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第9章 脉冲波形的产生与整形
概述
555 定时器
555定时器的结构
单稳态触发器
多谐振荡器
施密特触发器
概 述
1. 脉冲波形
1
0
t
u
0
t
u
t
t
数字系统中的脉冲信号波形，有矩形脉冲、尖脉冲、三角波等，这些信号通常为窄脉冲。
一般矩形脉冲不是理想波形, 通常用以下几个参数描述波形。
1
2. 矩形脉冲波形的参数
tf



Um
tr
T
tP
Um —— 脉冲幅度
T —— 脉冲周期
tP —— 脉冲宽度
tr —— 上升时间
tf —— 下降时间
—— 占空比
平均传输延迟时间tpd

tpd2
tpd1
输入
波形
输出
波形
由于矩形脉冲波包含多次谐波分量，故产生矩形
脉冲的电路也称为多谐振荡器。
（1）环形振荡器
1
3. 产生矩形脉冲波形的方法
1
1
G1
G2
uo
1
G3
用奇数个非门首尾相连，可构成环形振荡器。
设每个非门的传输延迟时间为 tPd，每经过 3tPd，
电路的输出翻转一次，每经过 6tPd，输出波形变化一
个周期，即有 T = 6tPd
一般门电路的平
均传输延迟时间
tPd很短，故输出
波形的振荡频率
很高, 且不可控。
（2）RC 环形振荡器
为了便于控制多谐振荡器的周期，采用RC 环形
振荡器。
1
3. 产生脉冲波形的方法
1
1
G1
G2
uo
1
G3
C
RS
R
uA
T ≈ RC
ui2
uo2
uA
uo
ui2
uo2
t1
t2
t3
UT
0
t
1）电容电压不能跃变；
2）当非门的输入达到门槛
电压时，输出状态翻转。
周期
分析：
555 定时器是及模拟电路和数字电路于一体的
集成电路功能块。其内部有电阻分压网络、运放构
成的比较器、双稳态触发器和放电三极管组成。
555定时器主要用于定时和振荡。
当它接成单稳态触发器时，可做定时和延时使用；
当它接成多谐振荡器时，可产生矩形波。
555定时器的电源为+ (5 ~ 18)V，共有8个引脚，
用于外接元件。功耗为600 mW。
555定时器的结构和功能
2
555 定时器
1. 555 定时器的内部电路结构
5k
5k
5k
R
8 (+UCC)
1(GND)
C1
C2
RD
SD
Q
Q
比较器
基本RS
触发器
放电
三极管
电阻分压
网络
V
5(CO)
6(TH)
2(TR)
3(UO)
7
4(RD)
+

+
–
+

+
–
2
'
2. 555 定时器引脚图
NE 555
1 2 3 4
8 7 6 5
8 — UCC，+5V ~ +18V
5 — CO，电压控制端
6 — TH，高触发端
7 — 放电三极管的
集电极
1 — GND
3 — uo，输出端
4 — RD ，清零端
2
2 — TR，低触发端
3. 555 定时器的功能表
555定时器功能表
输 入
输 出
u6 (TH)
u2 (TR)
uo
V
0
任意
任意
0
导通
1
< UCC
< UCC
1
截止
1
> UCC
> UCC
0
导通
1
< UCC
> UCC
不变
不变
RD
2
4. 555 定时器的工作原理
5k
5k
5k
R
UR1
UR2
4
5
6
2
7
3
UR1 = (2/3) UCC
UR2 = UCC /3
U6 >(2/3)UCC, RD= 0
U2 > UCC /3 , SD= 1
0
1
1
0
置 0
参考电压：
RD
SD
Q
Q
V
UOM
UCC
——
3
2
—
3
UCC
ui
uo1
uo2
比较器C1、C2的
电压传输特性
+UCC
Q = 0, uo为低电平,
Q = 1, V导通。
uo
uo2
uo1
C1
C2
+

+
–
+

+
–
'
2