救护车警笛发生器讲解Word文件下载.docx
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一般用双
极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器
外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在
4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，
因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以
实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制
等方面。
555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图4所示。
它
内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放
电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控
制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空
时，则电压比较器A1的反相输入端的电压为2VCC/3，A2的同相输入
端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器A2
的输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端
TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则A1的输
出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
555定时器的集成电路外形、引脚、内部结构如图
（a）外引线排列（b）内部结构图
CO：
控制电压端TH：
高触发端VCC：
电源端OUT：
输出端
：
复位端D：
放电端VCC：
电源端GND：
接地端
低触发
CO
UTH
UTR
UOUT
T的状态
*
UOL
导通
5
不变
UOH
截止
1
>
VCO
<
5定时器应用举例
施密特触发器：
1.电路组成:
只要将555定时器的2号脚和6号脚接在一起，就可以构成施密特触发器。
图（1—1）555定时器构成的施密特触发器
（1）VI=0V时，Vo1输出高电平。
（2）当VI上升到
时，Vo1输出低电平。
当VI由
继续上升，Vo1保持不变。
（3）当VI下降到
时，电路输出跳变为高电平。
而且在VI继续下降到0V时，电路的这种状态不变。
图中，R、VCC2构成另一输出端Vo2，其高电平可以通过改变VCC2进行调节。
2.施密特触发器的应用举例
1）.用作接口电路----将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。
2）.用作整形电路----把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
图1—3慢输入波形的TTL系统接口图1—4脉冲整形电路的输入输出波形
3.）用于脉冲鉴幅——将幅值大于VT+的脉冲选出。
单稳态触发器
单稳态触发器具有下列特点：
第一，它有一个稳定状态和一个暂稳状态；
第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；
第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，公决定于电路本身的参数。
1.电路组成及其工作原理
由555构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将555的6号脚和7号脚接在一起，并添加一个电容和一个电阻，就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一，上R下C”。
图（2—1）用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形
2.主要参数估算
（1）输出脉冲宽度TW
输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。
由图2—1（b）所示电容电压VC的工作波形不难看出VC（0+）≈0V，VC（∞）=VCC，VC（TW）=
，代入RC过渡过程计算公式，可得
上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度TW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节TW。
3.单稳态触发器的应用
（1）延时
在图2－4中，VO的下降沿比VI的下降沿滞后了时间TW，即延迟了时间TW。
单稳态触发器的这种延时作用常被应用于时序控制中。
（2）定时
在图2－4中，单稳态触发器的输出电压V/O，用做与门的输入定时控制信号，当V/O为高电平时，与门打开，VO=VF，当V/O为低电平时，与门关闭，VO为低电平。
显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳态触发器输出脉冲V/O的宽度TW。
图12.2.2－4单稳态触发器用于脉冲的延时与定时选通
（3）整形
单稳态触发器能够把不规则的输入信号VI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲VO。
VO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度TW。
决定时间。
多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡
图3—1用555定时器构成的多谐振荡器
如图3—1为555定时器构成的多谐振荡器，接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。
当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，Uc下降。
当Uc下降到VCC/3时，UO又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。
如此重复上述过程，在输出端Uo产生了连续的矩形脉冲。
2.振荡频率的估算
电路谐撼振频率f的估算：
振荡周期为：
振荡频率为：
3.多谐振荡器的应用
图示为用两个多谐振荡器构成的模拟声响电路。
将振荡器Ⅰ的输出电压Uo1，接到振荡器Ⅱ中555定时器的复位端（4脚），当Uo1为高电平时振荡器Ⅱ振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器Ⅱ停止震荡。
2、CT74LS160芯片：
74160，是一个4位二进制的计数器，它具有异步清除端与同步清除端不同
的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即清零，无需再等下一个计
数脉冲的有效沿到来。
1.异步清零功能
只要（CR的非）有效电平到来，无论有无CP脉冲，输出为“0”。
在图形符号中，CR的非的信号为CT=0，若接成七进制计数器，这里要特别注意，控制清零端的信号不是N-1（6），而是N（7）状态。
其实，很容易解释，由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0111，就立即送到（CR的非）端，
使状态变为0000。
所以，清零信号是非常短暂的，仅是过度状态，不能成为计
数的一个状态。
清零端是低电平有效。
2.同步置数功能
当（LD的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在CP脉冲上升沿作用下
D0～D3的数据被置入计数器并呈现在Q0～Q3端。
若接成七进制计数器，控制
置数端的信号是N（7）状态，如在D0～D3置入0000，则在Q0～Q3端呈现
的数据就是0110。
1,集成十进制同步加法计数器CT74LS160
（1）CT74LS160的引脚排列图和逻辑功能示意图
D
74LS160真值表图
2、CT74LS160的逻辑功能：
①
=0时异步清零.C0=0
②
=1,
=0时同步并行置数.
