成施密特触发器
实验八555时基电路及其应用
实验⼋555时基电路及其应⽤实验⼋555时基电路及其应⽤⼀、实验⽬的1、熟悉555定时电路的结构、⼯作原理及其特点；2、掌握使⽤555定时器组成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特电路；⼆、实验原理参考董宏伟编《数字电⼦技术实验指导书》P61。
555电路的功能表如表8—1所⽰。
表8—1 555电路的功能表555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个⽐较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的⾼低和放电开关管的通断。
这就可以构成从⼏微秒到数⼗分钟的延时电路，⽅便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产⽣或波形变换电路。
三、实验设备与器件 l 、万⽤表⼀只2、双踪⽰波器⼀台3、555时基IC ⼀⽚，电阻器100k Ω×1（实验箱上已配置）、可变电阻器10k Ω×1（实验箱上已配置），电阻5.1k Ω×2，电容器0.01µF ×2、100µF ×1。
四、555定时器的实验内容1、⽤555集成电路构成单稳态触发器（详细⼯作过程参考相关教材）图8—2是由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器，暂稳态的持续时间t w (即为延时时间，如图8—3所⽰)决定于外接元件R 、C 值的⼤⼩，其理论值由下式决定图8—1 555定时器引脚排列 GND ?R Dv Ov I2t W =1.1RC通过改变R 、C 的⼤⼩，可使延时时间在⼏个微秒到⼏⼗分钟之间变化。
实验步骤如下：(1)按照图8—2在图8—4中模拟连接好电路。
(2)按图8—4接好实物电路图，输⼊端v I (2脚)接实验箱的单次负脉冲发⽣源(接好后先不要按动此按钮)，检查电路⽆误后，通电，⽤万⽤表测量v O (3脚)端的电压值，这是稳态时的电压，做好记录，填在表8—2中。
万⽤表继续保留图8—3单稳态电路的延迟时间vv(2/3)V图8—2单稳态触发器单次脉冲源 -5V +5V地 100µ0.01µ图8—4单稳态电路实物连接图在此位置上不要撤出。
数电填空题
1．二进制数（1011.1001）2转换为八进制数为 13.41 ，转换为十六进为B9 。
2．数字电路按照是否具有记忆功能通常可分为两类：组合逻辑电路、时序逻辑电路。
3．已知逻辑函数F ＝A ⊕B ，它的与非-与非表达式为 A B A B ，或与非表达式为 ()()A B A B++ 。
4．5个变量可构成 32 个最小项，变量的每一种取值可使 1 个最小项的值为1。
5．555定时器构成的施密特触发器，若电源电压V CC ＝12V ，电压控制端经0.01µF 电容接地，则上触发电平U T+ ＝ 8 V ，下触发电平U T –＝ 4 V 。
6．逻辑函数的两种标准形式分别为7．将2004个“1”异或起来得到的结果是 08．半导体存储器的结构主要包含三个部分，分别是地址译码器、存储矩阵、输出缓冲器9．8位D/A 转换器当输入数字量10000000为5v 。
若只有最低位为高电平，则输出电压为（ 0.039 ）v ；当输入为10001000，则输出电压为（ 5.31 ）v 。
10．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言，（双积分型）的抗干扰能力强，（逐次逼近型）的转换速度快。
11．由555定时器构成的三种电路中，（施密特触发器）和（单稳态触发器）是脉冲的整形电路。
12．与PAL 相比，GAL 器件有可编程的输出结构，它是通过对（结构控制字）进行编程设定其（输出逻辑宏单元）的工作模式来实现的，而且由于采用了（E 2CMOS ）的工艺结构，可以重复编程，使它的通用性很好，使用更为方便灵活。
13．逻辑函数有四种表示方法，它们分别是真值表、逻辑图、逻辑表达式、卡诺图。
14．将2004个“1”异或起来得到的结果是 0 。
