单稳态触发器的工作过程
单稳态触发器是一种常见的数字电路元件，用于产生一段固定时长的脉冲信号。在工业自动化、通信系统以及计算机硬件等领域都有广泛的应用。本文将以单稳态触发器的工作过程为标题，详细介绍其原理和应用。
一、引言
单稳态触发器是一种特殊的触发器，其特点是在输入信号发生变化时，输出信号只有一次短暂的变化，然后恢复到稳定状态。这种触发器通常由几个逻辑门组成，常用的有RS触发器、JK触发器和D 触发器等。
二、单稳态触发器的原理
单稳态触发器主要由两个部分组成：触发器和计时器。触发器用于检测输入信号的变化，并触发计时器开始计时；计时器用于控制输出信号的时长。
1. 触发器
触发器是单稳态触发器的核心部分，其作用是检测输入信号的变化并产生相应的输出信号。常见的触发器有RS触发器、JK触发器和D触发器等。
以RS触发器为例，其有两个输入端(R和S)和两个输出端(Q和~Q)。输入端的电平变化会改变输出端的状态。当输入端的电平变化满足
触发器的特定条件时，触发器会产生一个输出信号。
2. 计时器
计时器是单稳态触发器的另一个重要组成部分，其作用是控制输出信号的时长。计时器通常由电容和电阻组成，通过RC时间常数来控制输出信号的宽度。
当触发器检测到输入信号的变化并触发计时器开始计时后，计时器会根据RC时间常数来决定输出信号的时长。当计时器计时结束后，输出信号会恢复到稳定状态。
单稳态触发器的工作过程可以分为以下几个步骤：
1. 初始状态：在没有输入信号时，触发器处于稳定状态，输出信号为低电平或高电平。
2. 输入信号变化：当输入信号发生变化时，触发器会检测到这一变化。触发器的特定条件会被满足，从而触发计时器开始计时。
3. 计时器开始计时：当触发器触发计时器开始计时后，计时器会根据RC时间常数来决定输出信号的时长。计时器开始递增计时，直到计时结束。
4. 输出信号变化：当计时器计时结束后，输出信号会发生变化。如果触发器是正脉冲触发器，输出信号会从低电平变为高电平，然后
再恢复到低电平；如果触发器是负脉冲触发器，输出信号会从高电平变为低电平，然后再恢复到高电平。
5. 恢复到稳定状态：在输出信号发生变化后，触发器会恢复到稳定状态，等待下一次输入信号的变化。
四、单稳态触发器的应用
单稳态触发器在实际应用中有广泛的用途，其中一些常见的应用包括：
1. 脉冲信号发生器：通过调整计时器的时间常数，可以产生指定宽度和周期的脉冲信号。这在通信系统中常用于时序控制和数据传输。
2. 延时器：通过使用单稳态触发器可以实现延时功能，用于控制电路的启动时间和延迟时间。
3. 电平检测器：通过检测输入信号的变化，可以判断输入信号的电平状态，并触发相应的动作。
4. 触发器：单稳态触发器本身也可以作为其他触发器的输入信号。
总结：
单稳态触发器是一种能够产生固定时长脉冲信号的电路元件。它由触发器和计时器组成，通过检测输入信号的变化和控制计时器的计时来实现输出信号的时长控制。单稳态触发器在通信系统、自动控
制和计算机硬件等领域有着广泛的应用。通过调整计时器的时间常数，可以实现不同宽度和周期的脉冲信号，满足不同应用的需求。
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。
可重触发单稳态触发器原理 可重触发单稳态触发器是一种常用的数字电路元件，它具有一种特殊的工作方式，能够在输入信号发生变化时产生一个固定的输出脉冲。本文将介绍可重触发单稳态触发器的原理及其在电路设计中的应用。 可重触发单稳态触发器由RS触发器和一个延时触发器组成。RS触发器是一种由两个互补反馈的逻辑门组成的电路，它能够存储一个比特的状态。延时触发器是一种能够延时输入信号的电路，它通常由一个RC电路和一个比较器组成。 可重触发单稳态触发器的工作原理如下：当输入信号发生变化时，RS触发器的状态会发生改变，从而导致输出信号的变化。延时触发器负责延时输入信号，使得输出信号在一定时间后才发生变化。当输入信号再次发生变化时，RS触发器的状态会再次改变，但由于延时触发器的延时作用，输出信号不会立即改变，而是在延时时间后才会发生变化。这样就实现了可重触发的功能。 可重触发单稳态触发器在数字电路设计中有着广泛的应用。它常用于脉冲信号的处理和时序控制电路中。在脉冲信号的处理中，可重触发单稳态触发器可以将输入的短脉冲信号转换为固定宽度的脉冲信号，从而方便后续电路的处理。在时序控制电路中，可重触发单稳态触发器可以实现延时和定时功能，控制电路的执行时间和顺序。
