o VT- VT+
vI
同相输出施密特触发器
VOL
O
V T－ V T+
vI
反相输出施密特触发器
20
8.2.1 用CMOS门电路组成的施密特触发器
14 VCC 13 NC 12 NC 1 1 R ext/ C ext 1 0 C ext 9 R int 8 NC
VCC C Rext
Cext Rext/Cext VCC
74121
Q
A1
A2
Q
B
使用外部电阻 的电路连接
VCC C
Cext Rext RintVCC
74121
Q
A1
A2
Q
B
使用内部电阻 的电路连接
C
v
C
v I2 R
VDD
vO
vO1
迅速使 o1 = 1 o =0 t 电路由暂稳态自动返回到稳态
8
3、 主要参数的计算
（1） 输出脉冲宽度tw
vI
tW
l
n C()C(0) C()vc(t)
0 vO1
t
vC(0+) = 0；vC() =VDD
VDD
= RC；vC(t) = Vth = VDD /2
8 脉冲波形的变换与产生
8.1 触发器 8.2 触发器
8.3 多谐振荡器 8.4 555定时器及其应用
数字电路康华光第五版ch脉冲波形产生
1
与变化
本章要求：
1、正确理解单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡 器的电路组成及工作原理。
2、掌握单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器的 逻辑功能及主要指标计算。
14 VCC 13 NC 12 NC 1 1 R ext/ C ext 1 0 C ext 9 R int 8 NC
B为高电平，A1和A2中有一个 或两个输入下降沿时电路被触发
A1、A2中至少有一个为低电平， B输入上升沿时电路被触发
15
74121引脚图
Q1 NC 2 A1 3 A2 4 B5 Q6 GND 7
19
8.2 施密特触发器
施密特触发器的工作特点：
① 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压 值时，输出电压会发生突变。
② 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电
压分别是正向阈值电压（VT+）和负向阈值电压（VT-） 。
vO
vo
VOH
1
vI
VOH
vO
1
vI
vO
VOL
74121 （ 2）
vO
A1
A2 B vI
A2
Q
B
Q
VCC
0 vO1
t1 tw1
0 vO
tw2
0
t tw1
t
tw2 t
18
3. 组成噪声消除电路
如用I作为计数器触发脉冲，干扰信号会造成计数错误。
噪声
C
R
VCC
vI
Cext Rext/Cext
Q
7412
A1 1
Q
A2
Q
1D
vO
C1
vO
vI
B
R
单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽， 才可消除噪声。
单稳态触发器被广泛用于脉冲的变换、延时和定时等场合。
3
单稳态触发器的分类
门电路组成的单稳态触发器
按电路形式不同 MSI集成单稳态触发器
用555定时器组成的单稳态触发器
按工作特点分类
不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器
4
8.2.1 门电路组成的微分型单稳态触发器
1. 电路结构
CMOS或非门和非门构成的微分型单稳态触发器
0 vI2
t
twRlC n VD VD D V D D0D /2RlC n 2
0 vO
Vth
t
tw≈0.7RC
tW
0
t1
t2
t
9
vI
0 vO1 VDD
0 vI2
0 vO
0
Vthtre t1 t2
(2) 恢复时间tre
t
tre 3~5
t (3) 最高工作频率 fmax
t
fmaxTm 1intw1tre
vO1
vO
G1 1 vI
1 G2
C
v
C
v I2 R
VDD
5
2. 工作原理 设定CMOS反相器的阈值电压
Vth
VDD 2
1) 没有触发信号时，I=0
1 vO1
o =0 c =0
G1 1
电路处于一种稳态
0 vI
vO 0
1 G2
C
v
C
v I2 R
1
VDD
6
2)外加触发信号 vI
0 vO1 VDD
0 VvDID2
3、掌握555定时器的工作原理。 4、掌握由555定时器组成的多谐振荡器、单稳态触发 器和施密特触发器的电路、工作原理及参数指标的计算。
2
8.1 单稳态触发器
单稳态触发器的工作特点： ① 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。 ② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态; ③ 由于电路中RC延时环节的作用，电路的暂稳态在维 持一段时间后，会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间 仅取决于RC参数值。
0 vO
0
t1
0 vO1
vO 1
t
G1 1
1 G2
C
t
vI 1
v
C
vI2 0 R
VDD
vI
vO1
vI2
vO
t
迅速使 o1 = 0 o =1
t
电路进入暂稳态
7
3)电容充电 vI
0 vO1 VDD
0 vI2 VDD +Vth
0 vO
0
Vth
t1
t2
vO1
vO
t
G1 1
t
vI
电容充电 vI2 t
1 G2
& ≥1 1
Rint G7 1 G8 1
G9 1
Q1 Q0
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
输出缓冲电路
14
74121引脚图
74121功能表
A1 A2 B Q Q
L HLH L HLH
L LH
HH LH
H
H
HH
H
L
L
Q1 NC 2 A1 3 A2 4 B5 Q6 GND 7
不可触发，保持稳态
t
10
CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器
稳态为1
vO1
vO
G1 & vI
C 1 G2 D vI2
vC R
11
4. 讨论 1) 在暂稳态结束瞬间，门G2的输入电压R达到VDD+Vth， 可能损坏G2门，怎么办？
2) 用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗？
3) 当输入脉冲宽度大于输出脉冲宽度时，则在vO变为低 电平后，G1没有响应，不能形成正反馈，使得vO输出沿 变缓，怎么办？
12
8.1.2 集成单稳态触发器
不可重复触发 vI
没有被重复触发
vO 可重复触发
vI
tw
tw
(a)
被重复触发
vO
tw
tw
(b)
13
不可重复触发的集成单稳态触发器 74121
暂稳态：Q = 1，Q = 1
Cext Rext /Cext Rint
B
G1
A1
&
A2
0
0
G2 &
G4 &
a
G3 &
G5
G6
输出脉冲宽度： tw≈0.7RC
16
8.1.3 单稳态触发器的应用
1. 定时
vI
vO
vA
vA vB
tW
O
t
单稳态
vO
触发器
O
t
vI
该电路可用于频率计
17
2. 延时
vI
C1
R1 VCC
C2
R2 VCC
C ext R ext/ C ext
74121
vO1
A1 （ 1）
C ext R ext/ C ext