③
=
=1且CPT=CPP=1时,按照BCD码进行同步十进制计数.
④
=1且CPT·
CPP=0时,计数器状态保持不变.
（74LS160的逻辑图）
小总结：
集成十进制同步加法计数器74LS16074LS16、的引脚排列图与
74LS161、74LS163相同，不通的是，74LS160是十进制的同步加法计数器，而
74LS161、74LS163是四位二进制加法同步计数器。
此外，74LS160采用的是异
步清零的方式，74LS162采用的是同步清零的方式。
3,数据选择器：
数据选择器有多个输入，一个输出。
其功能类似于单刀多掷开关，故又
称多路开关（MUX）。
在控制端的作用下可从多路并行数据中选择一路送输
出端。
数据选择器的主要用途是实现多路信号的分时传送、实现组合逻辑函
数进行数据的串-并转换。
1数据选择器主要品种、性能及功能
双极型数据选择器及性能见表2-3，数据选择器主要品种及性能见表2-4。
表2-3中延迟时间的两个数值指数据输入D到输出端Z或
的延迟时间或
使能端到Z或
的延迟时间。
表2-3双极型MUX主要品种及性能
功能
型号
输出
功耗（mW）
延迟时间（ns）
四2选1MUX
74157
74LS147
原码
150
49
9，14
5，8
双4选1MUX
74153
74LS153
180
31
14，17
8选1MUX
74151
74LS151
原、反码
145
30
8
11
16选1MUX
74150
反码
200
11，18
表三
表2-4CMOSMUX的主要品种及性能
VDD（V）
传输延迟时间tpd（ns）
转换时间tTHL、tTLH（ns）
74HC157
74HC158
74HC257
20
12
10
15
74HC153
74HC253
16
24
CD4512
85
60
100
50
40
表四
数据选择器的功能以74LS151为例说明，其功能见表2-5。
（2）数据选择器的应用
1用数据选择器实现逻辑函数
数据选择器是典型的“与或”门阵列，用它可直接实现“与或”式逻辑函数。
例如
又可表示为
三变量函数有8个最小项，用8选1数据选择器74LS151就可实现。
将变量A、B、C接数据选择器控制端A2、A1、A0，令D1=D2=D4=D7=1，
D0=D3=D5=D6，输出端Z实现函数F，见下图
（1）、
（2）。
表2-574LS151功能表
控制
使能
A2
A1
A0
Z
×
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
图
（1） 图
（2）
对于三变量的逻辑函数，也可用4选1数据选择器来实现，只要将其中
一个变量分离出来，加到数据选择器的输入端，其余两个变量加到控制端。
对于上例，分离出变量C，即可用4选1数据选择器实现函数。
二、功能模块：
第一、用555接成的多谐振荡器。
连接图如下图所示，接示波器观察
其波形如下图所示：
通过改变电阻电容的数值可得到不同的输出信号，上图中的参数可据公式：
振荡周期：
振荡频率：
第二、计数器：
图B
由第一部分图A产生的始终信号从计数器的CLK端输入，计数器会通过计数
输出000—111八种不同的状态，供数据选择器选择。
3、数据选择器
当计数器在时钟脉冲的输入下产生（000--111）八种状态循环时，数据选
择器会对这八组数据进行选择。
数据选择器X1对输000--011—100--101--111;
进行数据选择器X2对输入的001—011--101--111进行选择，数1.2把所选择
来数据分别接到负载灯X1、X2上给出不同的输入状态，对应的X1、X2显示不同灭
情况,使得X1、X2交替并以持续时间在两秒以内发亮。
三、总体设计电路图：
电路开始工作时，由图A的多谐振荡器产生时钟信号输给图B的计
数器，经过计数器计数产生的八个状态输入图C的数据选择器，经过数据选择器的选择给灯泡输入不同的状态，从而出现不同的亮灭情况。
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