除了在数字电路设计中的应用，可重触发单稳态触发器还可以用于模拟电路中。在模拟电路中，可重触发单稳态触发器可以实现信号的延时和重构，从而提高电路的稳定性和可靠性。 总的来说，可重触发单稳态触发器是一种重要的数字电路元件，它具有可重触发的特性，能够在输入信号发生变化时产生一个固定的输出脉冲。它在数字电路设计和模拟电路中有着广泛的应用。通过学习和理解可重触发单稳态触发器的原理和工作方式，我们可以更好地应用它来解决实际问题，提高电路的性能和可靠性。
边沿D 触发器 电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。 英文全称为data flip-flop或delay flip-flop。 电路结构 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。 编辑本段工作原理 SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。当/SD=1且/RD=0时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=0，Q非=1，即触发器置0；当/SD=0且/RD=1时，Q=1，Q非=0，触发器置1,SD 和RD通常又称为直接置1和置0端。我们设它们均已加入了高电平，不影响电路的工作。工作过程如下： 1.CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3=Q4=1，触发器的状态不变。同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5非=D非。
D触发器原理 2.当CP由0变1时触发器翻转。这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。Q3=Q5非=D非，Q4=Q6非=D。由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=Q3非=D。 3.触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是0，若Q3为0，则经G3输出至G5输入的反馈线将G5封锁，即封锁了D通往基本RS 触发器的路径；该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。Q4为0时，将G3和G6封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁。Q4输出端至G6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入信号，正跳沿时触发翻转，正跳沿后输入即被封锁,三步都是在正跳沿后完成，所以有边沿触发器之称。与主从触发器相比,同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力和更高的工作速度。功能描述 编辑本段特征 1.特征表 2.特征方程 Qn+1=D 3.时序图
单稳态触发器的应用 1.定时 由于单稳态触发器能产生肯定宽度tW的矩型输出脉冲，如利用这个矩形脉冲作为定时信号去掌握某电路，可使其在tW时间内动作或不动作。例如，利用单稳态输出的矩形脉冲作为与门输入的掌握信号如图1，则只有这个矩形波的tW时间内，信号vA才有可能通过与门。图1 单稳态触发器作定时电路的应用 2.延时 单稳态触发器的延时作用不难从图所示微分型单稳态触发器的工作波形看出。图中输出端v01的上升沿相对输入信号vI的上升沿延迟了tW一段时间。单稳态的延时作用常被应用于时序掌握。 3.多谐振荡器 利用两个单稳态触发器可以构成多谐振荡器。由两片74121集成单稳态触发器组成的多谐振荡器如图2所示，图中开关S为振荡器掌握开关。 合上电源时，开关S是合上的，电路处于Q1=0，Q2=0状态，将开关S打开，电路开头振荡，其工作过程如下：在起始时，单稳态触发器Ⅰ的A1为低电平，开关S打开瞬间，B端产生正跳变，单稳态Ⅰ被触发，Q1输出正脉冲，其脉冲宽度0.7R1C1,当单稳态Ⅰ暂稳态结束时，Q1的下跳沿触发单稳态Ⅰ，Q2端输出正脉冲，此后，Q2的下跳沿又
