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触发器NE555的应用资料

归档日期:07-20       文本归类:置位脉冲      文章编辑:爱尚语录

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  第六章 脉冲波形的产生与变换 课堂教学设计结构框架 开始 集成555定时器 单稳态触发器 电 路 构 成 引入电子时钟电路 电路结构 工作原理 施密特触发器 仿 真 演 示 原 理 分 析 任务驱动+ 案例+演示 课件 多谐振荡器 石 英 晶 体 振 荡 器 师生和谐 互动 引出脉冲波形的 产生与变换 555 定 时 器 构 成 RC 耦 合 式 小结 结束 本章教学基本要求: 熟悉: (1)555定时器电路的结构、工作原理和引脚功能. (2) 由555定时器组成的单稳态触发器、多谐振荡和 施密特触发器的电路、工作波形和参数的计算。 (3)集成单稳态触发器和集成施特触以器的应用电 路。 了解: 石英晶体和门电路构成的方波发生器的基本电路。 6.1 集成555定时器 555定时器是中规模集成电路。只要外接少量的阻容 元件,就可以很方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器、 和施密特触发器。 根据内部器件类型可分为双极型(TTL型)和单极型 (CMOS型),双极型型号为555(单)和556(双),电压使用范围 为5到16V,输出最大负载电流可达到200mA。单极型型号为 7555(单)和7556(双),电压使用范围为3到18V。输出最大 负载电流为4mA。 下图为:双极型555定时器内部逻辑电路结构图和逻辑符号图。 当VC悬空时, u1+ = 2/3VCC 当u+ u-时,输出uc为高电平 (1态)。 三个5kΩ电阻构成分压器 当u+ u-时,输出uc为高电平 (0态)。 u2- = 1/3VCC 一、555 定时器的电路结构及符号 电源端 VCC 8 C1 5 k? 构成电阻分 控制电压 VC 5 UR1 C2 直接复位 构成基本 RS 触发 RD 器,决定电路输出。 4 输出缓冲器 G1 G3 OUT = Q Q R 3 OUT 输出端 压器,为比较器 复位控制 TH 6 C1、C2 提供两 5 k? 个参考电压, 置位控制 TR 2 UR1 = 2/3VCC, UR2 UR2 = 1/3VCC。 5 k? 放电端 DIS 7 集电极开路输出端 构成电压比 电路符号 较器,比较 TH S 与 U Q和TR 与 4 8 R1 G2 的大小。 VCC RD UR2 6 R V Q 2 TR 555 7 DIS TH OUT 3 CO 5 1 放电管,其输入为 GND 接地端 Q,输出为开路集电极。 GND 1 二、555 定时器的工作原理与逻辑功能 定时器 5G555 的功能表 1 0 1 导通 0 0 1 输 入 输 出 TH TR RD OUT = Q V 状态 0 0 导通 × × 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 1 2 ? VCC ? VCC 3 3 1 0 导通 1 1 1 截止 不变 不变 1 0 截止 0 1 定时器 5G555 的功能表 输 入 输 出 TH TR RD OUT = Q V 状态 × × 0 1 1 0 0 1 导通 导通 截止 1 0 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 1 2 ? VCC ? VCC 3 3 1 不变 不变 定时器 5G555 的功能表 输 入 输 出 TH TR RD OUT = Q V 状态 × × 0 1 1 0 0 1 导通 导通 截止 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 2 1 ? VCC ? VCC 3 3 1 2 ? VCC ? VCC 3 3 1 1 1 不变 不变 6.2 单稳态触发器 6.2.1、用555 定时器组成单稳态触发器 (一)电路结构 VCC R uI uC + VCC RD TH OUT TR 555 DIS CO GND C uO 0.01 ?F R、C 为定时元件 充电 (二)工作原理、工作波形与参数估算 UOL 工作原理 1. 