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单稳态触发器
单稳态触发器是脉冲电路
当中的一类
它有如下的特点
第一单稳态是指
电路有一个稳态和暂稳态
那么电路在稳态的时候
如果在外界的触发信号作用下
它能够从稳态进入到暂稳态
而且维持一段时间之后
再自动返回的话
那么这是从外部的特性来看
而且这个暂稳态还有一个特点是
暂稳态维持的这个时间长短
不取决于我们这个触发信号
而取决于电路内部的参数
总的来讲就是这么一个电路
电路平时的时候是稳态的不动的
在稳定的情况下
由于外界的触发
它可以进入另外一个状态
我们把它称为暂稳态
在暂稳态的情况下
一旦触发之后
过一段时间
它还会自动的回到稳态
当然有新的触发的时候
再进入暂稳态
过一段时间再回来
而且过的那段时间长短
与你触发的信号
不是依赖于它的
依赖于谁呢
依赖于你电路内部的参数
也就是你的设计
这就是暂稳态电路的一个特点
这是我们从抽象的概念上边
来讲它的特点
那这个电路在实际当中
经常能够碰到
举两个例子
一个比方说楼道里边的灯
我们知道现在都是采用的声控灯
为了节能
我们说这个灯有一个什么特点
当你发出声响之后
这个灯会亮
但是过一会儿这个灯又会灭掉
那在这个时候灯灭
是它的稳态
而亮是它的暂稳态
那它待多长时间
与你发出声响的大小无关
与你发出声响的时间长度无关
是这个控制器我们都知道
设计好了
我们经常会觉得说
我钥匙还没找着
这个灯就灭了
那没办法
你再发出点声响
这是一个实际的例子
还有一个实际的例子
就是在卫生间里边的
洗手池当中的出水感应
平常没有水
当你要洗手的时候
遮住光之后
触发出水
出水之后过一会儿又没水了
那么这就是稳态 暂稳态
关于单稳态触发器这部分
我们就是要实现刚才讲的
那两类电路
实际当中的那两类电路的控制电路
核心电路部分
我们先来看一个
用门电路实现的单稳态触发器
这个如图所示
它采用的TTL门电路
它给了一个名字叫做积分型电路
我们现在先不用追究它
为什么叫积分型电路
我们先来看这个电路是怎么工作
然后一会儿再看
它所谓的积分环节
是出现在了哪儿
现在明确的说
这是一个TTL门电路
外加电阻电容构成的
这么一个单稳态电路
如果单稳态电路
根据刚才的特点
你就应该先找到它的稳态
然后再找到它的触发信号
再找到它的暂稳态
那同学在分析的时候
可能会觉得无从下手
我们说没关系
因为数字电路有一个优点
数字电路的输入输出不是0就是1
也就是说你即便是变力
它也是一个有限维度的
何况我们现在输入和输出信号的
个数很少
所以没关系
我们看一下在稳态的时候
我现在直接拿出来
输入是0 VI是0
VI是0的话
我们知道这个0
由于直接加在了G2
也就是我直接的这个输出门上
所以我的输出不是高电平
那现在中间这部分呢
VI是0
VO1的输出是高电平
如果是在稳态
显然电容上面会充满电荷
VA会和你VO1输出的高电平VOH
是等电平
这是我们说的稳态
既然稳态的时候
输入是低电平
那我触发在数字电路的世界里
你的触发就只能是从低电平
跳高电平
因为你的输入不是0就是1
好 如果输入现在从低电平
跳变高电平的话
我们看是什么结果
如果输入是从低电平跳高电平
低电平要是跳到高电平
由于G2门输入
刚才VA就是高电平
如果你VI再从低电平跳高电平
那你的输出会变成低电平
也就是你的VO会是0
那有同学就会问了
说VI如果变成高电平
你的VO1不就变成低电平了吗
VO1要是变成低电平
VA为什么不是低电平啊
这个就用到了
我们在电路原理当中
大家都学习过的
电容两端的压差
是不能突变的
也就是它的电荷不能瞬间消失
刚才充满的电荷
充到这点是高电平的电荷
不会因为你前端VO1
变成低电平
而突然的就变成低电平
所以当你VI
从低电平变高电平的时候
这个高电平G2的门的输入的
这个高电平
会和VA刚才充满的稳态的高电平
一起使你的输出变成低电平
而这个时候VO1
会直接根据VI变成高电平
变成了低电平
那这时候就会出现一个什么情况呢
在电阻R上会有压差了
这个压差是VA
刚才的VOH
和你VO1现在的VOL带来的
有压差在电阻上就会有电流
那这个电流就是因为电容放电引起
那放电 在放电的过程当中
它从VOH往下放
如果它放在VOH附近的话
是不会引起我输出端的变化的
它放到哪儿呢
如果它放到VTH
也就是说VA从高电平开始放
如果放到了门电路的门槛电压
那就是说放到了低电平
那我的VO是不是
就会变成高电平
那也就是说在这个分析过程当中
我们发现了这么一个规律
输入 会使电路进入另外一个状态
这个状态就是我们刚才说的
输出从稳态时候的高电平
变成暂稳态的低电平
而它在低电平待多长时间呢
我们看在低电平待多长时间
取决于输入
这个时候VA从高电平
往低电平放电
当它放到门槛电压之后
它会推动我的输出
又从暂稳态的低电平
回到稳态的高电平
整个这个分析
就符合了我们前边讲的
单稳态触发器的特点
一个是平时是稳态
触发之后进入暂稳态
在暂稳态待一段时间之后
会回来
到底待多长时间呢
取决于我放电的长短
当我返回稳态之后
如果这个时候
我触发信号再回来
触发信号从刚才的高电平
变回低电平的话
那我的VO1会从刚才的低电平
变回高电平
那么变回高电平之后
刚才的放电的过程就结束了
这时候VO1会重新对VA
也就是对C进行充电
这个充电会抬高我的VA
一直到多少呢
充电到VOH
那就恢复了刚才我们说的稳态
也就是它的初态
如果我们把这个分析过程
大家看我们现在用文字表达的
这个分析过程
用电压波形把它描述出来的话
是不是这样
首先在电路稳定的时候
输入是低电平的时候
输出是高电平
而我的触发信号是一个脉冲
也就是我的触发信号
是0到1的跳变进行触发
然后当我从1到0返回之后呢
就回到稳态充电
为下一次触发做准备
VI如果从0到1的话
VO1是老老实实的
原原本本的对VI进行反相
因为它直接就加在了
G1门的输入端和输出端
那VO1就是对上边这个脉冲
直接的一个反相
那这时候VA是多少呢
在稳态的时候
在稳态的时候
VI是0的时候
VO1是高电平
VA和VO1是等电位的
也就是我也是高电平
但是当你触发之后
大家看这个波形
触发之后VA开始下降
VA下降
下降到多少呢
VA一开始是和VO1
同处高电平
那么当你触发之后
它开始下降
触发之后它在下降的过程当中
只要它没有变到门槛电压之下
它对于逻辑值来讲
都是一个高电平
那么VA的高电平
和你触发脉冲现在的高电平
就会使得你的输出
就会使得你的输出
是从刚才稳态的高电平
变为低电平
那么变为低电平它能变
能够在低电平这段时间
待多长时间呢
由于我输入触发脉冲比较宽
宽于什么呢
宽于我VA在放电过程当中
要放到VTH的时间
因此对于我们来讲
在输入触发脉冲是高电平的时候
整个电路的输出
什么时候回到稳态的
这个控制权
就完全交给了VA
那VA现在是放电
放到什么时候呢
放到VTH的时候
它会使我的输出
从低电平变回高电平
在这段时间里边
这个时间到底有多长
也就是我输出的这个
在暂稳态的时间有多长
就取决于电容上的电荷
从VOH什么时候放到VTH
当我一旦放到VTH之后
我的输出会发生一个变化
输出会从过去的
在暂稳态当中的低电平
变回高电平
但是我的放电并不会结束
原因是因为我输入
现在如果还保持
在触发脉冲的高电平的话
那我的第一个门
G1门的输出
就会是低电平
而G1门的低电平
就会使我的VA持续放电
什么时候我开始重新对C
进行充电呢
一直要到我输入的脉冲信号
从高电平返回低电平
那这个时候VO1会返回高电平
才开始对它进行充电
而只有当我充好电之后
才会进行下一次的触发
这个电路我们看到
它对整个的触发信号有一个要求
它要求触发信号的脉宽
要宽于我在暂稳态的宽度
那在暂稳态到底有多长时间呢
这个是用我们电路原理当中
学习过的三要素的方法
可以进行计算
我们知道在三要素当中
我们关心电路的起始态
关心电路的稳态
还有电路的时间常数τrc
如果有了这个三要素
我们就能够求过度过程
当中的这个值
我们说在这一章当中
大家一定要注意
在脉冲电路分析的时候
一定一定要把电路模块化的来分析
-0.1 数字量和模拟量
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-0.2 电子技术的发展历程
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-0.3 课程的基本任务
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-1.1 信息与编码
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-1.2 二进制的补码
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-1.3 二进制补码运算的符号位
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-1.4 二进制的编码
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-1.5 用电压来表达信息
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-1.6 电压信号的离散化
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-2.1 逻辑代数概述
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-2.2 逻辑代数的三种基本运算
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-第一周--第一周作业
-2.3 几种常用的复合逻辑运算
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-2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
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-2.5 逻辑代数的基本定理
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-2.6 逻辑函数及其表示方法
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-2.7 逻辑函数形式的变换
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-2.8 逻辑函数的化简
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-2.9 逻辑函数的最小项之和
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-2.10 逻辑函数的最大项之积
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-2.11 最小项和最大项的关系
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-2.12 逻辑函数的卡诺图
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-2.13 卡诺图化简法
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-2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
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-2.15 逻辑函数的机器化化简法
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-第二周--第二周作业
-3.0 门电路概述
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-3.1-1 半导体二极管的开关特性
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-3.1-2 二极管与门
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-3.1-3 二极管或门
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-3.1-4 二极管门电路的缺点
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-3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
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-3.2-2 MOS管的开关特性
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-3.2-3 MOS管的工作特性曲线