触发单稳态Ⅰ，此后周而复始地产生振荡，其振荡周期为T =0.7( R1C1+R2C2) 图2 由单稳态触发器构成的多谐振荡器 4. 噪声消退电路 利用单稳态触发器可构成噪声消退电路（或称脉冲鉴别电路）。通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号都具有肯定宽度。利用单稳态电路，将输出脉宽调整到大于噪声宽度而小于信号脉宽，即可消退噪声。由单稳态触发器组成的噪声消退电路及波形如图3所示。图3(a) 噪声消退电路规律图 图3(b) 噪声消退电路波形图 图中，输入信号接至单稳态触发器的输入端和D触发器的数据输入端及直接置0端。由于有用的信号大于单稳态输出脉宽，因此单稳态Q 输出上升沿使D触发器至1，而当信号消逝后，D触发器被清0。若输入中含有噪声，其噪声前沿使单稳态触发翻转，但由于单稳态输出脉宽大于噪声宽度，故单稳态Q输出上升沿时，噪声已消逝，从而在输出信号中消退了噪声成分。
二、单稳态电路 单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲。 1、单稳态的电路组成 它是由CC7555定时电路构成，电路图为：如图（1）所示 它的工作特点： 电路只有一个稳定状态； 当外界触发脉冲来后，电路从稳态翻转到暂态，并在暂态停留一段时间，而且在输出端产生一个宽度为 T W的矩形脉冲。 它的应用： 在数字系统中，单稳态电路常用于整形。即：把不规则的波形转换成宽度、幅度相同的波形。 例1.怎样改变输出脉冲的宽度(即延迟时间)呢？ 答：有三种方法1.改变电阻R；2.改变电容C；3.改变控制电压端的接法。 例2.如图(1)所示:改变控制电压端(引脚5)的电压值,可改变( ) 答案为：D A.输出电压的高低电平 B.输出电压的周期 C.对输出波形无影响 D.输出电压的脉冲的宽度 第21章单稳态触发器 内容提要：单稳态触发器是一种重要的时序数字电路，本章介绍单稳态触发器的电路构成、工作原理、特性和典型应用。 21.1 单稳态触发器 21.1.1 概述 单稳态触发器也是一种重要的时序逻辑电路，它和双稳态触发器不同，只有一个稳定状态，另一个是暂稳态，经过一段延迟时间后，将自动返回稳定状态。这个延迟时间一般称为暂稳态时间，是由电路中有关的电阻电容时间常数确定
的。单稳态触发器进入暂稳态要靠触发脉冲的触发才行，有的单稳态触发器是由触发脉冲的上升沿触发翻转的；有的单稳态触发器是靠触发脉冲的下降沿触发翻转的。在触发方式是单稳态触发器和双稳态触发器的异同见图21-1-1。 双稳输出 单稳输出 触发触发暂稳时间 图21-1-1 单稳态和双稳态触发器触发方式的异同 21.1.2 集成单稳态触发器 21.1.2.1 集成单稳态触发器简介 产品集成单稳态触发器的型号有许多，如74121、74LS122、74LS123、CC4098、CC4538、CC14528、CC14538等，现以74LS122为例加以说明。 74LS122是双单稳态触发器，它的功能表见表21-1，逻辑符号见图21-1-2。表和图中的d R 是直接清“0”端，2121B B A A 、和、是触发输入端，其中21A A 、是低电平信号触发端，21B B 和是高电平信号触发端，Q Q 和是输出端，R int 和C int 是外接定时电阻和定时电容的接入端。 