常用数字集成电路 图解PPT课件
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1
教学导航
知识重点：1. 555定时器电路及功能；
2.数模、模数与转换原理； 3.只读存储器，随机存储器存储原理;
知识难点：1.单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器功能分析；
2. 数模、模数与转换原理；
2
教学导航
必须掌握的理论知识：1.555定时器外形及功能；
2.单稳态触发器，多段振荡器，施密特触发器电路构 成及功能.；
1、4 主要应用 1）定时 2）将不规则信号整形为确定宽度、确定幅度的正脉冲信号
13
2、多谐振荡器 2、1 电路
U cc R1
84
R2
7
3
U0
Ui
6
21
+
Uc
C
-
14
2、2 波形
U cc
2 3 U cc
1 3
U
cc
U0
t
t
15
2、3 工作状态 工作状态为两个暂稳态 一个是电容充电，输出高电平;一个是电容放电，输出低电平 输出矩形波一个周期时间为T=T1+T2≈0.7(R1+2R2)C 2、4 主要应用 无需输入信号，自行产生矩形脉冲信号
测信号Ua通过与门，然后通过对输出脉冲Uo计数即可测知Ua的频率。
26
应用
U CC
下图电路是由多 谐振荡器构成的光电 报警器，应用多谐振 荡器功能，你能分析 出该电路的工作原理 吗？
R1
R3
8
wk.baidu.com
4
R2
6
2
C1
3
C2
7
1
5
0.01F
27
11.2 数模与模数转换器
数模转换器
数模与转换原理 集成数码转换器
电路进入暂稳态，此时U 0 1 。
23
3）自动返回稳定状态 当电容电压被充电至 UC 2/3UCC 时，比较器C1输出变为低电平，R D =0。
由于Ui已恢复高电平状态，比较器C2输出为高电平，S d =1，触发器置0，
Uo=0 Q=0，电路返回到稳定状态，三极管饱和导通，电容迅速放电至Uc=0， 直到下一个输入负脉冲出现，又重复上述过程。
1 3 U CC
RD
三极管V工作
uo
状态
0
0
饱和导通
1
0
饱和导通
1
保持原状态 保持原状态
1
1
截止
9
提示！
当TH>2/3，
TR 1Ucc 3
时，比较器C1输出为低电平，R
d
=0；比较器C2
输出为高电平，S D =1，基本RS触发器置0，Uo=0 Q =0，Q =1，三极管
V饱和导通。
思考？
参考上面分析，你能分析出功能表中其它几项吗？
高电平触发端
电源端
U cc
D
TH
CO
8
7
6
5 电压控制端
接地端
1234
GND
TR
u0
'
RD
低电平触发
输出端
直接置零端
7
电路包含元器件及集成单元如表11-1所示：
功能
电压比较器C1 C2 当输入端 U U时，U 0 1 为高电平 当输入端U U 时，U0 0 为低电平
基本RS触发器 三极管V
当 RD 0 S D 1 Q 0 Q 1 当 RD 1 SD 0 Q 1 Q 0 当 RD 1 S D 1 , 保持原状态
24
提示！
单稳定触发器的稳定状态为Uo=0，暂稳态为Uo=1，暂稳态持续时间取 决于电容电压从0上升至2/3Ucc所需时间，可按以下公式近似计算：
Tw 1.1RC
调整R或C大小即可改变暂稳态持续时间，这就是555定时器的定时作用。
25
应用
单稳态触发器的定时作用
该电路通过单稳态触发器输出为1时，即暂稳态时，定时开启与门，使被
1、电路构成
20
2、工作原理分析 结合单稳态触发器的波形图11-4分析其工作原理如下：
u1
t
uc
( 2 / 3 ) U cc
t
u0
t
21
1）稳态 接通电源前，Ui为高电平。接通电源后，电容C被充电，当电容上电
压 UC 2/3UCC时，比较器C1输出为低电平，R D =0，比较器C2由于U1为
高电平，输出为高电平，S D =1，触发器置0，QU0 0 ，Q =1，三极管
V饱和导通，电容C迅速放电至Uc=0，比较器C1输出为高电平， Rd=1，触
发器保持原状态 QU0 0不变，是稳态，Uc=0，Uo=0。
22
2） 暂稳态
当输入信号加入负脉冲，Ui 0 ，比较器C2输出低电平，S D =0，此时Rd 仍为1，触发器置1，QU0 1 , Q =0，三极管V截止，电容C又被充电，
模数转换器
采样保持电路 量代、编码电路
集成0809简介
28
序言
