单稳态触发器与施密特触发器原理及应用
单稳态触发器
单稳态触发器特点：电路有一个稳态、一个暂稳态。
在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。
暂稳态不能长久保持，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。
一、门电路组成的微分型单稳态触发器1. 电路组成及工作原理微分型单稳态触发器可由与非门或或非门电路构成，如下图。
与基本RS触发器不同,(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图6.7微分型单稳态触发器构成单稳态触发器的两个逻辑门是由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。
⑴ 没有触发信号时，电路处于一种稳态没有触发信号时，为低电平。
由于门输入端经电阻R接至，因此为低电平; 的两个输入均为0，故输出为高电平，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，电路一直处于这个状态：, 。
⑵ 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态当时，的输出由1 0，经电容C耦合，使,于是的输出v02 =1, 的高电平接至门的输入端，从而再次瞬间导致如下反馈过程：这样导通截至在瞬间完成。
此时，即使触发信号撤除（），由于的作用，仍维持低电平。
然而，电路的这种状态是不能长久保持的，故称之为暂稳态。
暂稳态时，，。
⑶ 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和门的导通工作管对电容C充电，随着充电时间的增加增加，升高，使时，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消失）：迅速截止，很快导通，电路从暂稳态返回稳态。
, 。
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6.8所示。
图6.8 微分型单稳态触发器各点工作波形2. 主要参数的计算(1) 输出脉冲宽度暂稳态的维持时间即输出脉冲宽度，可根据的波形进行计算。
单稳态触发器 数电课件
特点
单稳态触发器具有下列特点： 1. 它有一个稳定状态和一个暂稳状态； 2. 接通电源后，电路出现稳态，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。
暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。
应用
单稳态触发器在数字系统和装置中，一般用于定时（产生一定 宽度的脉冲）、整形（把不规则的波形转换成等宽、等幅的脉冲） 以及延时（将输入信号延迟一定的时间之后输出）等。
tW
1
ln
uC uC
uC uC
0
tW
=1
ln
VCC VCC
0
2 3
VCC
=1.1RC
二、单稳态触发器的应用 1. 延时与定时
2. 整形
返回
状态。
2 3 VCC
C1 0
C2 1 稳态触发器的波形图如图7.4.1—2所示。
图7.4.1—2
4. 脉冲宽度 tW
电容充电时，时间常数
，转换值
uC VCC
，起1始值RC
，终u了C值0 0
uC tW，带入23RVCC过C渡过程计算公式进行计算：
一、用555定时器构成的单稳态触发器 1. 电路结构
用555定时器构成的单稳态触发器的电路结构如图7.4.1—1所示。
图7.4.1—1
2. 工作原理
Ⅰ. 无触发信号输入时电路工作在稳定状态。
当电路无触发信号 时，
上升到
时，
，
uc
；u保i放持电高管2电u平i ，饱接和通导通后，瞬C通间过，
3 VCC
数字电子技术单稳态触发器PPT培训课件
教学基本要求
1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触 发器的电路组成及工作原理。
2、掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑 功能及主要指标计算。 3、掌握555定时器的工作原理。
4、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触 发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计 算。
高招？请认真分1 0析该案1 例1 之后，简9 单叙述1你4 的观点。
0 ×1
第三条 “推优入党”条件
（这1家）医选院择的诊每所部的C电条e梯x件t里：R都e有x t相应R 的i n 指t 示V C地C图，这种服务让病人对医×院的满0 意度1大为提高。
01 01
保持稳态
合式理的的 场奖合惩进制行度，是由服全务体得同C 以仁e x落来t 实推和选执服行务的楷有模效，机而制不。是对由表领现导出或色主的管×员来工进×，行企选业拔0内，部要可对以优举秀办员一工些给0活 予动物来质表或1 扬精和神激方励面他的们奖。励表。扬要在正
1
不
变
5k Ω
v
, O
(7 )
T
放电端
(1 )
8.1.5 单稳态触发器
单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下， 由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳 态。
VC C
(8 )
(4 )
R
5kΩ
2 /3 VC C
(6 )
R& C1
v I1
5k Ω
vC
1 /3 V C C
t t
t
t t
I2 =VTH 产生如下正反馈过程：
vI2 vO vO1
迅速使 o1 = 1 o =0
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。
单稳态触发器
2019年7月24日星期三
4
第 12 章 脉冲波形的产生和整形
构成电路：
其周期可以用下面公式计算
T 2.3RC
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5
第 12 章 脉冲波形的产生和整形
12.1.2 RC基本多谐振荡器
其振荡周期可以用下面公式计算
T 1.4RC
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6
逻
工
辑
作
符
波
号
形
74HC123功能表
输
入
输出
说明
RD
TR
TR
Q
Q
1
0
↑
1
↓
1
↑
0
1
TR↑触发
TR
↓触发 ↑触发
RD
0
×
×
0
1
RD低电平置0
×
1
×
×
×
0
0
1
0
1
TR
为高电平，置0
TR
为低电平，置0
同样有输出脉冲宽度 tW 0.7RextCext
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
12.2.3 单稳态触发器的应用
1.脉冲定时
