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用555定时器构成的单稳态触发器、多谢振荡器、施密特触发器
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文档介绍：
1 目录 1.集成555定时器内部原理图及引脚排列........................................................2 2.用555定时器构成的单稳态触发器................................................................3 2.1单稳态触发器电路图及输出波形..........................................................3 2.2单稳态触发器的应用..............................................................................6 3. 用555定时器组成多谐振荡器......................................................................7 3.1多谐振荡器电路图及输出波形..............................................................7 3.2多谐振荡器的应用................................................................................10 4. 用555定时器构成施密特触发器................................................................11 4.1施密特触发器电路图及输出波形........................................................11 4.2施密特触发器的应用............................................................................13 个人小结..............................................................................................................14 2 555定时器构成的单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器的设计和仿真 1.集成555定时器内部原理图及引脚排列集成定时器555电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的电路,应用十分广泛。555可构成多谐振荡器、模拟声响电路、大范围可变占空比方波发生器电路、数字逻辑笔测试电路、接近开关电路和简单的汽车防盗报警电路与计算机仿真设计方法。集成时基电路又称为集成定时器或555电路,是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路, 由于内部电压标准使用了三个5K电阻,故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类,二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有CMOS的产品型号最后四位数码都是7555 或7556,二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。 555和7555是单定时器,556和7556是双定时器。=+5V~+15V,输出的最大电流可达200mA,CMOS型的电源电压为+3~+18V。 555电路的内部电路含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关管VT,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成的分压器提供。图1
555定时器内部原理图图2
555定时器引脚排列 3 它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为 23 ??????和 13 ??????A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入,即高电平触发输入并超过参考电平 23 ??????时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通;当输入信号自 2脚输入并低于 13 ??????时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止。 RST是复位端(4脚),当RST=0,555输出低电平。。 CON是控制电压端(5脚),平时输出 23 ??????作为比较器A1 的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制, 在不接外加电压时,通常接一个0.01μf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。VT为放电管,当VT导通时,将给接于脚7 的电容器提供低阻放电通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路, 并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路,可方便地构成单稳态触发器,多谐振荡器,施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。 2.用555定时器构成的单稳态触发器 2.1单稳态触发器电路图及输出波形如下图所示为555定时器电路及其仿真输出结果。其中tw=RC1n3≈1.1RC