数字技术的发展使数字系统的应用日益普及。但数字电路只能处理数字信号，而 生产过程中需要检测和控制的物理量有很多是模拟量，如温度、压力、流量等，为此， 首先要经过传感器将这些模拟量转换成相应的模拟信号。然后把这些模拟信号转换成数 字信号，送进数字系统进行处理。最后把处理过的数字信号转换成模拟信号。实现对生 产过程的检测与控制。
16
3、施密特触发器 3、1 电路
17
3、2 波形
2 3 Ucc
1 3 U cc
U0
t
t
18
3、3 工作状态
Ui上升时，当 Ui 2/3UCC，Uo由1变为0 Ui下降时，当 Ui 2/3UCC，Uo由0变1
3、4 主要应用 将连续变化信号波形（正弦波、三角波等）整形为矩形脉冲
19
知识拓展
分析单稳态触发器的工作原理
当 Q 1 时，饱和导通
当 Q 0 时，截止
电阻分压器 （由三个5KΏ 电
阻构成）
近似为串联
UR1
2 3UCC
UR2
1 3UCC
UR1、UR2为比较器C1和C2提供基准电压
8
555定时器功能如表11-2所示：
TH
TR
X
2 3 U CC
2 3 U CC
2 3 U CC
X
1 3
U
CC
1 3
U
CC
555定时器电路及功能 555定时器应用电路
施密特触发器 单稳态触发器 多端振荡器
5
11.1.1 集成555定时器的电路构成的功能
集成555定时器的的电路图及管脚排列如图所示
U cc
5K
C1
5
U R1
CO
TH 6
RD
5K
2 TR
SD
UR2
D7
5K
C2
R
V
'
RD 4
Q
Q
3 u0
6
1
GND
放电端
3. .数模、模数与转换集成芯片，管脚及功能； 4. 只读存储器，随机存储器存储特征。
必须掌握的技能：1.555定时器应用电路分析；
2.认识555定时器集成单元外形及引脚，掌握电子电路焊
接及组装方法，会正确操作及调试。
3
主要内容
11.1集成555定时器 11.2 数模与模数转换器
4
11.1 集成555定时器
10
11.1.2 555定时器应用电路
集成555定时器的应用很广泛，但就其最基本的应用有三种电路。 1、单稳态触发器
1、1 电路
U cc
84
6
3
U0
Ui
2
71
+
Uc
C
-
11
1、2 波形
12
1、3 工作状态 工作状态：一个为稳态、一个为暂稳态 稳态时，输出低电平 暂稳态时，输出高电平 暂稳态持续时间TW≈1.1RC
教学导航
知识重点：1. 555定时器电路及功能；
2.数模、模数与转换原理； 3.只读存储器，随机存储器存储原理;
知识难点：1.单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器功能分析；
2. 数模、模数与转换原理；
2
教学导航
必须掌握的理论知识：1.555定时器外形及功能；
2.单稳态触发器，多段振荡器，施密特触发器电路构 成及功能.；
1、4 主要应用 1）定时 2）将不规则信号整形为确定宽度、确定幅度的正脉冲信号
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2、多谐振荡器 2、1 电路
U cc R1
84
R2
7
3
U0
Ui
6
21
+
Uc
C
-
14
2、2 波形
U cc
2 3 U cc
1 3
U
cc
U0
t
t
15
2、3 工作状态 工作状态为两个暂稳态 一个是电容充电，输出高电平;一个是电容放电，输出低电平 输出矩形波一个周期时间为T=T1+T2≈0.7(R1+2R2)C 2、4 主要应用 无需输入信号，自行产生矩形脉冲信号
测信号Ua通过与门，然后通过对输出脉冲Uo计数即可测知Ua的频率。
26
应用
U CC
下图电路是由多 谐振荡器构成的光电 报警器，应用多谐振 荡器功能，你能分析 出该电路的工作原理 吗？
R1
R3
8
wk.baidu.com
4
R2
6
2
C1
3
C2
7
1
5
0.01F
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11.2 数模与模数转换器
数模转换器
数模与转换原理 集成数码转换器
电路进入暂稳态，此时U 0 1 。
23
3）自动返回稳定状态 当电容电压被充电至 UC 2/3UCC 时，比较器C1输出变为低电平，R D =0。
由于Ui已恢复高电平状态，比较器C2输出为高电平，S d =1，触发器置0，
Uo=0 Q=0，电路返回到稳定状态，三极管饱和导通，电容迅速放电至Uc=0， 直到下一个输入负脉冲出现，又重复上述过程。
1 3 U CC
RD
三极管V工作
uo
状态
0
0
饱和导通
1
0
饱和导通
1
保持原状态 保持原状态
1
1
截止
9
提示！
