16 数字电路的应用（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 16数字电路的应用 16.1集成53定时器及@川 2 16.2数模与模数转换器的概念 2 16.1集成555定时器及其应用 555定时器通过外接合适的阻容元件，可组成多谐振荡 器、单稳态触发器、施密特触发器等电路。 出B台9 应用：控制、自动定时、电子仿声、安全8765 555 报警等。 123 4 引脚排列如图所示 引脚 名称 引脚 名称 1 接地端(Uss) 5 电压控制端(CO) 2 触发端(UrR) 6 阈值端(UrH) 3 输出端(uo) 7 放电端(D) 4 复位端(F 8 电源端(Uop) 16.1.1集成555定时器 555定时器的逻辑功能表 UTH UTR R Uo VT × × 0 0 导通 2/3UDD >1/3UpD 1 0 导通 2/3UpD >1/3UDD 1 保持 保持 × <1/30b 1 1 截止 “导通”和“截止”指555定时器内部晶体管VT的工作状态，VT的 C、E极分别接在7和1脚间。 若VT导通（饱和）：UcE=0,“7“1”脚内相当于开关闭合，输 出为0；若VT截止：“7“1”脚内相当于开关断开，输出为1。 16.1.2555定时器的典型应用 1.多谐振荡器 多谐振荡器是无稳态触发器，不需外 加触发信号，接通电源就能输出一定频率 和幅度的矩形脉冲信号。 工作原理： 通过电容C,的充放电，使uc发生 变化，从而控制定时器的状态。当C1 充电到略大于2/3UD时，定时器状态 3 发生翻转，输出电压变为低电平；当 C1放电到略小于1/3UDD时输出变为高 o 电平。因此定时器输出矩形信号。 作用：能产生时钟脉冲。 w 16.1.2 555定时器的典型应用 2.单稳态触发器 +UpD 工作原理： 当为高电平，因大于1/3UDD, 84 若uc=0,电源通过R为电容C充 5553 一4o 电，当uc增大到略大于23UoD时， 定时器输出低电平，VT导通，电容 0.01μf 通过VT放电，使uc下降uc=0, 定时器输出低电平，这是电路的稳 定状态。 当下跳为低电平时，因小于 13Uo,定时器输出跳变为高电平， VT截止，电路进入暂稳态，定时开 始。 16.1.2 555定时器的典型应用 电源通过R向C充电，当uc上 升到略大于2/3UDD时，定时器输出 低电平，VT导通，定时结束。电容 放电后，电路又回到稳态。当下一 个触发脉冲到来时，重复上述过程。 综上所述，单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态： 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转为暂稳态，暂稳 态的持续时间由电路本身的参数决定。 作用：用于定时、整形、延时等装置。 16.1.2555定时器的典型应用 。+Cbn 3.施密特触发器 工作原理： 当：小于1/3UDD时，定时器输出 为高电平；随着u:上升，当13UDD< <23UDD时，定时器状态保持不变；当 :大于23UDD时，定时器输出状态变为 低电平。 2 随着下降，当1/3UD<<23 UDD时，定时器状态保持不变；当小 于13UDD时，定时器输出高电平。 0 16.1.2 555定时器的典型应用 综上所述，施密特触发器在输入信号从低电平上升时 的转换电平与从高电平下降时的转换电平不同。 作用：实现波形变换、整形和脉冲幅度鉴别。 国 9 16.2 数模与模数转换器的概念 在数字控制系统中，需将反映温度、压力、位移等变 化的模拟量转换为与之相应的数字量，经由数字系统处理 后，再转换为与之相应的模拟量，去控制执行机构。 数/模(DA)转换：将数字信号转换为相应的模拟信号： 模/数(AD)转换：将模拟信号转换为相应的数字信号。 数/模转换器(DAC)：实现D/A转换的电路。 模/数转换器(ADC):实现AD转换的电路。 数字处理系统的方框图 模拟 数字 数字 模拟 现场采集 信号 AD转 信号 数字系统 信号 DIA转 信号 的信号 换器 换器 执行机构 10