上图是单稳态触 发器的模块逻辑 表达。用较小的 宽度的脉冲去触 发，可以获得确 定宽度的脉冲输 出，实现定时控 制（如下图）。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
2.脉冲延迟
某些电路中，要求输入信号出现后电路不立即工作， 而应延迟一段时间后再工作。将输入信号uI1加入第一 级单稳态电路，再级联一级单稳态就获得了延迟tw时 间的脉冲输出。
单稳态触发器
2021/4/2
图6-16 74121的电路符号 14
功能： （1）触发方式：
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（2）定时元件接法：
图(a)：外接电阻
图(b)：用内部电阻
R=Rext（1.4~40kΩ图）6。-17 74121R应＝用R电in路t (约为2kΩ)。
输出脉冲uO的宽度：tw ≈ 0.7RCext
外接电容Cext一般取值范围为10 pF～10μF，在
要求不高的情况下最大值可达1000μF。
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6.3.3 单稳态触发器的应用
单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。 1. 脉冲延时
如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳 电路来实现。
u20O21的/4/2 下降沿比图u6I-的18下单降稳沿电延路迟的了延t时w的作用时间。
1. 输入脉冲触发方式
上升沿触发 下降沿触发
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2. 不可重复触发型与可重复触发型
图（a）为不可重复
图 （ b ） 为 可 重 复 型触发单稳态触发器
触发型单稳态触发器
该电路在触发进入暂
该电路在触发进入 稳态期间如再次受到触
暂稳态期间如再次被 发，对原暂稳态时间没
触发，则输出脉冲宽 有影响，输出脉冲宽度
3. 对输入触发脉冲宽度的要求
在使用微分型单稳态触发器时，输入触发脉冲uI的 宽度tw1应小于输出脉冲的宽度tw，即tw1＜tw，否则电 路不能正常工作。
如出现tw1＞tw的情况时，可在触发信号源uI和G1 输入端之间接入一个RC微分电路。
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6.3.2 集成单稳态触发器
用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简 单，但输出脉冲宽度的稳定性较差，调节范围小， 而且触发方式单一。因此实际应用中常采用集成单 稳态触发器。
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
施密特触发器原理图解详细分析
施密特触发器原理图解详细分析重要特性：施密特触发器具有如下特性：输入电压有两个阀值VL、VH，VL施密特触发器通常用作缓冲器消除输入端的干扰。
施密特波形图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。
门电路有一个阈值电压，当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。
施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。
在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。
正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。
它是一种阈值开关电路，具有突变输入——输出特性的门电路。
这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化（低于某一阈值）而引起的输出电压的改变。
利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。
输入的信号只要幅度大于vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。
当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的.从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。
当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。
无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。
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单稳态触发器与施密特触发器原理及应用单稳态触发器（Monostable Multivibrator）是一种具有两个稳态（稳态1和稳态2）的触发器，但在激励条件改变后，只能保持一种稳态的触发器。
单稳态触发器在输入信号由低电平（稳态1）变为高电平时，输出会产生一个固定的时间延迟脉冲，然后返回到低电平（稳态2）。
在没有输入信号的情况下，输出稳定在稳态2的低电平状态。
单稳态触发器的原理是基于RC（电阻-电容）延迟时间。
输出状态由电容器充电和放电的时间决定。
当输入信号由低电平变为高电平时，电容器开始充电。
当输入信号保持高电平时，电容器继续充电，直到达到一些阈值电压。
到达该阈值电压后，输出状态发生翻转，输出低电平脉冲。
然后电容器通过放电电阻放电，直到电容器完全放电，输出回到稳态2单稳态触发器的应用很广泛。
其中一个常见的应用是产生固定宽度的脉冲。
例如，当需要在输入信号上产生一个固定时间的脉冲来控制其他电路的操作时，可以使用单稳态触发器。
另一个应用是作为计时电路中的一部分，例如倒计时器或延时器。
施密特触发器（Schmitt Trigger）是一种具有两个稳态的触发器，反馈电路具有正反馈特性。
在输入信号的幅值超过一定阈值电压时，输出发生翻转。
施密特触发器可以解决输入信号噪声问题，而单稳态触发器则没有这种功能。
施密特触发器的原理是基于反馈电路，此电路具有两个阈值电压：上阈值电压（Vth）和下阈值电压（Vtl）。
当输入信号的幅值大于上阈值电压时，输出状态翻转为高电平；当输入信号的幅值小于下阈值电压时，输
出状态翻转为低电平。
输入信号的变化必须超过上阈值电压或下阈值电压的差值才能引起输出状态的改变。
施密特触发器的应用也很广泛。
一个常见的应用是用于数字信号处理中的信号整形。
施密特触发器可以将不稳定的输入信号转换为稳态的输出信号。
另一个应用是在电路中消除噪声，例如用于消除开关接点引起的抖动。
综上所述，单稳态触发器和施密特触发器都是常见的触发器类型。
单稳态触发器用于产生固定宽度的脉冲和计时电路，而施密特触发器用于信号整形和消除噪声。
了解它们的原理和应用有助于在电子设计中选择适当的触发器。