表21-1 功能表 Q ↑d R 1A 2A 1B 2B Q ⨯H L ⨯⨯H H H H H H ↑ ⨯⨯⨯⨯L H H H ⨯⨯L H L H L H ⨯⨯⨯⨯⨯⨯L L L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯ H ↑L ⨯H ↑H H H H H H H H H H H L ⨯ ↓↓↓↓H ⨯L ext ext /C R ext C int R d R 2B 1 B 2A 1A ext ext /C R ext C int R d R 2B 1B 2A 1A 图21-1-2 74LS122的逻辑图 图21-1-3 不可重触发单稳态 当d R =0时，单稳态触发器清零，Q =0。功能表中的符号↑和↓表示触发信号的触发边沿，2121B B A A 、和、都可以做触发输入端使用，d R 除了做清零端使用
单稳态触发器与施密特触发器原理及应用 1.单稳态触发器的原理： 单稳态触发器，也称为单稳多谐振荡器，是一个能够在输入信号发生变化时，产生一个固定时间的输出脉冲的元件。它有两个稳态，一个是触发态，另一个是稳定态。在触发态时，输出保持一个较低的电平；在稳定态时，输出保持一个较高的电平。当输入信号发生变化时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲，然后返回稳定态。 单稳态触发器的原理是通过RC电路的充放电过程实现的。当输入信号变为高电平时，电容开始充电，直到电压达到了触发器的门限电压。这时，触发器进入稳定态。而当输入信号变为低电平时，电容开始放电，直到电压降到触发器的触发电平。这时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲。 2.单稳态触发器的应用： -消抖器：将机械开关产生的抖动信号转换为一个稳定的输出信号。 -一次性多谐振荡器：使用单稳态触发器的稳定脉冲输出来控制多谐振荡器的频率，实现一个稳定的脉冲输出。 -电平传递：将一个短时脉冲信号转换为一个稳定的电平信号输出。 3.施密特触发器的原理： 施密特触发器，又称为滞回比较器，是一种具有正反馈的比较器。它的输入信号必须经过两个不同的阈值电平才能改变输出状态。施密特触发器有两个稳态，一个是高稳态，另一个是低稳态。当输入信号超过上阈值
电平时，触发器从低稳态切换到高稳态；当输入信号低于下阈值电平时，触发器从高稳态切换到低稳态。 施密特触发器的原理是利用正反馈产生滞回特性。当输入信号超过上阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从低电平切换到高电平。而当输入信号降低到下阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从高电平切换到低电平。 4.施密特触发器的应用： 施密特触发器常用于数字信号处理中的滤波和门控电路等应用。具体应用包括： -模数转换器：将模拟信号转换为数字信号时，需要滤除输入信号中的噪声和抖动。施密特触发器可以用来实现这个滤波功能。 -数字信号选择器：当多个数字信号输入时，施密特触发器可以用来实现对一些信号的优先级选择。 -闪烁消除器：施密特触发器可以用来检测输入信号的边沿，从而实现对输入信号的闪烁消除。 总之，单稳态触发器和施密特触发器是常用的数字电路元件，它们通过具有不同的工作原理来实现不同的功能。单稳态触发器能够产生固定时间的输出脉冲，广泛应用于电子计算机和通信系统中的数字电路设计中。而施密特触发器通过滞回比较器原理，将输入信号转换为两个阈值间的稳定输出，常用于滤波和门控电路等应用中。
CD4047BE 单稳态触发器原理及应用 多谐振荡器是一种自激振荡电路。因为没有稳定的工作状态，多谐振荡器也称为无稳态电路。具体地说，如果一开始多谐振荡器处于0状态，那么它在0状态停留一段时间后将自动转入1状态，在1状态停留一段时间后又将自动转入0状态，如此周而复始，输出矩形波。 图6.4.1 对称式多谐振荡器电路 对称式多谐振荡器是一个正反馈振荡电路[图6.4.1，]。和是两个反相器，和是两个耦合电容，和是两个反馈电阻。只要恰当地选取反馈电阻的阻值，就可以使反相器的静态工作点位于电压传输特性的转折区。上电时，电容器两端的电压和均为0。假设某种扰动使有微小的正跳变，那么经过一个正反馈过程，迅速跳变为，迅速跳变为，迅速跳变为，迅速跳变为，电路进入第一个暂稳态。电容和开始充电。的充电电流方向与参考方向相同， 正向增加；的充电电流方向与参考方向相反，负向增加。随着的正向增加，从逐渐上升；随着的负向增加，从逐渐下降。因为经和两条支路充电而经一条支路充电，所以充电速度较快，上升到时还没有下降到。上升到使跳变为。理论上，向下跳变，也将向下跳变。考虑到输入端钳位二极管的影响，最多跳变到。下降到使跳变为，这又使从向上跳变