v I R v O 0.01?F C v C 8
4 555 7 6 2 3 5 1 v I O v C O v O O 23
t W t t t 4 (1)函数信号发生器产生频率为1kHz,占空比为90%,幅度为10VPP的矩形波作为输入信号,用四通道示波器观察输出波形。 tw1(理论)=RC1n3≈1.1RC=5.493ms tw1(实验)=5.502ms 5 (2)信号发生器频率为1KHz,占空比为90%,幅度为10VPP,R=2k,C=1uF,其输入、THR、输出波形如下图。 Tw2(理论)=RC1n3≈1.1RC=2.197ms
tw2(实验)=2.215ms (3)信号发生器频率为1KHz,占空比为90%,幅度为10VPP,R=1k,C=2uF,其输入、THR、输出波形如下图。 6 Tw3(理论)=RC1n3≈1.1RC=2.197ms
tw3(实验)=2.180ms 序号 R C 暂稳态时间实验值计算值(1) 5.0K 1uF 5.502ms 5.493ms (2) 2.0K 1uF 2.197ms 2.215ms (3) 1.0K 2uF 2.197ms 2.180ms 由以上分析可知,暂稳态时间与R、C有关,改变R、C的值可以改变暂稳态时间,但如果R、C选取不合理,则可能一次脉冲内有多次暂稳态,也有可能暂稳态持续数次脉冲。 2.2单稳态触发器的应用由上图可知,单稳态触发器可以调制脉冲宽度,也可延迟脉冲的触发时间。其次,单稳态触发器能够产生一定宽度tw的矩形脉冲,利用这个脉冲去控制某一电路,则可使它在tw时间内动作(或者不动作)。 7 3.用555定时器组成多谐振荡器 3.1多谐振荡器电路图及输出波形电路第一暂态,输出为1。电容充电,电路转换到第二暂态,输出为0。电路第二暂稳态,电1
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数字电路A(含实验)
数字电路A（含实验）
(专业基础课)Digital circuit A（& Experiment）【课程编号】BJ260151【学分数】5.5【学时数】101=72+8+21 【课程类别】专业基础课 【编写日期】 【先修课程】电路分析、模拟电路【适用专业】电子信息工程、通信工程、自动化一、教学目的、任务数字电路是是电气信息类专业的主要专业基础课之一。目的是为学生今后学习有关专业的后续课程如微机原理，自动控制原理、通信原理、数字信号处理、智能仪器仪表等以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。主要任务是，通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的分析方法和设计方法，掌握典型的数字电路的结构，工作原理及主要用途。培养学生的基本电路实验技能、分析解决实际问题以及进行综合逻辑电路设计的能力。
二、课程教学的基本要求学习本课程要求学生在对基本逻辑部件的了解和掌握的基础上增强对各种逻辑功能电路进行分析和设计的能力。基本要求主要是：1、掌握常用数制与编码，主要是二进制、八进制、十六进制、BCD码以及各种数制之间的转换。2、熟悉逻辑代数及其基本原理、定律和运算方法，掌握公式及图形简化逻辑函数的方法，了解逻辑函数的各种表示方法。3、了解各类逻辑门电路的基本原理和功能特点。4、了解组合逻辑电路的特点，掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。5、掌握各种触发器的特征方程、状态转换图。6、掌握常用时序逻辑电路的分析和同步时序逻辑电路的设计方法。7、熟悉可编程逻辑阵列和通用阵列逻辑的使用方法。8、熟悉脉冲产生、整形电路和数模、模数转换电路。9、熟悉各类典型的数字逻辑器件的功能和使用方法。10、掌握数字电路实验的基本技能和数字电路测试仪表的使用方法。
三、理论教学内容和学时分配 （6 + 6 + 9 + 10 + 8 + 10 + 8＋8＋7 = 72）；研究学时8第一章
数字逻辑基础
6学时（课堂讲授5学时＋习题课1学时）主要内容：１、绪论，模拟信号与数字信号。２、数字电路概述。３、数制与二进制码。４、基本逻辑运算、逻辑函数与逻辑问题描述。教学要求：1、掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用。2、掌握数制的构成方式及进位规则，各数制之间的相互转换。3、掌握二进制的算术运算与8421BCD码，了解其它二进制代码。4、掌握逻辑函数的表示方法及基本的逻辑运算。其它教学环节：习题课第二章 逻辑代数与硬件描述语音基础
6学时（课堂讲授5学时＋习题课1学时）1、逻辑代数。2、逻辑代数的卡诺图化简法。教学要求：1、熟悉逻辑代数的基本定律和常用的恒等式。2、理解逻辑代数的几个基本规则。3、掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。4、掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。5、了解最小项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。其它教学环节：习题课第三章
逻辑门电路
9学时（课堂讲授8学时＋习题课1学时）主要内容：1、MOS逻辑门电路。2、TTL逻辑门电路。（其中※3.3射极耦合逻辑门电路作一般了解）3、逻辑描述中的几个问题。4、逻辑门电路使用中的几个实际问题。教学要求：1、了解半导体器件的开关特性。2、掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、OC门的逻辑功能。3、了解逻辑电路逻辑功能分析的基本方法。4、掌握逻辑门的主要参数的意义及在应用中的接口兼容问题。其它教学环节：习题课第四章