15．目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是（TTL ）电路和（CMOS ）电路。
16．施密特触发器有（两）个稳定状态.，多谐振荡器有（0）个稳定状态。
17．已知Intel2114是1K* 4位的RAM 集成电路芯片，它有地址线（10）条，数据线（4）条。
吉大20春学期《数字电子技术》在线作业二答卷
答案:ACD
12.构成移位寄存器可以采用的触发器为（ ）。
A.R-S型
B.J-K型
C.主从型
D.同步型
答案:ABC
13.下列那种是描述时序电路逻辑功能的方法（ ）。
A.逻辑方程组
B.状态图
C.电路图
D.时序图
答案:ABD
14.下列触发器中，克服了空翻现象的有( )。
B.数据选择器
C.数值比较器
D.七段显示译码器
答案:B
5.常用的BCD码有( )。
A.奇偶校验码
B.格雷码
C.8421码
D.汉明码
答案:C
6.在下列触发器中，有约束条件的是（ ）。
A.主从JK F/F
B.主从D F/F
C.同步RS F/F
D.边沿D F/F
答案:C
答案:正确
17.74LS147为8-3线优先编码器。
答案:错误
18.逻辑函数的简化对于提高电路的可靠性并没有什么作用,因此实际意义不大。
答案:错误
19.一般TTL门电路的输出端可以直接相连，实现线与。
答案:错误
20.采样定理的规定，是为了能不失真地恢复原模拟信号，而又不使电路过于复杂。
D.8
答案:D
10.对于TTL与非门闲置输入端的处理，不可以（ ）。
A.接电源
B.通过电阻33kΩ接电源
C.接地
D.与有用输入端并联
答案:C
二、多选题 (共 5 道试题,共 20 分)
11.下列哪一个是按照电路结构对触发器进行分类的（ ）。
A.基本RS触发器
应用555定时器组成施密特触发器
课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号设计名称：应用555定时器组成施密特触发器起止日期：指导教师：摘要施密特触发器是一种用途十分广泛的脉冲单元电路。
利用它所具有的电位触发特性，可以进行脉冲整形，把边沿不够规则的脉冲整形为边沿陡峭的矩形脉冲(图4)；通过它可以进行波形变换，把正弦波变换成矩形波；另一个重要用途就是进行信号幅度鉴别，只要信号幅度达到某一设定值，触发器就翻转，所以常称它为鉴幅器。
用施密特触发器还能组成多谐振荡器和单稳态触发器。
施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压。
为此，同学们通过书籍查阅了解到有多种方法可以组成施密特触发器，然后通过比较各种方案后，用555定时器组成施密特触发器，并通过去实验室实验和老师的指导了解到⑴施密特触发器有两个稳定状态，其维持和转换完全取决于输入电压的大小。
⑵电压传输特性特殊，有两个不同的阈值电压（正向阈值电压和负向阈值电压。
⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲关键词：施密特触发器，555定时器，阈值电压。
目录一：绪论 (4)二：555定时器组成施密特触发器2.1设计任务、要求及目的 (5)2.2 555定时器 (5)2.3 设计施密特触发器的方案 (7)2.4 主要参数 (8)2.5 制作原理图 (8)2.6制作PCB版 (9)2.6.1 制作步骤2.6.2 制作过程中遇到的问题、原因及解决办法三：结论 (10)四：参考文献 (11)五：附录 (11)绪论在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。
这些脉冲波形的获得通常有两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本次课程设计是利用后一种方法产生脉冲波形，主要是以中规模集成电路555定时器为典型电路构成施密特触发器。
第6章-555定时器
第二节 集成555定时器
一、555定时器的电路结构
由以下几部分组成： （1）三个阻值为5kΩ的电阻组
成的分压器。 （2）两个电压比较器C1和C2。
电压比较器的功能：
v+> v-，vO=1 v+< v-，vO=0
（3）基本RS触发器、 （4）放电三极管T及缓冲器G。