，即变成，电路进入第二个暂稳态。经一条支路反向充电（实 际上先放电再反向充电），逐渐下降。经和两条支路反向充电（实际上先放电再反向充电）， 逐渐上升。的上升速度大于的下降速度。当上升到时，电路又进入第一个暂稳态。 此后，电路将在两个暂稳态之间来回振荡。 非对称式多谐振荡器是对称式多谐振荡器的简化形式[图6.4.6]。这个电路只有一个反馈电阻和一个耦合电容。反馈电阻使的静态工作点位于电压传输特性的转折区，就是说，静态时，的输入电 平约等于，的输出电平也约等于。因为的输出就是的输入，所以静态时也被迫工 作在电压传输特性的转折区。 图6.4.6 非对称是多谐振荡器电路 环形振荡器[图6.4.10]不是正反馈电路，而是一个具有延迟环节的负反馈电路。 图6.4.10 最简单的环形振荡器
单稳态触发器工作过程 单稳态触发器是数字电路中常用的一种触发器。它的工作过程可以分为两个阶段：稳定态和触发态。 在单稳态触发器的稳定态中，输出保持不变，处于稳定状态。当输入发生变化时，触发器进入触发态，输出发生改变。具体的工作过程如下所示。 1. 稳定态： 当输入信号保持稳定时，单稳态触发器处于稳定态。此时，输出保持不变，不发生改变。稳定态的持续时间取决于触发器的设计和输入信号的稳定性。 2. 触发态： 当输入信号发生改变时，单稳态触发器进入触发态。触发态持续的时间称为触发脉冲宽度。触发态的持续时间也取决于触发器的设计和输入信号的改变速度。 触发态的进入可以通过两种方式实现：正沿触发和负沿触发。在正沿触发的情况下，触发器在输入信号的上升沿时进入触发态；而在负沿触发的情况下，触发器在输入信号的下降沿时进入触发态。 触发态中，输出信号会发生改变。具体的改变方式取决于触发器的类型。常见的单稳态触发器有RS触发器、JK触发器和D触发器。
对于RS触发器，当输入信号满足特定条件时，输出信号会发生翻转。例如，当R和S输入都为低电平时，输出保持不变；当R输入为高电平，S输入为低电平时，输出为高电平；当R输入为低电平，S输入为高电平时，输出为低电平。 JK触发器在RS触发器的基础上做了改进，解决了RS触发器的无效输入问题。JK触发器有两个输入：J和K。当J和K输入都为低电平时，输出保持不变；当J输入为高电平，K输入为低电平时，输出为高电平；当J输入为低电平，K输入为高电平时，输出为低电平；当J和K输入都为高电平时，输出翻转。 D触发器是最常用的单稳态触发器。它有一个输入D和一个时钟输入CLK。当时钟输入发生上升沿时，D触发器的输出等于D输入。当时钟输入发生下降沿时，输出保持不变。D触发器可以实现数据的存储和传输。 单稳态触发器的工作过程可以简单归纳为稳定态和触发态两个阶段。在稳定态中，输出保持不变；在触发态中，输出发生改变。触发态的进入可以通过正沿触发或负沿触发实现。常见的单稳态触发器有RS触发器、JK触发器和D触发器，它们的工作原理和输出变化方式各不相同。单稳态触发器在数字电路中起到了重要的作用，广泛应用于计算机、通信和控制系统等领域。
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。