稳定状态 该电路触发信号为负脉冲,不加 触发信号时,uI = UIH (应 1/3 VCC)。 接通电源后 VCC 经 R 向 C 充电, 使 uC 上升。 当 uC ≥ 2/3 VCC 时,满足 TR = uI 1/3 VCC,TH = uI ≥ 2/3 VCC,因 此 uO 为低电平,V 导通,电容 C 经放 电管 V 迅速放电完毕,uC ? 0 V。 这时TR = UIH 1/3 VCC, TH = uC ? 0 2/3 VCC,uO 保持 低电平不变。因此,稳态时 uC ? 0 V,uO 为低电平。 UIH 放电 导通 V 0V uI UIH tWI 1 VCC 3 O uC 2 VCC 3 O uO UOH tWO UOL O VCC t t t 充电 UIL uI UIH tWI 1 VCC 3 O uC 2 VCC 3 O uO UOH tWO UOL O UOH 2. 触发进入暂稳态 当输入 uI 由高电平跃变为低电平 (应 1/3 VCC )时,使 TR = UIL1/3 VCC而 TH = uC ? 0 V 2/3 VCC,因此 uO 跃变为 高电平,进入暂稳态,这时放电管 V 截止,VCC 又经 R 向 C 充电,uC 上升。 VCC t t t TH≥2/3 VCC UIH 放电 V uI UIH tWI 1 VCC 3 O uC 2 VCC 3 O uO UOH tWO UOL O 2. 触发进入暂稳态 当输入 uI 由高电平跃变为低电平 UOL (应 1/3 V )时,使 TR = U 1/3 V 而 CC IL CC TH = uC ? 0 V 2/3 VCC,因此 uO 跃变 为高电平,进入暂稳态,这时放电管 V 这时 uI 必须已 截止,VCC 又经 R 向 C 充电,uC 上升。 恢复为高电平 3. 自动返回稳定状态 VCC 当 uC 上升到 uC ≥2/3 VCC 时, TH = uC ≥2/3 VCC,而TR = uI = UIH( 1/3 VCC ),因此 uO 重新跃变 为低电平。同时,放电管导通,C t 经 V 迅速放电 uC ? 0 V,放电完毕 后,电路返回稳态。 t t 输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持 时间,主要取决于充放电元件 R、C。 估算公式 tWO ? 1.1 RC uI UIH tWI 1 VCC 3 O uC 2 VCC 3 O uO UOH tWO UOL O 该单稳态触发器为不可重复触发器, 且要求输入脉宽 tWI 小于输出脉宽 tWO 。 VCC t t t [例] 用上述单稳态电路输出定时 时间为1 s 的正脉冲,R = 27 k?, 试确定定时元件 C 的取值。 解: 因为 tWO ? 1.1 RC t WO 1S C ? ? ? 33.7?F 故 1.1R 1.1 ? 27k? 可取标称值 33 ?F。 (3)应用举例 1、脉宽的定时 通 过 由于单稳态电路能产生一定 宽度tW 的矩形脉冲,利用这个脉 冲可以控制某电路在 tW时间内动 作,这就是脉宽的定时作用。 如左图所示,定时电路只有在输 入uI下跳沿触发下,使单稳态电 路产生脉冲定时信号uB,在 tW 的时间内,信号uA 才通过与门 输出。 6.2.2 集成和其它单稳态触发器 组成单稳态触发器的电路很多,可以用TTL或CMOS的与非 门、或非门外接R、C元件组成,另外还有单片集成单稳态触发 器电路。 1. 微分型单稳态触发器 由CMOS或非门组成的微分型单稳态触发器。其中RC环节构 成微分电路,故称为微分型单稳态触发器。 