單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于定時(shí)(產(chǎn)生一定寬度的矩形波),整形(把不規(guī)則的波形變?yōu)榉群蛯挾榷枷嗟鹊拿}沖)及延時(shí)(將輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出)等。
1.555集成定時(shí)器
常用的555定時(shí)器有ttl定時(shí)器5g555和cmos定時(shí)器cc7555等。
555集成定時(shí)器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路,其電路如下圖所示。
555定時(shí)器含有兩個(gè)電壓比較器c1和c2,一個(gè)由“與非“門(mén)組成的基本rs觸發(fā)器,一個(gè)放電晶體管t以及由三個(gè)5kω的電阻組成的分壓器。比較器c1的參考電壓為,加在同相輸入端;c2的參考電壓為,加在反相輸入端。兩者均由分壓器上取得。
各外引線端的功能是:
2為低電平出發(fā)端,由此輸入觸發(fā)脈沖。當(dāng)2端的輸入電壓高于1/3ucc時(shí),c2的輸出為“1“;當(dāng)輸入電壓低于1/3ucc時(shí),c2的輸出為”0“,使基本rs觸發(fā)器置”1“。
6為高電平觸發(fā)端,由此輸入觸發(fā)脈沖。當(dāng)輸入電壓低于2/3ucc時(shí),c1的輸出為“1“;當(dāng)輸入電壓高于2/3ucc時(shí),c1的輸出為”0“,使觸發(fā)器置”0“。
4為復(fù)位端,由此輸入負(fù)脈沖(或使其電壓低于0.7伏)而使觸發(fā)器直接復(fù)位(置“0“)。
5為電壓控制端,在此端可外加一電壓以改變比較器的參考電壓。不用時(shí),經(jīng)0.0.1uf的電容接“地“,以防止干擾的引入。
7為放電端,當(dāng)觸發(fā)器的q端為“1“時(shí),放電晶體管t導(dǎo)通,外接電容元件通過(guò)t放電。
3為輸出端,輸出電流可達(dá)200ma,因此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器,發(fā)光二極管,揚(yáng)聲器,指示燈燈。輸出高電壓約低于電源電壓ucc1-3v。
8為電源端,可在5-18v范圍內(nèi)使用。
1為接地端
2.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
下圖是由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。r和c是外接元件,觸發(fā)脈沖由2端輸入。
工作原理:當(dāng)觸發(fā)脈沖尚未輸入時(shí),u1為“1”,其值大于
1/3ucc,故比較器c2的輸出為“1”。在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)觸發(fā)器狀態(tài):
若q=0, q=1,則晶體管t飽和導(dǎo)通,uc=uce(sat)其值遠(yuǎn)低于2/3ucc,故比較器c1的輸出也為“1”,觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。
若q=1, q=0,則晶體管截止,ucc通過(guò)r對(duì)電容c充電,當(dāng)uc上升略高于2/3ucc時(shí),比較器c1的輸出為“0”,將觸發(fā)器置“0”,翻轉(zhuǎn)為q=0, q=1。
可見(jiàn),在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)q=0,即輸出電壓u0為“0”。
在t1時(shí)刻,輸入觸發(fā)伏脈沖,其幅度低于1/3ucc,故c2的輸出為“0”,將觸發(fā)器置“1”,u0由“0”變?yōu)椤?”,電路進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。這時(shí)因q=0,晶體管截止,電源對(duì)電容c充電。雖然在t2時(shí)刻觸發(fā)脈沖已消失,c2的輸出變?yōu)椤?”,但充電繼續(xù)進(jìn)行,直到uc上升略高于2/3ucc時(shí)(在t3時(shí)刻),c1的輸出為“0”,從而使觸發(fā)器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到q=0, q=1的穩(wěn)定狀態(tài)。此后電容c迅速放電。
輸出的是矩形脈沖,其寬度(暫穩(wěn)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間)
tp=rcln3=1.1rc
結(jié)論:
1) 改變r(jià)c值,可改變脈沖寬度,從而可以進(jìn)行定時(shí)控制。
2) 輸入脈沖的波形往往是不規(guī)則的,邊沿不陡,幅度不齊,不能直接輸入到數(shù)字裝置,需要單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或另外某種觸發(fā)器整形。