555单稳态触发器暂稳态和稳态的工作时间 1.引言 1.1 概述 概述 单稳态触发器是一种重要的数字电路元件，在现代电子器件和通信系统中被广泛应用。它可以在时序控制、频率分频、脉冲变换等方面发挥重要作用。单稳态触发器具有两个稳态状态，即暂稳态和稳态。暂稳态是指在输入触发脉冲作用下，触发器输出从一个稳态状态转变到另一个稳态状态的过程，而稳态是指触发器输出保持在某个稳定的状态。 本文将重点探讨555单稳态触发器的暂稳态和稳态的工作时间。首先，我们将介绍单稳态触发器的基本原理和结构。然后，我们将详细讨论暂稳态的工作时间要点，包括输入触发脉冲的宽度和对称性对暂稳态时间的影响。接着，我们将讨论稳态的工作时间要点，其中包括稳定状态的保持时间和复位时间。 通过深入研究555单稳态触发器的暂稳态和稳态的工作时间，我们可以更好地理解该器件的性能和特性，为电子设计和应用提供有效的参考和指导。同时，我们也可以进一步优化触发器的工作性能，提高电路的稳定性和可靠性。 在接下来的章节中，我们将逐一介绍单稳态触发器的相关内容，并详细分析暂稳态和稳态的工作时间要点。通过阅读本文，读者将有机会深入了解555单稳态触发器，并在实际应用中灵活运用，从而为电子技术领域的发展贡献自己的力量。
1.2文章结构 文章结构部分应该包含以下内容： 文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构，以便读者了解文章内容的脉络。本文共分为引言、正文和结论三个主要部分。 引言部分将简要概述文章的主题和目的，引领读者对文章的整体背景有所了解。同时，还将介绍文章结构的安排，让读者对整个文章的脉络和逻辑有所把握。 正文部分是文章的核心部分，将详细介绍如何理解和应用555单稳态触发器的暂稳态和稳态的工作时间。其中，2.1节将对单稳态触发器进行介绍，包括原理、结构和工作方式等内容；2.2节将重点讨论暂稳态的工作时间要点，包括暂稳态的产生、持续时间的计算方法等；2.3节将重点讨论稳态的工作时间要点，包括稳态的维持时间、重复周期等。 结论部分将对暂稳态和稳态的工作时间进行总结和归纳，强调其重要性和应用价值。其中，3.1节将总结暂稳态的工作时间的关键要点，并提出进一步的研究方向和应用前景；3.2节将总结稳态的工作时间的关键要点，并探讨其在实际应用中的意义和优势。 通过以上的组织结构，读者可以清晰了解文章的整体框架和内容安排，方便查阅和理解。同时，文章结构的合理安排还能够使文章的逻辑性和连贯性更加突出，增强读者的阅读体验和理解效果。 1.3 目的 本文的目的是对555单稳态触发器在暂稳态和稳态下的工作时间进行深入的研究和探讨。通过对单稳态触发器的介绍，以及对暂稳态和稳态工
555单稳态触发电路的工作原理 555单稳态触发电路是一种常用的集成电路，可以用来产生固定宽度的脉冲。它由比较器、RS触发器、电流控制器、电压比较器和输出驱动器等组成。其主要原理是利用RC电路的充放电过程来触发电路的状态变化。 当电路处于稳态时，555单稳态触发电路的输出为低电平。当触发脉冲输入时，电路会被触发进入非稳态，此时输出会瞬间变为高电平。经过一段时间后，电路会自动恢复到稳态，输出又变为低电平。 具体来说，当输入的触发脉冲为低电平时，555单稳态触发电路的第2端（TRIG）的电压低于第6端（THRES）的电压，导致比较器的输出为高电平。这使得RS触发器的R端为高电平，S端为低电平，输出为低电平。同时，电流控制器会开始充电，通过外接的电阻和电容来控制充电的时间常数。 当输入的触发脉冲为高电平时，555单稳态触发电路的第2端（TRIG）的电压高于第6端（THRES）的电压，导致比较器的输出为低电平。这使得RS触发器的R端为低电平，S端为高电平，输出为高电平。同时，电流控制器会开始放电，通过外接的电阻和电容来控制放电的时间常数。 根据上述原理，当触发脉冲输入时，555单稳态触发电路会在一段
时间内保持输出为高电平，然后自动恢复为低电平。这段时间的长度由电容和电阻的数值决定，可以通过调节电阻或电容的值来控制输出脉冲的宽度。 555单稳态触发电路具有宽电压供电范围、稳定的输出脉冲宽度、较高的输出电流能力等特点，因此在许多电子设备中得到广泛应用。例如，它可以用来产生固定宽度的触发脉冲，用于控制其他电路的工作时间；还可以用于触发电子时钟、倒计时器、电子测量设备等。 总结起来，555单稳态触发电路利用RC电路的充放电过程来触发状态变化，通过调节电容和电阻的数值来控制输出脉冲的宽度。它具有广泛的应用领域，可以用于控制其他电路的工作时间以及实现各种定时功能。