为了讨论方便,把CMOS或非门的传输特性作理想化折线处理。 使输出状态发生翻转的输入电压称为阈值电压UTH, 当输入uI≥ UTH 时,输出UO= 0 当输入uI ≤ UTH 时, 输出UO =V DD 通过R对C 充电 一、电路组成及工作原理 1、稳定状态 在0—t1 期间,当输入没有触 发信号时,Ui = 0。这时电路处 于稳态,电源VDD通过电阻R对C 充电达到稳定值, 故UC = VDD ,使UO =0。 由此可知或非门G1输出UO = VDD 。电容两端的电压接近0。 一、电路组成及工作原理 2、当外加触发信号时,电路由 稳态转为暂稳态 在t1时刻,当输入uI在脉冲信号上 升沿的高电平VDD作用下,使UO1由 1跳变到0时,由于RC电路中 电容C上的电压不能突变,因此UC 也由1变到0,使G2门输出由0变 到1,并返送到G1门的输入。输 入信号uI高电平撤消后,uo1仍可 保持低电平,但不可能永久保持, 故称为暂稳态。 一、电路组成及工作原理 3.由暂稳态自动返回稳态 在t1∽t2暂稳态期间,电源VDD经电 阻R通过门G1的导通管T4对电容 C充电,如图所示。充电时间常数 为 tc=(R+Ron)C≈RC这时uc上升, 当uc≧UTH时,电路发生如下反馈 过程。 C充电→uc↑→uo↓→uo1↑ 迅速使uO1变为高电平,uO变为低电 平,电路自动恢复到稳态,uO1由 0跳变到VDD ,由于电容两端电压 不能突变,按理uc由UTH 上跳到 UTH+VDD,uc只能跃升到VDD+0.6V。 电容充、放电回路图 一、电路组成及工作原理 4、电路恢复到稳态时初始值的 过程 在t2时刻,暂稳态结束后,电 容C一路通过R 经门G1的T1、 T2管放电,另一路经门G2输入 二极管D1、D3放电,使uc恢复到 稳态时的原始值VDD。放电时间 常数г d =(R∥rD)C≈rDC 。 放电时间很短。 电容充、放电回路图 二、输出波形主要参数的计算 1、输出脉冲宽度two 暂稳态t1—t2的时间即为输出脉冲宽度two。为计算方便,以t1时刻作为 计算时间起点,由uc波形可得: Uc(0+)≈0, tWO = RCLn uc(∞)=VDD, uc(tW)=UTH=1/2VDD, г≈RC VDD ? 0.7RC 1 VDD - VDD 2 2、恢复时间tre 从暂稳态结束到电路恢复到稳态初始值所需时间 tre≈3rd≈3rDC。 3、最高工作频率fmax 触发脉冲工作最小周期 Tmin 必须大于 two+tre, 输入脉宽 tw1two, 最高 工作频率为 fmax=1/Tmin1/(two+tre) 2 集成单稳态触发器 TR+为上升沿触发信号输入端, Rext/Cex t和Cext的引脚分别与 电容元件相连,不属于逻辑状态 TR-反为下降沿触发信号输入端, 高速CMOS集成双可重触发单稳态触发器 54/74HC4538的功能。 连接,故在逻辑符号图引线上 这两者为“或”的关系,故逻辑 用“X”号表示。 符号内有或逻辑符号。 逻辑符号图 符号框图及外接R、C连线双可重触发单稳态触发器 54/74HC4538 的功能 序号 RD反 1 2 0 1 输入 TR+ X 上升沿 TR-反 X 1 Q 0 高脉冲 输出 Q反 1 低脉冲 功能 复位清零 上升沿触发 3 4 5 1 1 1 0 1 X 下降沿 X 0 高脉冲 0 0 低脉冲 1 1 下降沿触发 稳定状态 1、清零功能 如序号1所列,当RD=0时,不论其它输入引脚为何种状态,输 出端Q立即出0,Q出1,故RD的清零具有最高优先级功能。使用其 它输入引脚功能时,RD必须置1。 54/74HC4538 的功能 序号 RD反 1 2 3 4 5 0 1 1 1 1 输入 TR+ X 上升沿 0 1 X TR-反 X 1 下降沿 X 0 Q 0 高脉冲 高脉冲 0 0 输出 Q反 1 低脉冲 低脉冲 1 1 功能 复位清零 上升沿触发 下降沿触发 稳定状态 2、单稳态触发功能 如序号2、3所列,当TR-=1时,TR+加上升沿触发信号,Q端 能输出一个正脉冲信号,Q为负脉冲;或者当TR+=0时,TR-加下降 沿触发信号,Q也能输出一个正脉冲信号,Q为负脉冲,其波形如图。 