VC C 电 源
(8 )
RD 复 位
便的调节tW。
（2）恢复时间tre
vI
tre=（3～5）τ2 （3）最高工作频率fmax
4．利用施密特触发器构成多谐振荡器
R
R
VCC
1
vI
vo
8 47
C
6
3
2 555 5
C
1
0.01 F
二.单稳态触发器
特点: 1.有一个稳态和一个暂稳态； 2.在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态； 3.暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。
（一）由555定时器构成的单稳态触发器
1. 电路组成及工作原理
7
vO 2
vI1 6
vI
v I2 2 55 5 3
vO1
1
R、VCC2构成另一输出端 vo2，其高电平可以通过 改变VCC2进行调节。
V C C（ 8 ） R D（ 4 ）
（ 5） 5kΩ
vI
v IC v I1
＋ －C 1
R
&
（ 6） 5kΩ
v I2 （ 2）
－ ＋C 2
S
&
vO 5kΩ
（ 7）
T
f 1 1.43 T (R12R2)C
（5）输出波形占空比q
qT1 R1R2 T R12R2
数字逻辑技术试卷及解析
数字逻辑技术试卷-第6章一、填空题1.根据制作工艺的不同，集成555定时电路可分为 TTL 型 和 CMOS 型 两大类。
2.施密特触发器的固有性能指标是 V T+ 、 V T - 和 ΔV T 。
3.CMOS 精密单稳态触发器中，定时元件和可在 较大 范围内选择，定时时间t w 的范围为：取值 2kΩ~30kΩ ，取值 10pF ~10μF 。
4.555定时电路由 分压器 、 比较器 、 RS 触发器 、 放电开关管 以及 输出缓冲级 几部分组成。
5.由555构成的单稳态触发器对输入触发脉冲的要求是： t re <t w 。
6.TTL 型555定时电路中的C 1和C 2是 开环的电压比较器 ，C 1同相端的参考电压是 2V CC /3 ；C 2反相端的参考电压是 V CC /3 。
定时电路构成的多谐振荡器，其振荡周期为 T=0.7(R 1+2R 2)C ，输出脉冲宽8.555定时器可以构成施密特触发器，施密特触发器具有 回差 特性，主要用于脉冲波形的 变换 和 脉冲整形 。
555定时器还可以用作多谐振荡器和 单 稳态触发器。
9.555定时电路的最基本应用电路有： 单稳态触发器 、 施密特触发器 和多谐振荡器。
10.555定时电路构成的应用电路中，当电压控制端管脚5不用时，通常对地接 一个0.01μF 的电容 ,其作用是防止 干扰 。
二、判断题1.用555定时电路构成的多谐振荡器的占空比不能调节。
（ 错 ）2.对555定时器的管脚5外加控制电压后也不能改变其基准电压值。
（ 错 ）3.用555定时器构成的施密特触发器，其回差电压不可调节。
（ 错 ）4.单稳态触发器的暂稳态维持时间的长短只取决于电路本身的参数。
（ 对 ）5.单稳态触发器只有一个稳态，一个暂稳态。
（ 对 ） 6. 555电路的输出只能出现两个状态稳定的逻辑电平之一。
（ 对 ） 7.施密特触发器的作用就是利用其回差特性稳定电路。
《数字电子技术》学习情境4任务三 555定时器构成振荡器的应用
想一想：
1．图4-47所示多谐振荡器中，R1=15kΩ ，R3=10kΩ ， C1=0.05µF，VCC=9V，估算振荡频率f和占空比D 。
2．图4-47所示多谐振荡器中，输出频率f为1kHz和占空比D 为67%的方波，则必须选R1= kΩ ，R3= kΩ ， C1=0.1µF的元件。
读一读：
一、单稳态触发器 1．单稳态触发器的特点 1）.它有一个稳定状态和一个暂稳状态； 2).在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状 态； 3).暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而 暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的 参数。 +V
表4-12 555定时器的输入、输出关系