单稳态触发器 我们知道，由于触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态触发器惟独一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是： (1)在没有受到外界触发脉冲作用的状况下，单稳态触发器保持在稳态； （2）在受到外界触发脉冲作用的状况下，单稳态触发器翻转，进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1。（3）经过一段时光，单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停歇的时光仅仅取决于电路本身的参数。微分型单稳态触发器[图6.3.1]包含阻容元件构成的微分电路。由于CMOS门电路的输入电阻很高，所以其输入端可以认为开路。电容和电阻构成一个时光常数很小的微分电路，它能将较宽的矩形触发脉冲变成较窄的尖触发脉冲。稳态时，等于0，等于0，等于，等于0，等于，电容两端的电压等于0。触发脉冲到达时，大于，大于，等于0，等于0，等于，电容开头充电，电路进入暂稳态。当电容两端的电压升高到时，即升高到时，等于0，电路退出暂稳态，电路的输出复原到稳态。明显，输出脉冲宽度等于暂稳态持续时光。电路退出暂稳态时，已经回到0（这是电容和电阻构成的微分电路打算的），所以等于，等于，电容通过输入端的庇护电路快速放电。当下降到时，内部也复原到稳态。 图6.3.1 微分型单稳态触发器 图6.3.5 积分型单稳态触发器 积分型单稳态触发器[图6.3.5]包含阻容元件构成的积分电路。稳态时，等于0，、和等于。触发脉冲到达时，等于，等于，仍等于，等于，电容开头通过电阻放电，电路进入暂稳态。当电容两端的电压下降到时，即下降到时，等于，电路退出暂稳态，电容的放电过程要持续到触发脉冲消逝。回到后，又变成，电容转为充电。当升高到后，电路内部也复原到稳态。 图6.3.8 集成单稳态触发器74121的规律图 第1页共2页
课题：单稳态触发器 课时：讲/练二课时 教学要求： （1）理解单稳态触发器的工作原理； （2）掌握输出波形周期的估计。 教学过程： 一、微分型单稳态触发器 1、单稳态触发器的功能特点：只有一个稳定状态的触发器。如果没有外来 触发信号，电路将保持这一稳定状态不变。只有在外来触发信号作用下，电路才会从原来的稳态翻转到另一个状态。但是，这一状态是暂时的，故称为暂稳态，经过一段时间后，电路将自动返回到原来的稳定状态。 2、功能：常用于脉冲的整形和延时。 3、电路组成： vo经过R、C组成的微分电路，耦合 到门G2的输入端，故称微分型单稳态电路。 4、工作原理： 1）电路的稳态：无触发信号输入时，v I为高 电平。由于电阻R很小，B端相当于接地，门 G2的输入信号为低电平0，v o输出高电平1 态。 2）电路的暂稳态：当输入端A加入低电 平触发信号时，门G1的输出为高电平1，通过电容C耦合，门G2 的输入信号为高电平1，v o输出低电平0态。 3）暂稳态期间：v o1高电平对C充电，使B端的电平也逐渐下降。 4）自动恢复为稳态：当B端的电平下降到关门电平时，门G2关闭，输出电压又上跳为高电平。 5、输出脉冲宽度：T W≈0.7RC。 二、集成单稳态触发器－CT74121 （一）外引线排列及引出端符号 Q：暂稳态正脉冲输出端； Q：暂稳态负脉冲输出端； TR＋：为正触发（上升沿触发）输入端； TR一A、TR一B：两个负脉冲（下降沿触发）输入端；
Cext：为外接电容端； Rint：为内电阻端； Rext/Cext：为外接电阻和电容的公共端； Vcc、GND、NC。 （二）逻辑功能及简要说明 1、外引线排列图： 2、输出脉冲宽度T W由定时元件R、C决定。T W≈0.7RC。作业：P26713－9、13－10