组合逻辑电路 10 学时（课堂讲授8学时＋习题课2学时）主要内容：１、组合逻辑电路的分析。２、组合逻辑电路的设计。３、组合逻辑电路中的竞争冒险。4、若干典型的组合逻辑集成电路。5、组合可编程逻辑器件。教学要求：１、掌握组合逻辑电路的分析、设计的方法和步骤。２、了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象和消除方法。3、了解常用组合逻辑功能器件的电路构成。4、掌握常用组合逻辑功能器件的功能。5、掌握应用常用中规模组合逻辑功能器件及门电路进行逻辑电路的设计方法。其它教学环节：习题课第五章
锁存器和触发器
9 学时（课堂讲授8学时＋习题课1学时）主要内容：1、双稳态存储单元电路。2、锁存器。3、触发器的电路结构和工作原理。4、触发器的逻辑功能。教学要求：1、理解双稳态的概念，了解SR、D锁存器和各类触发器的电路结构并能分析其工作原理。2、掌握SR、D锁存器和各类触发器的逻辑功能和电路简化表示。3、掌握各类触发器的特性方程并了解D触发器的功能转换。其它教学环节：习题课第六章
时序逻辑电路 10 学时（课堂讲授8学时＋习题课2学时）主要内容：１、时序逻辑电路的基本概念。２、同步时序逻辑电路的分析。３、同步时序逻辑电路的设计。４、异步时序逻辑电路的分析。５、若干典型的时序逻辑集成电路。6、时序可编程逻辑器件。
教学要求：1、掌握时序逻辑电路的基本概念。2、掌握时序逻辑电路的分析方法，深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。3、熟悉同步时序逻辑电路的设计方法，了解异步时序逻辑电路的分析方法。4、熟悉计数器、寄存器和移位寄存器的基本功能并了解它们的电路结构和工作原理。5、掌握计数器可用于分频、定时、产生节拍脉冲的特点。熟悉74LVC161计数器的功能和应用其构成任意进制计数器的方法。6、了解时序可编程逻辑器件的基本类型、电路构成特点和主要应用。其它教学环节：习题课第七章
存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列8学时（课堂讲授7学时＋习题课1学时） 主要内容：１、只读存储器(ROM)。２、随机存取存储器(RAM）。３、复杂的可编程逻辑器件(CPLD)。４、现场可编程门阵列(FPGA)。教学要求：1、了解只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM）的一般结构和工作原理。2、重点掌握存储器的存储单元、字、位、地址和地址单元、读/写控制的基本概念，存储器容量扩展的一般方法。3、了解复杂的可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA)的基本原理、应用方法和发展前景。4、理解现场可编程门阵列(FPGA)中的LUT的SRAM本质，能用4输入LUT和数据选择器构成逻辑函数。其它教学环节：习题课第八章
脉冲波形的变换与产生 8学时（课堂讲授7学时＋习题课1学时）主要内容：１、单稳态触发器。２、施密特触发器。３、多谐振荡器。４、555定时器及其应用。教学要求：1、熟悉多谐振荡器,施密特触发器,单稳态触发器的电路构成和原理，重点掌握其功能及基本应用。2、掌握555定时器的功能和具体应用，特别是由555定时器组成的多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的电路的工作原理、指标参数及元件参数的计算。其它教学环节：习题课第九章
数模与模数转换器6学时（课堂讲授5学时＋习题课1学时）主要内容：１、D/A转换器。２、A/D转换器。教学要求：1、掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A转换器7533的工作原理及相关计算。2、正确理解D/A转换器的两种输出方式。3、掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC)的工作原理及其特点。4、了解D/A转换器、A/D转换器的主要技术指标及典型应用。其它教学环节：习题课第十章
数字系统设计基础 8学时（课堂讲授2学时＋数字系统设计实践4学时＋讨论课2学时） 主要内容：１、数字系统的组成。２、数字系统的设计方法。３、数字系统的实现。教学要求：1、作为研究课讲解。总结前9章的内容，理解一般数字系统的构成，一般的设计方法和实现的方法。从而加深对数字电路基本内容的理解。2、设计一个4路智力竞赛抢答电路。其它教学环节：讨论课（讨论学生智力竞赛抢答电路的各类设计后点评）四、教学重点、难点及教学方法1、第1章重点：数制的概念和通用表达式，数、代码之间的相互转换。难点：带符号二进制数的减法运算。2、第2章重点：逻辑代数的基本定律和常用的恒等式。逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。难点：最小项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。3、第3章重点：二极管、三极管的开关特性，TTL和CMOS电路的外特性及其应用（它们的内部电路结构非重点）；难点：TTL和CMOS电路的外特性，逻辑门的等效符号应用，门电路的接口问题。4、第4章重点：组合逻辑电路的分析与设计方法。常用组合逻辑电路的功能及基本的应用方法。难点：用中规模集成电路设计组合逻辑电路，组合逻辑电路中的竞争冒险现象和消除方法。5、第5、6章重点：基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器的逻辑功能描述。同步时序逻辑电路的分析和设计；难点：触发器的电路原理。状态图和状态表的形成。6、第7章重点：存储器的读写原理、容量、容量扩展和使用；难点：存储器的电路原理。