输出脉宽tw即为内部电路处于暂稳定状态 时间,近似可用tw≈0.7RC计算。 R、C计算机为外接阻容元件值,一般R取 值范围为5千欧到1兆欧,如果R >1兆 欧,电路对外部噪声信号很敏感. 54/74HC4538单稳态触发器的工作波形 此外,电路还具有重触发功能,即当电 路被触发进入暂稳态期间,可再次加输 入触发信号,这时输出脉宽tw’为第一次 和第二次触发信号的间隔时间t1加上以第 二次触发信号为起点的输出脉宽tw 如左 图. t’w = tI + tw 重触发器输出脉冲 54/74HC4538 的功能 序号 RD反 1 2 3 4 5 0 1 1 1 1 输入 TR+ X 上升沿 0 1 X TR-反 X 1 下降沿 X 0 Q 0 高脉冲 高脉冲 0 0 输出 Q反 1 低脉冲 低脉冲 1 1 复位清零 上升沿触发 下降沿触发 稳定状态 功能 3、稳定状态 如序号4、5所列,在TR+=1或TR-=0时,均不能触发翻 转,为稳定状态或禁止触发状态,Q维持0。 4000系列14528与54/74HC4538芯片引脚功能完全相同,但 54/74HC4538在带负载能力和速度方面优于14528。 集成单稳态触发器的应用: 集成单稳态触发器除用作信号脉宽转换和调节之节,还可较方便地用于延 时、方波信号发生器等电路。 1.脉冲信号的延时电路 两个集成单稳态触发器级联 后,可组成信号的延时电路。 第一级单稳态触发器在输入 信号u1的下降沿触发下,产生 脉宽为tw2的信号uo1输出,再 利用uo1的下降沿作为第二级 单稳态触发器的触发信号, 再产生脉宽为tw2的信号uo输 出。这样输出uo的信号比输入 uI的信号延迟了tw1。 6.3 施密特触发器 施密特触发器的特性和符号。 UT+ :正向阈值电压 回差电压: UT-:负向阈值电压 ?UH = UT+ - UT- (a)反相输出的传输特性 施密特触发器 (b)反相输出的符号图 (C)同相输出的传输特性. 6.3.1 555定时器构成的施密特触发器 一.电路组成及工作原理 在uI的a至b段,uI由小 到大,在未达到2/3VCC 之前,6号、2号引脚状 态为0、0和0、1,故3号 引脚输出uO1为1态; 当uI达到b点为 UT+=2/3VCC时,6号、2号 引脚状态为1、1,输出 uO1翻转为0; 在uI为b-c-d期间,6号、2 号引脚状态为1、1,0、1, 输出uO1仍维持为0; 一.电路组成及工作原理 当 uI 达到 d 点为UT- = 1/3VCC时,6号、2号引脚 状态为0、0,输出又翻转 为1态. 在d-e-f期间,6号,2 号引脚状态为0、0和0、1, 输出uO1仍维持为1, 直到 uI 达到f点为2/3VCC, uO1又变为1态。这样将输 入 uI 的三角波转为方波 输出,因此又称为整形。 二、应用举例 1.波形的变换或整形 脉宽tw可由△UH控制,可将不规则的波形整形成矩形波。 回差电压△UH=UT+-UT-较小时,抗干扰能力较差,输出uo也受输入 干扰影响.如果将回差电压扩大为△U’H=UT+-U’T-,则输出 u’0 可不受干 扰影响。 . 2.幅度鉴别 利用施密特触发器,从一串幅度不等的脉冲中,将幅度较大的信号鉴别 出来,称为幅度鉴别,其波形如下图示.当输入脉冲幅度大于UT+时,有信 号输出,小于UT-时,无信号输出. 6.3.2 集成施密特触发器 一、CMOS集成触发器40106的传输特性 不同电源 电压 下的传输特性。 40106六施密特触发 器的逻辑符号图 由内部电路参数的离散性,正向阈值电压UT+、负向阈值电压UT- 、回差 电压ΔUH均有一个变化范围值。因此,某一块集成电路要通过实测来确定 UT+和UT-。 二、40106施密特触发器电路的工作原理 反相器 TP1、TP2和TN3、TN4四个管子 组成反相器,其栅极相连 作为输入端。