穩(wěn)態(tài)占空比可調(diào)觸發(fā)器

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1、武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書１　Protues簡介Protues軟件是一個(gè)EDA工具軟件。它具有EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。Protues具有四大功能模塊：（1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）；（2）完善的電路仿真功能（Prospice）；（3）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）；（4）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺。這就保證protues的強(qiáng)大功能。Protues軟件具有原理布圖，PCB自動或人工布線等功能。Protues可提供仿真數(shù)字和模擬，交流和直流等多種元器件，仿真儀表資源：其中包括示波器，邏輯分析儀，信號發(fā)

2、生器。它是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等11武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書2555定時(shí)器2.1555定時(shí)器原理555集成電路是由集成運(yùn)算放大器組成的單門限電壓比較器，基本RS觸發(fā)器及工作于開關(guān)狀態(tài)的雙極型三極管集成一起的電路模塊。555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。它由三個(gè)阻值為5k?的電阻組成的分壓器、兩個(gè)圖2.1555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)555定時(shí)器

3、電路的工作原理：電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電晶體管T、與非門和反相器組成。分壓器為兩個(gè)電壓比較器C1、C2提供參考電壓。如5端懸空，則比較器C1的參考電壓為，加在同相端；C2的參考電壓為，加在反相端。是復(fù)位輸入端。當(dāng)時(shí)，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。正常工作時(shí)，。和分別為6端和2端的輸入電壓。當(dāng)，時(shí)，C1輸出為低電平，C2輸出為高電平，即，，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端為低電平。當(dāng)，時(shí)，C1輸出為高電平，C2輸出為低電平，，11武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書，基本RS觸發(fā)器被

4、置1，晶體管T截止，輸出端為高電平。當(dāng)，時(shí)，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。555集成電路的邏輯功能如表1所示。表1555集成電路的邏輯功能輸入信號組合輸出及三極管的狀態(tài)T的狀態(tài)0XX低電平導(dǎo)通1不變不變1高電平（不定）截至1高電平截至1低電平導(dǎo)通555定時(shí)器一般情況下具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。雙極型三極管構(gòu)成的555定時(shí)器輸出電流可以達(dá)到20mA。CMOS管構(gòu)成的定時(shí)器負(fù)載電流在4mA以下。電源電壓范圍也較寬，在5~16V之間都可以安全工作。因此，555定時(shí)器使用比較靈活。2.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,是指電路達(dá)到穩(wěn)定之后,只

5、有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的觸發(fā)器。一般具有以下特點(diǎn)：（1）電路的輸出可以的高電平，也可以的低電平，但穩(wěn)定的輸出狀態(tài)是唯一的。（2）在外界觸發(fā)信號的作用下，電路的輸出狀態(tài)將進(jìn)入暫時(shí)的工作狀態(tài)，稱為暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)是暫時(shí)的，經(jīng)歷一定時(shí)間后電路的輸出一定會自動回到其穩(wěn)定輸出狀態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于電路的參數(shù)，與外界的觸發(fā)信號脈沖寬度和幅度大小無關(guān)。只要觸發(fā)信號的幅度足夠高或足夠低，就能使電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)工作。由于以上特點(diǎn)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應(yīng)用于將尖脈沖轉(zhuǎn)換呈矩形脈沖信號，延時(shí)脈沖產(chǎn)生電路。11武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書用555定時(shí)器構(gòu)

6、成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路如圖2.2所示。這種觸發(fā)器具有兩個(gè)觸發(fā)信圖2.2555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)電路號輸入端，可以用高電平觸發(fā)，也可以用低電平觸發(fā)。555定時(shí)器的2端為觸發(fā)信號的輸入端，6端和7端并聯(lián)后，連接到電阻電容的串聯(lián)點(diǎn)，構(gòu)成電容，電阻充放電定時(shí)電路結(jié)構(gòu)。555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)電路由輸入脈沖信號的下降沿觸發(fā)，使其輸出狀態(tài)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，另外，在暫穩(wěn)態(tài)過程結(jié)束前，必須恢復(fù)為1，否則電路內(nèi)的RS觸發(fā)器為不確定狀態(tài)，輸出不能維持0狀態(tài)。因此這種單穩(wěn)態(tài)電路只能用負(fù)窄脈沖觸發(fā)。如果輸入脈寬大于輸出脈寬，則輸入端可加RC微分電路，使輸入脈寬變窄。輸出的脈沖寬

7、度也就是暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)RC電路瞬態(tài)過程的分析，可得到：(1)由（1）中（2）而11武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書則可得：這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可以從幾微秒到數(shù)分鐘?？赏ㄟ^改變R、C元件參數(shù)調(diào)節(jié)脈沖寬度，精度可達(dá)0．1％。綜上所述，用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是負(fù)脈沖觸發(fā)形式，且暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間為，僅與電路本身的參數(shù)R、C有關(guān)。11武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說明書3電路設(shè)計(jì)占空比是指在一串理想的脈沖序列中（如方波），正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值或者高電平所占周期時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比值。例如:正脈沖寬度1

8、μs,信號周期10μs的脈沖序列占空比為0.1。本次設(shè)計(jì)的555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)可調(diào)占空比觸發(fā)器電路圖如圖3.1所示。它通過調(diào)節(jié)電位器圖3.1電路設(shè)計(jì)圖改變電路占空比。如圖3.1所示