555时基电路工作原理 概述： 555时基电路是一种集成电路，常用于产生精确的时间延迟、脉冲宽度调制、频率分频和多谐振荡等应用。本文将详细介绍555时基电路的工作原理及其相关参数和特性。 一、555时基电路的基本原理： 555时基电路由比较器、RS触发器、RS锁存器和输出驱动器组成。其基本原理如下： 1. RS触发器：555时基电路的核心是一个RS触发器，由两个交叉耦合的双稳态触发器构成。RS触发器有两个输入端(S和R)和两个输出端(Q和Q')。当S=0，R=1时，Q=1，Q'=0；当S=1，R=0时，Q=0，Q'=1；当S=0，R=0时，Q和Q'保持原状态。 2. 比较器：555时基电路的比较器用于将输入电压与内部参考电压进行比较，以确定RS触发器的状态。 3. RS锁存器：555时基电路的RS锁存器用于锁存RS触发器的状态，以保持输出稳定。 4. 输出驱动器：555时基电路的输出驱动器将RS触发器的状态转换为输出信号。 二、555时基电路的工作模式： 555时基电路有三种基本工作模式：单稳态触发器模式、自由运行多谐振荡模式和单稳态触发器与多谐振荡器混合模式。 1. 单稳态触发器模式(Monostable mode)：
在单稳态触发器模式下，555时基电路可以产生一个精确的时间延迟脉冲。当 输入一个触发脉冲时，输出会在一定时间后保持高电平，然后恢复为低电平。这个时间延迟由外部电容和电阻决定。具体工作原理如下： - 当触发脉冲输入时，555时基电路的RS触发器被置于SET状态，输出Q=1，Q'=0。 - 同时，电容开始充电，电压逐渐增加。 - 当电容电压达到2/3 Vcc时，比较器检测到这个电压并将RS触发器置于RESET状态，输出Q=0，Q'=1。 - 输出保持在RESET状态直到电容电压通过外部电阻放电至1/3 Vcc。 - 一旦电容电压低于1/3 Vcc，RS触发器恢复到SET状态，输出Q=1，Q'=0， 完成一个脉冲输出。 2. 自由运行多谐振荡模式(Astable mode)： 在自由运行多谐振荡模式下，555时基电路可以产生一连串的方波脉冲。这个 模式下，电容充电和放电过程交替进行，产生连续的脉冲输出。具体工作原理如下：- 初始时刻，555时基电路的RS触发器处于RESET状态，输出Q=0，Q'=1。 - 电容开始充电，电压逐渐增加。 - 当电容电压达到2/3 Vcc时，比较器检测到这个电压并将RS触发器置于SET 状态，输出Q=1，Q'=0。 - 同时，电容开始放电，电压逐渐降低。 - 当电容电压降至1/3 Vcc时，RS触发器恢复到RESET状态，输出Q=0，Q'=1。 - 电容再次开始充电，循环上述过程，产生连续的方波脉冲输出。 3. 单稳态触发器与多谐振荡器混合模式(Astable mode with monostable trigger)：
555定时器 555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。本文主要介绍了555定时器的工作原理及其在单稳态触发器、多谐振荡器方面的应用。 关键词：数字—模拟混合集成电路；施密特触发器；波形的产生与交换 1概述 1.1 555定时器的简介 自从signetics公司于1972年推出这种产品以后，国际上个主要的电子器件公司也都相继的生产了各自的555定时器产品。尽管产品型号繁多，但是所有双极型产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555.而且，它们的功能和外部引脚排列完全相同。 1.2 555定时器的应用 （1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。 2 555定时器的电路结构与工作原理 图 1
3 555芯片引脚图及引脚描述 CB555芯片的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。 1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。 2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。 4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。 5脚是控制端。 7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。