由于Tp5和TN6 管的存在,使反相器输出 电平uo1翻转所需的输入阈 值电压不是1/2VDD,这 是因为Tp2和Tp3管的源极 S2和S3的电位将受Tp5和TN6 管的影响。 40106施密特触发器内部电路图 设P沟道Tp管辖 的开启电压为UGS(th)p(负值),N沟道TN管的开启电压为UGS(th)N 当 uI =0时,则UGS1、UGS2(-VDD)<UGS(TH)P,故TP1、TP2管导通;UGS3、UGS4(0V) UGS(th)N,故TN3、TN4管截止,UO1≈VDD 三、集成施密特触发器应用 1.光电转换形电路 在检测电机转速时,可采用图 (a)所示光电转换整形电路。将小孔的转盘 安装于电机转轴上,孔的位置对准红外发光管和红外光接收管。当电机转动时, 转盘孔经过光电管之间,在接收管T的集电极产生图(b)中P1所波形,经施密特触 发器整形后,转换成脉冲方波P2,对P2脉冲在一定时间内进行计数, 即可实行测速。 2.用于消除干扰和噪声的脉冲整形电路 在数字电路中,正常脉冲信号常受到 电网上其它负载频繁启动而产生干扰 信号的影响,如左图所示u1波形。若 将该信号作用于施密特触发器的输 入端,经整形后,即可获得无干扰的 脉冲信号输出,只要施密特触发器的 回差电压ΔUH大于干扰信号的幅度即可。 3.多谐振荡器电路 利用施密特触发器可以很方便 地组成多谐振荡器,电路如右图 (a),图(b)所示为电容上 电压UC和输出UO波形。 4.单稳态触发器 (1)上升沿触发电路 用40106施密特触发器可组成上升沿或下降沿触发的单稳态触发器电路。 上升沿触发的单稳态 触发器的电路图 各点波形如图 (2)下降沿触发的电路 下降沿触发的单稳态触发器的电路图 各点波形如图 6.4 多谐振荡器 多谐振荡器:又称无稳态触发器,它毋须外加触发脉冲, 就能输出一定频率的矩形脉冲(自激振荡),因此没有稳 态;因矩形脉冲波含有丰富的谐波,故称为多谐振荡器。 6.3.1 555定时器构成的施密特触发器 +UCC R1 R2 5 6 2 uc 8 +UCC 5K C1 RD 4 +UCC Q 5K C2 SD 3 uo Q C 7 5K 1 工作原理、工作波形与周期估算 充电 工作原理 UOH uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O TH = TR = uC 很小 接通 VCC 后,开始时 TH = TR = uC ? 0,uO 为高电平,放电管截止,VCC 经 R1、R2 向 C 充电,uC 上升,这时电 路处于暂稳态Ⅰ。 t Ⅰ Ⅱ tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ t 工作原理 放电 UOL uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O TH = TR ≥ 2/3 VCC 接通 VCC 后,开始时 TH = TR = uC ? 0,uO 为高电平,放电管截止,VCC 经 R1、R2 向 C 充电,uC 上升,这时电 路处于暂稳态Ⅰ。 当 uC 上升到 TH = TR = uC ≥ 2/3 VCC 时,uO 跃变为低电平,同时放电管 V 导通,C 经 R2 和 V 放电,uC 下降, 电路进入暂稳态 Ⅱ。 t Ⅰ Ⅱ tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ t 工作原理 接通 VCC 后,开始时 TH = TR = uC ? 0,uO 为高电平,放电管截止,VCC 经 R1、R2 向 C 充电,uC 上升,这时电 路处于暂稳态Ⅰ。 当 uC 上升到 TH = TR = uC ≥ 2/3 VCC时,uO 跃变为低电平,同时放电管 V 导通,C 经 R2 和 V 放电,uC 下降, 电路进入暂稳态 Ⅱ。 当 uC 下降到 TH = TR = uC ≤1/3 VCC 时, uO 重新跃变为高电平,同时 放电管 V 截止,C 又被充电,uC 上升, 电路又返回到暂稳态Ⅰ。 