救护车警笛发生器讲解Word文件下载.docx
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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0UT=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,贝UA1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
VCCDIHCO
)555
GiroTROUTR
R:
复位端D:
放电端Vcc:
电源端GND:
接地端TR:
低触发
R
CO
Uth
Utr
Uout
T的状态
*
Uol
导通
2
>
j—Vqq
3
1
—Vcc
<
1\/
不变
5
Uoh
截止
Vco
TVco
1Vco
—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
图(1—1)555定时器构成的施密特触发器
(1)Vi=0V时,Voi输出高电平。
(2)当Vi上升到2Vcc时,Vo1输出低电平。
当Vi由-Vcc继续上升,V。
1保
33
持不变。
(3)当Vi下降到丄血时,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。
3.
)用于脉冲鉴幅一一将幅值大于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”。
VqqtRd
84
7
6
555
15
0.01gF
C1
(a)
V|1
VI2
Vcc
VO
(b)
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V的工作波形不难看出V(0+)〜0V,Vc(〜=Vcc,Vc
(Tw)=Vcc,代入RC过渡过程计算公式,可得
“Vc®
)—Vc(O》
nVc(:
J—Vc(tw)
VCC0
=11n—2-
Vcc…Vcc
=rIn3
=1.1RC
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Two
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Two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%,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Two
Vo
图1222—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
多谐振荡器一一产生矩形脉冲波的自激振荡
1•电路组成及其工作原理
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:
T=0.7(R,2R2)C
振荡频率为:
111.43
T-0.7(R12R2)(R12R2)C
多谐振荡器的应用
将振荡器I的输出电压Uo1,接到振荡器n中555疋时器的复位端(4脚),当Uoi为高电平时振荡器n振荡,为低电平时555定时器复位,振荡器n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Do〜D3的数据被置入计数器并呈现在Qo〜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Qo〜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
输入
输出
LO
AD
EP
ET
A
B
c
D
QA
QB
QC
QD
X
[x
X|x
Cl
n
XX
保挣
Fl
□XX
保持
t
加法计数
卩
1_
□
匸
|□
o
74LS160真值表图
1cr=0时异步清零.C0=0
2cr=i,LD=0时同步并行置数.
3CR=LD=1且CPT=CPP=1时,按照BCD码进行同步十进制计数
4
④CR=LD=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
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Z的延迟时间或
使能端到Z或Z的延迟时间。
表2-3双极型MUX主要品种及性能
功能
型号
功耗(mW)
延迟时间(ns)
四2选1MUX
74157
原码
150
9,14
74LS147
49
5,8
双4选1MUX
74153
180
14,17
74LS153
31
74151
原、反码
145
8
8选1MUX
74LS151
30
11
16选1MUX
74150
反码
200
11,18
表二
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)
四2选1
74HC157
20
10
74HC158
15
MUX
74HC257
12
双4选1
74HC153
16
74HC253
24
100
8选1
CD4512
85
50
60
40
表四
(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
F二ABCABCABCABC
又可表示为
F八(1,2,4,7)
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、Ai、Ao,令Di=D2=D4=D7=1,
Do=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
Ai
A1
Ao
E
Z
Do
do
D1
Di
32
D3
D4
d
D5
D6
D7
d7
图⑴图⑵
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:
T=0.7(&
•2R2)Ci
振荡频率
1二11.43
T0.7(R12R2)C1(R12R2)C1
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:
T=0.7(R12R2)C1
振荡频率:
111.43
T-0.7(R12R2)C1(R12R2)C1
第二、计数器:
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
5V
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X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Xi、X2上给出不同的输入状态,对应的X、X2显示不同灭情况,使得Xi、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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