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-3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
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-3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
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-3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
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-3.3-4 CMOS反相器的动态特性
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-3.3-5 CMOS反相器的总功耗
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-第三周--第三周作业
-3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
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-3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
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-3.4-3 漏极开路的门电路
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-3.4-4 CMOS传输门和三态门
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-3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
--Video
-3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
--Video
-3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
--Video
-第四周--第四周作业
-3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
--Video
-3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
--Video
-3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
--Video
-3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
--Video
-3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
--Video
-3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
--Video
-3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
--Video
-3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
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-3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
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-3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
--Video
-3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
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-3.5-5-3 三态输出门
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-实验一：与非门电压传输特性曲线的观测
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-实验二：与非门传输延迟时间的测量
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-第五周--第五周作业
-4.1 组合逻辑电路的特点
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-4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
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-4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
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-4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路：普通编码器
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-4.3-1-2-1 优先编码器
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-4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
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-4.3-1-3 二-十进制优先编码器
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-4.3-2-1 译码器
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-4.3-2-2 二进制译码器的扩展
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-4.3-2-3-1 显示译码器
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-4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
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-4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
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-4.3-3-1 数据选择器
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-4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
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-4.3-4-1 加法器
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-4.3-4-2 多位加法器
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-4.3-4-3 用加法器设计组合电路
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-4.3-5 数值比较器
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-4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
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-4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
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-第六周--第六周作业
-4.5 可编程器件及EDA1
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-5.0 触发器的由来
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-5.1 门电路与触发器的关系
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-5.2 基本RS锁存器
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-5.3-1 电平触发的SR触发器
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-5.3-2 电平触发的D触发器1
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-5.3-3 电平触发的D触发器2
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-5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
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-5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
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-5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
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-5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
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-5.5 边沿触发的触发器
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-5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
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-5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
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-第七周--第七周作业
-5.7-1 触发器的动态特性1
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-5.7-2 触发器的动态特性2
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-5.7-3 触发器的动态特性3
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-6.1-1 时序逻辑电路概述
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-6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
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-6.1.3 时序电路的分类
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-6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
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-6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
