数字电子技术课程实践项目

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1、SHANGHAIUNIVERSITY数字电子技术课程实践项目报告COURSEREPORT课程名称：数字电子技术基础课程号:09365005授课教师：学号:---------姓名：西木小卒所属：电气工程及其自动化9数字电子技术课程实践项目项目名称：用555定时器构成的单稳态触发器、多谐振荡器、施密特发生器进行设计和仿真使用软件：Mutisim1.555定时器电路1.1结构特点：555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也

2、常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的内部电路框图如图1.1.(a)所示。1.1.(a)它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压Vcc/3和2Vcc/391.2功能特点：555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2Vcc/3，C2的反相输入端的电压为Vcc/3。若触发输入端TR

3、的电压小于Vcc/3，则比较器C2的输出0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2Vcc/3，同时TR端的电压大于Vcc/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为低电平。它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端Vss或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端TR。3脚：输出端Vo。4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可

4、改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。6脚：高触发端TH。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8脚：外接电源Vcc，双极型时基电路Vcc的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路Vcc的范围为3~18V。一般用5V。1.3电路功能：1.3.(a)2.施密特触发器2.1施密特触发器特点施密特触发器在电子电路中常用来完成波形变换、幅度鉴别等工作，电路具有以下工作特点：电路的触发方式属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当

5、输入电压达到某一定值时，输出电压会发生跳变。由于电路内部正反馈的作用，输出电压波形的边沿很陡直。9在输入信号增加和减少时，施密特触发器有不同的阈值电压，正向阈值电压VT+和负向阈值电压VT-。正向阈值电压与负向阈值电压之差，称为回差电压，用ΔVT表示（ΔVT=VT+-VT-）。根据输入相位、输出相位关系的不同，施密特触发器有相同的同相输出和反向输出两种电路形式。其电压传输特性曲线及逻辑符号分别如图2.1.(a)、2.1.(b)所示。电路的特性曲线类似于铁磁材料的磁滞回线，此曲线就作为了施密特触发器的标志

6、。2.1.(a)反向输出施密特电路的传输特性及逻辑符号2.1.(b)正向输出施密特电路的传输特性及逻辑符号2.2使用555定时器组成施密特触发器2.2.1仿真电路及工作波形图92.2.1(a)2.2.1(b)2.2.1(c)9电路仿真参数及工作波形见图2.2.(b)，输入电压VI为三角波，Vp=5V，f=1Hz，接入到示波器Channel_B，直流耦合；输出电压Vo为矩形波，f=1Hz，接入到示波器Channel_A，直流耦合。电路的电压传输特性曲线为图2.2.1(c)，示波器耦合方式为A/B，两通道均

7、为直流耦合。2.2.2仿真分析当Vi由0V开始逐渐增加，当Vi2Vcc/3，Vo就由高电平跳变为低电平；之后Vi再增加，仍是Vi>2Vcc/3，电路输出端保持低电平不变。如果Vi由大于2Vcc/3的电压值逐渐下降，只要Vcc/3

8、.2.1(c)可知，电路实现了施密特触发器的功能，触发器的正、负向阈值电压分别为2Vcc/3和Vcc/3。3.单稳态触发器3.1单稳态触发器特点没有触发脉冲作用时电路处于一种稳定状态；在触发脉冲作用下，电路由稳态反转到暂稳态。暂稳态是一种不能长久保持的状态；由于电路中RC延时环节的作用，电路的暂稳态在维持一段时间后，会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中的RC参数值。单稳态触发器的这些特性被广泛应用于脉冲的整形、延时和定时等。3.2