7、第8章重点：555定时器及其应用；难点：脉冲电路的分析方法、单稳态触发器和555定时器的电路构成和原理。8、第9章重点：倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A转换器7533的工作原理及相关计算；难点：A/D转换器(ADC)的工作原理及其特点。教学方法：明确重点难点，理论联系实际，重点内容多举例说明分析和解决问题的方法，适当采用讨论式教学方法。五、实验教学内容及时数分配(21)共开设六个实验，基础性实验3学时，综合性、设计性实验6学时，共21学时，一个学期内开完。本课程所开设的实验要求学生按规范完成实验报告。实验一 集成逻辑“门”及其互换（基础性实验，3）主要内容：1、 数字电路实验设备使用2、 验证基本门电路功能3、 了解集成电路的外引线排列及其使用方法4、 掌握基本门电路之间相互转化方法教学要求：基本门电路验证及门电路之间相互转化实验二 组合逻辑电路设计（基础性实验，3）主要内容：1、 掌握组合逻辑电路设计方法2、 学会用实验方式验证组合逻辑电路设计教学要求：掌握数字电路中组合逻辑电路设计的思路和方法实验三 常用组合逻辑电路及其应用（基础性实验，3）主要内容：1、 了解常用组合逻辑电路的组成2、 验证常用组合逻辑电路中加法器、减法器和比较器功能3、 掌握加法器、减法器和比较器的应用教学要求：加法器、减法器和比较器的功能和应用实验四 触发器及参数测试（基础性实验，3）主要内容：1、 熟练掌握触发器的两个基本性质――两个稳态和触发翻转2、 掌握触发器的分类――基本触发器和时钟触发器3、 掌握基本触发器的电路组成形式及其功能4、 掌握时钟触发器的逻辑功能和触发方式5、 了解时钟触发不同逻辑功能之间的相互转换教学要求：时钟触发器的逻辑功能和触发方式及其应用实验五 计数.译码和显示（基础性实验，3）主要内容：1、 熟悉由集成触发器构成的计数器电路及其工作原理2、 掌握计数器的进制、置零、置数功能及其设置方法3、 熟练掌握常用中规模集成电路计数器及其应用方法4、 学会数码管判断及其应用方法5、 掌握译码驱动器的工作原理及其应用方法教学要求：计数器的进制、置零、置数功能及其设置方法和数码管以及译码器应用实验六 数字集成电路综合设计（任选1个实验,6）主要内容：这是一个综合性实验，主要要求学生能在给出条件基础上，运用组合逻辑设计知识、D触发器、计数、译码、显示以及555振荡器和逻辑组合来完成题目要求。在给定的时间内完成实验目的。 教学要求：在下面题目1、2中任选一题做，考核知识点是组合逻辑设计方法、触发器、计数器、译码器、显示器以及555振荡器。1. 智力竞赛抢答装置（综合性、设计性实验，6）2.交通信号灯控制（综合性、设计性实验，6）
六、考核方式及成绩评定方式：理论课需段考，期考为闭卷考试，实验成绩综合评定。课程期评成绩＝平时×8%+实验×20%+段考×16%+期考×56%七、教材及参考书目推荐教材：理论课：康华光主编.《电于技术基础数字部分》，第五版．北京：高等教育出版社，2006. 实验课：数字电路实验指导书（自编）．2009
主要参考书：理论课：1、清华大学电子学教研组编，阎石主编.数字电子技术基础，第五版. 北京：高等教育出版社，2006.2、李哲英主编.电子技术及其应用基础（数字部分）. 北京：高等教育出版社，2003. 实验课：毛期俭主编．数字电路与逻辑设计实验及应用．北京：人民邮电出版社，2006
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审核人：2010年 3 月30日
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重庆邮电大学2011《数字电路与逻辑设计》考研大纲
来源：　 9:27:33　【】　
重庆邮电大学2011年《数字电路与逻辑设计》考研大纲考试吧发布。
重庆邮电大学2011年《数字电路与逻辑设计》考研大纲
　　(一)基本要求
　　1. 掌握二进制、八进制、十进制、十六进制及其转换方法，掌握常用编码及其表示十进制数的方法，掌握逻辑代数的逻辑运算、公式和规则，掌握逻辑函数及其表示方法，掌握逻辑函数的化简方法;
　　2. 掌握TTL、CMOS逻辑门的逻辑功能、电气特性、应用和使用注意事项;
　　3. 掌握组合逻辑电路的特点，掌握用传统方法分析和设计组合逻辑电路，重点掌握常见中规模组合逻辑器件(MSI)(译码器、数据选择器、运算电路)的逻辑功能和应用，了解组合逻辑电路中的冒险现象;
　　4. 掌握触发器的分类和逻辑功能，重点掌握主从型、边沿型触发器的特点和应用;
　　5. 掌握时序逻辑电路的特点，掌握时序逻辑电路的分析方法和设计方法，重点掌握常见中规模时序逻辑器件(MSI)(CT74160、CT74161、CT74163、CT7490、CT74194)的逻辑功能和用SSI、MSI器件构成任意模值计数分频器的方法;
　　6. 熟悉半导体存储器(SAM、ROM 、RAM)的结构特点、工作原理和扩展方法，掌握ROM 、PROM阵列在组合逻辑设计中的应用;了解可编程逻辑阵列(PLA)实现组合和时序逻辑的方法;
　　7. 掌握脉冲信号和脉冲电路的特点，掌握施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器等脉冲电路的应用，掌握用555定时器构成的施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器等脉冲电路的工作原理、波形分析及主要参数的估算。
　　(二)指定参考书：
　　《数字电路与逻辑设计》 邹虹主编 人民邮电出版社 20081&&
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著名政治教育专家；研究生、博士生导师；中国国家人事人才培...[]
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