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-6.2.3 异步时序电路的分析方法
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-6.3.1-1 寄存器
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-6.3.1-2 移位寄存器1
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-6.3.1-3 移位寄存器2
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-6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
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-6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
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-6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
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-6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
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-6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
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-6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
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-6.3.2-2 异步计数器
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-第八周--第八周作业
-6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
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-6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
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-6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
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-6.3.2-4 计数器应用举例
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-6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
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-6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
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-6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
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-7.0 半导体存储器绪论
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-7.1 半导体存储器概述和分类
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-7.2-1 ROM的结构和工作原理
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-7.2-2 可编程ROM1
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-7.2-3 可编程ROM2
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-7.3 RAM的结构和工作原理
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-7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
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-7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
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-7.5 用存储器实现组合逻辑电路
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-第九周--第九周作业
-8.1 可编程逻辑器件概述
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-8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
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-8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
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-8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
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-10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
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-10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
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-10.2.2 集成施密特触发器
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-10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
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-10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.2 集成单稳态触发器
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-10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
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-10.4.2 对称式多谐振荡器
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-10.4.3 非对称式多谐振荡器
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-第十周--第十周作业
-10.4.4 环形振荡器
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-10.4.5 石英晶体多谐振荡器
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-10.5 脉冲电路的分析方法
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-10.6.1 555定时器电路的结构与功能
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-10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
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-10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
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-10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
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-11.1 数模和模数转换概述
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-11.2.1 权电阻网络D/A转换器
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-11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
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-11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
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-11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
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-11.3.1 A/D转换的基本原理
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-11.3.2 采样保持电路
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-11.3.3 并联比较型A/D转换器
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-11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
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-11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
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-11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
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-第十一周--第十一周作业
-I-概述、电路设计及功能仿真
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-II-指定芯片及时序仿真
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-III-选外设（自动化）、锁定引脚并生成下载文件
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-IV-电路扩展设计
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-V-用Verilog描述状态机电路
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