TH=TR≤1/3VCC uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O Ⅰ Ⅱ t tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ t 电容 C 如此循环充电和放电, 使电路产生振荡,输出矩形脉冲。 二、振荡频率的计算 uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O Ⅰ Ⅱ tWH ? 0.7 (R1 + R2)C tWL ? 0.7 R2C t tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ T = tWH + tWL ? 0.7 (R1 + 2R2)C q? t WH R ? R2 ? 1 ? 50% T R1 ? 2 R2 t 6.4.1 用CMOS反相器组成的多谐振荡器 6.4.2 石英晶体多谐振荡器 6.4.2 其它多谐振荡器电路 一、用CMOS反相器组成的多谐振荡器 CMOS反相器与R、C元件 组成多谐振荡器电路 由于CMOS反相器G1在输入和输出端之间并接电阻R,而CMOS电路 输入电流i≈0,故R上电流也近于零.因此静态时电阻两端各自的电位 uI1=uo1。它所表示的直线与CMOS反相器电压传输特性的交点为Q点。 它位于反相器电压传输特性的转折区,以保证有较大的电压放大倍数. 而使反相器G1输出翻转的输入闹值电压为UTH=1/2VDD.即当UI1≥UTH 时,UO1=0V;当UI1UTH时,UO1=VDD。 工作过程: (1)在 t0~t1 期间: 设 uo1=VDD,则uo2=0V。 (2 )在t1~t2期间: T P1、TN2导通;TN1、TP2截止, TN1通过 、TP2 ,TP1、TN2 V T导通 DD P1→R→C→TN2→ 截止,电容 放电 , 路径 地回路对 CC 充电 ,u I1按指数 为uc(+) → 规律上升 . R→TN1→地 → VDD →TP2→uc(-),使uI1 当 u I1≥UTH=1/2VDD时,在t1时 按指数规律下降。在 t2 刻产生正反馈 : 时刻, uI1UTH=1/2VDD u I1↑→uo1↓→ uo2 ↑ 时,产生正反馈过程: uI1 ↓ →uo1 ↑→ uo2↓ 电路在振荡时电容C的充、放电回路 工作波形图 二、 石英晶体多谐振荡器 1、CMOS反相器组成的石英晶体多谐荡器 多谐振荡器 电路图 石英晶体的电抗 频率特性 在串联谐振频率fs下,等效电抗为Xs=0;并联谐振荡频率fp下,等效电抗 Xp≈∞。在图中,石英晶体接G2输出端、G1输入端之间, 输出信号频率为fs时, 串联揩振频率等效电抗最小, 正反馈最大,形成振荡。 振荡频率完全取决于石英 晶体固有的串联谐揩振频率fs。在电路中反相器G1和G2的输入和输出端均并接 电阻R1和R2,用以确定反相器的静态工作点Q, 反相器工作在传输特性转折线上 的线性放大区,具有较高的电压放大倍数,如图所示。 静态时,uI1=uo1=uI2=uo=1/2VDD。 电路的工作 原理如下: 当电路接上电源VDD后,在反相器G2输出uo为噪声信号,经石英 晶体通路,只从噪声中选出频率为fs的正弦信号(晶体的等效电抗 Xs≈0),并反馈到UI1,经G1线性反相放大,再通过耦合电容C2,再 经G2线性放大.经多次反复放大后,使uo幅值达到最大而被削顶失 真,近似于方波输出,其波形如图所示。这即形成多谐振荡器。电 路中C1用来微调振荡频率.其振荡频率f0由晶体谐振频率fS决定,最高 可达几十兆赫。 2、CMOS5544时钟集成电路 SI、SO闹铃 输入控制端 和输出端。SI 与Vss接通时, 则So输出波形 内部振荡器与外接揩振频率为32.768kHz石英晶体构成振荡电路,C用 于微调振荡频率,经16级二分频电路,输出OUT1、OUT2二路周期为2s 交替负脉冲信号,如图(b)所示。