想一想:
将前面555定时器的输入、输出关系测试记录表4-10和表 4-11与表4-12进行比较，可以看出555定时器5脚的功能是什 么？
做一做:
1. 创建1kHz多谐振荡器仿真测试电路 （1）进入Multisim8.0用户操作界面。 （2）按图4-46所示电路从Multisim9.0元器件库、仪器仪 表库选取相应器件和仪器，连接电路。 单击模数混合芯片元器件库图示按钮，拽出在555TIMER器 件列表中选取定时器集成电路图形，从它们的选出LM555CN。 从仪器仪表库中选取示波器。用以观察555输出波形及测出 波形的频率。 （3）给电路中的全部元器件按图4-47所示，进行标识和设 置。
CC
ui
R 3 6
8 7 4
uo
0
uc
t 2VCC/3 t tP t
ui
C
555 2 5 1 0.01μ F
uo
0
(a) 电路 (b) 工作波形 (a) 电路 (b) 工作波形 图4-51 555定时器构成的单稳态触发器
555定时器及其应用
+ –
VB
uc
7 5K Ω T C放电 (地)1 放电 地
. .
∞ 1 0 + + C2
uo
接通电源 R1
2
+UCC
RD=0 Q=0 SD=1 Q=1
2/3UCC
. R u .
C
.
C
5 8 4 6 3 2 71
uc
T导通 导通 C放电 放电
uo
1/3UCC
t RD=1 Q=1 Q=0
T截止 截止 C充电 充电
施密特触发器的输出波形如下： 施密特触发器的输出波形如下： ui
VCC2 R VCC1
7 4 8 3 5 1
2VCC/3 1VCC/3 0 uO 0 tuo2 uiFra bibliotek555
6 2
uo1
C5
t
图5-2-14 施密特触发器的波形图
图5-2-13 施密特触发器电路图
施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。 施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图5-2-14 表示的是将三角波整形为方波,其它形状的输入波形也可以 表示的是将三角波整形为方波 其它形状的输入波形也可以 整形为方波。 整形为方波。
UCC 8
电压 5 控制端 高电平 6 触发端 低电平 2 触发端
4 复位端
5K Ω VA 5K Ω VB 5K Ω T + +
C1+ RD Q C2 +
∞
∞
SD Q
3 输出端
放电端 7
放电管
1 地 分压器 比较器
R-S触发器
2/3 UCC
UCC
5K Ω 5 6 5K Ω 2 VB 5K Ω
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6
3
1 v 5O 1
vI
555
2
5
1
V IC
vO
0.01F
VT+ VT-
VI
Vo
&
5kΩ
v I2
－ ＋C 2
S
&
0.01uF v O 5kΩ T
Vi
G
&
1
(3) vO
84 6
555 3 Vo
2 15
555组成施密特触发器
2.工作原理
vI
VCC
RD
2 3
VCC
5kΩ
1 3
VCC
vI
(5) (6)
＋ －C 1
R
&
O
vO
t
5kΩ
G
(2)
－
C ＋
2
S
&
&
1
(3) O vO vO
t
0.01uF (7) 5kΩ T
555构成施密特触发器
555构成施密特触发器
施密特触发器的特点 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转
换电平VT＋和VT－。 如何与555定时器发生联系？ 内部比较器有两个不同的基准电压V1+和V2-。
1. 电路组成
VCC
555组成施密特触发器
VCC
RD
5kΩ
vI
v IC v I1
＋ －C 1
R
如何改变电路的阈值电压和回差电压?
O
V CC/3 2V CC/3
vI
555组成施密特触发器
3. 应用举例
图题所示，555构成的施密特触发器，当输
2）波形变换VCC(+入5V)信号为图示周期性心电波形时，试画出经 施密特触发器整形后的输出电压波形。
VCC
8V C C 1 4
7
84 vI 7
R
6 555 3