当TH>2/3，
TR 1Ucc 3
时，比较器C1输出为低电平，R
d
=0；比较器C2
输出为高电平，S D =1，基本RS触发器置0，Uo=0 Q =0，Q =1，三极管
V饱和导通。
思考？
参考上面分析，你能分析出功能表中其它几项吗？
高电平触发端
电源端
U cc
D
TH
CO
8
7
6
5 电压控制端
接地端
1234
GND
TR
u0
'
RD
低电平触发
输出端
直接置零端
7
电路包含元器件及集成单元如表11-1所示：
功能
电压比较器C1 C2 当输入端 U U时，U 0 1 为高电平 当输入端U U 时，U0 0 为低电平
基本RS触发器 三极管V
当 RD 0 S D 1 Q 0 Q 1 当 RD 1 SD 0 Q 1 Q 0 当 RD 1 S D 1 , 保持原状态
24
提示！
单稳定触发器的稳定状态为Uo=0，暂稳态为Uo=1，暂稳态持续时间取 决于电容电压从0上升至2/3Ucc所需时间，可按以下公式近似计算：
Tw 1.1RC
调整R或C大小即可改变暂稳态持续时间，这就是555定时器的定时作用。
25
应用
单稳态触发器的定时作用
该电路通过单稳态触发器输出为1时，即暂稳态时，定时开启与门，使被
1、电路构成
20
2、工作原理分析 结合单稳态触发器的波形图11-4分析其工作原理如下：
u1
t
uc
( 2 / 3 ) U cc
t
u0
t
21
1）稳态 接通电源前，Ui为高电平。接通电源后，电容C被充电，当电容上电
压 UC 2/3UCC时，比较器C1输出为低电平，R D =0，比较器C2由于U1为
高电平，输出为高电平，S D =1，触发器置0，QU0 0 ，Q =1，三极管
V饱和导通，电容C迅速放电至Uc=0，比较器C1输出为高电平， Rd=1，触
发器保持原状态 QU0 0不变，是稳态，Uc=0，Uo=0。
22
2） 暂稳态
当输入信号加入负脉冲，Ui 0 ，比较器C2输出低电平，S D =0，此时Rd 仍为1，触发器置1，QU0 1 , Q =0，三极管V截止，电容C又被充电，
模数转换器
采样保持电路 量代、编码电路
集成0809简介
28
序言
数字技术的发展使数字系统的应用日益普及。但数字电路只能处理数字信号，而 生产过程中需要检测和控制的物理量有很多是模拟量，如温度、压力、流量等，为此， 首先要经过传感器将这些模拟量转换成相应的模拟信号。然后把这些模拟信号转换成数 字信号，送进数字系统进行处理。最后把处理过的数字信号转换成模拟信号。实现对生 产过程的检测与控制。
16
3、施密特触发器 3、1 电路
17
3、2 波形
2 3 Ucc
1 3 U cc
U0
t
t
18
3、3 工作状态
Ui上升时，当 Ui 2/3UCC，Uo由1变为0 Ui下降时，当 Ui 2/3UCC，Uo由0变1
3、4 主要应用 将连续变化信号波形（正弦波、三角波等）整形为矩形脉冲
19
知识拓展
分析单稳态触发器的工作原理
当 Q 1 时，饱和导通
当 Q 0 时，截止
电阻分压器 （由三个5KΏ 电
阻构成）
近似为串联
UR1
2 3UCC
UR2
1 3UCC
UR1、UR2为比较器C1和C2提供基准电压
8
555定时器功能如表11-2所示：
TH
TR
X
2 3 U CC
2 3 U CC
2 3 U CC
X
1 3
U
CC
1 3
U
CC
555定时器电路及功能 555定时器应用电路
施密特触发器 单稳态触发器 多端振荡器
5
11.1.1 集成555定时器的电路构成的功能
集成555定时器的的电路图及管脚排列如图所示
U cc
5K
C1
5
U R1
CO
TH 6
RD
5K
2 TR
SD
UR2
D7
5K
C2
R
V
'
RD 4
Q
Q
3 u0
6
1
GND
放电端
3. .数模、模数与转换集成芯片，管脚及功能； 4. 只读存储器，随机存储器存储特征。
必须掌握的技能：1.555定时器应用电路分析；
2.认识555定时器集成单元外形及引脚，掌握电子电路焊
接及组装方法，会正确操作及调试。
3
主要内容
11.1集成555定时器 11.2 数模与模数转换器
4
11.1 集成555定时器
10
11.1.2 555定时器应用电路
集成555定时器的应用很广泛，但就其最基本的应用有三种电路。 1、单稳态触发器
1、1 电路
U cc
84
6
3
U0
Ui
2
71
+
Uc
C
-
11
1、2 波形
12
1、3 工作状态 工作状态：一个为稳态、一个为暂稳态 稳态时，输出低电平 暂稳态时，输出高电平 暂稳态持续时间TW≈1.1RC