为获得秒脉冲信号输出,将OUT1、 OUT2输出经二极管D3、D4和PNP型三极管T组成与非门电路输出即为周期1s 的脉冲信号,输出高电平近于VDD。在1号引脚和2号引脚间,利用D1、D2 上压降获得近于1.5V电源电压。 用于驱到时钟步进电机时,只需将输出端OUT1和OUT2与时钟步进 电机相连,即构成指针式石英钟,其电路如图所示。 下图为二极电极双偏心时钟步进电机的结构。转子为永久 磁铁,定子为高磁导率坡莫合金软磁材料构成双偏心磁极。由于线s交替的负脉冲信号,因此,当负脉 冲作用时,励磁线s,电流改变一次方向, 图 (a)(b)所示 。使定子磁极极性发生一次变化。在定子和转子间 隙较小处磁阻小,磁通大。由于磁性物质同性相斥、异性相吸,使 转子每秒钟顺时针旋转180度步距角。 综合应用 脉冲波形发生及整形电路在仪器仪表、自动控制、检测等方面的应用很 广,下面从简易数字控制电路介绍其综合应用。 简易数字控制电路是利用对被控制对象工艺参数进行计数,当到达给定 值时,立即发出控制信号,执行如停止送货,切断、报警等动作。 图示为简易数字控制电路,由光电检测及整形、计数译码显示、符合电路 控制及延时清零等四部分电路组成,各部分电路工作原理如下: 一、光电检测及整形 由红外发光管D1接受管T1为检测计数信号电路。当D1、T1之间光路被遮 断一次,P’0产生负梯形脉冲,即T1被挡光时P’0为低电平,受光时P’0为高电 平。经40106施密特触发器整形后,P0为边沿陡直的正脉冲信号,送入计数器 电路计数。 二、计数-译码-显示电路 4518组成3位的十进制计数器。低一位计数值“9”→“0” ,将Q4输出 1 →0的下降沿为向高一位的进位计数脉冲。因此低位的Q4端必须联高位的 EN输入端.Q4 →Q1的BCD码,由驱动发光二极管数码管进行显示. 简易数字控制电路 三、符合电路 电路由3个BCD码拨码盘B3~B1、二极管、一 个与门组成。底部印板引脚为”8”、“4”、 “2”、“1”和“A”。其面上“+” 按一下, 数 字 由0 →9递增变化:”-” 使数9 →0递减,内 部为印刷电路板、电刷旋转触点,相当四个 开关S4~S1, 8421 BCD 码1态闭合,与窗口数 字一致。例如数字为5,即为0101,则S3、S1 闭合,S4、S2断开。二极管阴极与计数器Q4~Q1 相连,只有Q4~Q1值由小到大计数达0101,相 符时,二极管D3、D1截止,A输出高电平。当 数小于“5”时,A为低电平.但计数器值为 “7”时,A也为高电平.电路为3位十进制 数,图左图所示在加法计数时由小到大,计数 到3位十进制数全符合时,A3、A2、A1为全 1, 通过与门P1出1。在计数值小于拨盘数码时, 必有某一位Ai出0,P1为0。故P1出 1时,表示计数器数值与拨盘数相一致。 四、控制及延时清零电路 当符合电路P1出现高电平时,分三路信号控制,其各点时序波形图如下图所示。 1.停止计数 用P1=1信号将最低位计数器的CL1端置1,使计数器停止计数,P1此时维持高电平 ,其脉宽为tw1。 2.驱动继电器 利用P1的上升沿,触发施密特触发器组成单稳态电路,产生一定宽度的负脉冲,再 经一级施密特触发器,反相输出为正脉冲,经光电耦合放大,驱动继电器KA动作,其 动作时间为P2脉宽tw2。 3.延时清零 由集成双单稳态触发器14528组成,当P1为上升沿时, 触发此单稳态电路,使1Q输出 脉冲P3,脉宽tw3为延时时间 再用p3的下跳沿触发另一单稳态电路,使2Q输出P4,脉宽 为tw4的较窄正脉冲,再通过或门,作用到计数器R端清零. 这样完成了一次计数符合控制动作.清零后P1恢复为0,重 新开始第2次计数. 电路中R6、C4用作开机清零。当合上电源,C4上电 压不能突变,使R6上的或门输入端产生高电平,通过或门 输出为1到计数器R端进行清零。按钮SB用作对计数器手 动清零。

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