1、二、单稳态电路单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲。 1、单稳态的电路组成它是由 CC7555 定时电路构成，电路图为：如图（1）所示它的工作特点：电路只有一个稳定状态；当外界触发脉冲来后，电路从稳态翻转到暂态，并在暂态停留一段时间，而且在输出端产生一个宽度为TW的矩形脉冲。它的应用：在数字系统中，单稳态电路常用于整形。即：把不规则的波形转换成宽度、幅度相同的波形。例 1.怎样改变输出脉冲的宽度(即延迟时间)呢？答：有三种方法 1.改变电阻 R；2.改变电容 C；3.改变控制电压端的接法。例 2
2、.如图(1)所示:改变控制电压端(引脚 5)的电压值,可改变( ) 答案为：DA.输出电压的高低电平 B.输出电压的周期C.对输出波形无影响 D.输出电压的脉冲的宽度第 21 章 单稳态触发器内容提要：单稳态触发器是一种重要的时序数字电路，本章介绍单稳态触发器的电路构成、工作原理、特性和典型应用。21.1 单稳态触发器21.1.1 概述单稳态触发器也是一种重要的时序逻辑电路，它和双稳态触发器不同，只有一个稳定状态，另一个是暂稳态，经过一段延迟时间后，将自动返回稳定状态。这个延迟时间一般称为暂稳态时间，是由电路中有关的电阻电容时间常数确定的。单稳态触发器进入暂稳态要靠触发脉冲的触发才行，有的单稳
3、态触发器是由触发脉冲的上升沿触发翻转的；有的单稳态触发器是靠触发脉冲的下降沿触发翻转的。在触发方式是单稳态触发器和双稳态触发器的异同见图 21-1-1。 双 稳 输 出 单 稳 输 出触 发触 发 暂 稳 时 间图 21-1-1 单稳态和双稳态触发器触发方式的异同21.1.2 集成单稳态触发器21.1.2.1 集成单稳态触发器简介产品集成单稳态触发器的型号有许多，如74121、74LS122、74LS123、CC4098、CC4538、CC14528、CC14538 等，现以74LS122 为例加以说明。74LS122 是双单稳态触发器，它的功能表见表 21-1，逻辑符号见图 21-1-2。表
4、和图中的 dR是直接清“0”端， 2121BA、和、 是触发输入端，其中1A、是低电平信号触发端， 21B和 是高电平信号触发端， Q和 是输出端，Rint 和 Cint 是外接定时电阻和定时电容的接入端。表 21-1 功能表 QdR1A21B2HLHHLHHLHLLHLHHLQCX/RI&extt/extintdR2B1A QCX/RI&extt/extintdR2B1A1图 21-1-2 74LS122 的逻辑图 图 21-1-3 不可重触发单稳态当 dR=0 时，单稳态触发器清零，Q=0 。功能表中的符号和表示触发信号的触发边沿， 2121BA、和、 都可以做触发输入端使用， dR除了做
5、清零端使用外，也可以做触发端使用，见功能表的最后二行。功能表中的符号 表示单稳工作状态。图 21-1-2 逻辑符号内部有符号 ，它代表内部的触发信号是上升边沿动作。 21A、是下降沿触发有效， 21B和 是上升沿触发有效。所以，B、和、中如果没有触发边沿，单稳态触发器的状态不会改变，见功能表的第二、三、四行。 21A、 之间是或的关系，其中只要有一个有触发沿即可触发单稳态，当 、 之中有时，其他触发端 和、 21BdR必须是高电平。它们的关系在图 21-1-2 的逻辑符号中看的的比较清楚，触发信号的传递关系是d211)(RA。所以 21、 中的触发沿经或门变为，由于 和、 21BdR是高电平，
6、这个触发沿可以通过与门对单稳态触发器进行触发。 B和中有触发边沿时， 21A、 中至少有一个是低电平，经过或门后变为高电平和 21和 相与，才不至于影响 B和 的触发边沿。逻辑符号中的 RI、CX、RX/CX 是外接定时元件的接入端，逻辑符号外部引线上有符号，表示这个引线上的信号是模拟信号。CX、RX/CX 之间可以外接定时电容器 Cext。RI 内部有一个定时电阻，可以使用这个定时电阻（不同型号这个电阻不同，74LS122 大约为 10k），也可以不使用这个电阻，这时需要在 RX/CX 与 VCC 之间外加定时电阻。由于外加定时电阻比内部的定时电阻更准确一些，所以可以获得比较准确的定时精度。
7、目前使用的集成单稳态触发器，在触发方式上分为可重触发和不可重触发两类，图 21-1-2 是可重触发型，图 21-2-3 是不可重触发型，它的逻辑符号只是在 的左面加一个 1。不可重触发型单稳态触发器在一次触发信号作用后，电路进入暂稳态，在暂稳态没有结束之前，再来的触发信号不起作用。对于可重触发型单稳态，当电路的暂稳态还没有结束之前，再来一次触发信号作用后，电路将对这个新的触发信号进行响应，还要再延迟一个暂稳态时间，电路才能返回稳态。相位差测量方法的研究与应用缪晓中，杜伟略（无锡职业技术学院电子工程系，江苏 无锡 214041） 摘 要：介绍一种用软件测量信号频率和相位差的方法，并提出对周期 T
8、和时间差 T 扩展，进一步提高测量精度的方案。关键词：频率；相位差；单片机Research and Application of Phase MeasurementMIAOXiaozhong，DUWeilue（Departmentof Electronics Engineering，WuxiInstitute of Technology，Wuxi214041，China）Abstract：According to the principle of indirect frequency measurement，the method of testing frequency and phase o
9、f signals by software is presentedToimprove accuracy of phase，the expansion of TandT is proposed Key words：frequency；phase；microprocessor1 硬件设计11 频率的测量对频率的测量可采用先测周期 T，然后通过公式 f=1/T 计算获得频率，即间接测量的方法。采用该方法的原因是：根据测频的误差分析，在 f 较低的场合，f 越低，则 T 越大，计数器计得数 N 也越大，1 误差对测量结果的影响将减小。如图 1 所示，被测信号（正弦）TX 从 B 端输入，经脉冲形成电
10、路后变成方波，加至门控电路。在此期间，石英晶体振荡器产生的时标脉冲通过主门，用计数器 计脉冲个数。实质上以比较法为基础，将被测信号与 时标信号的周期相比，通过计数器计数并以数字的形式显示出来。受单片机内部时钟频率的限制，本文中的时标脉冲由外部石英晶体振荡器产生，而不采用单片机内部时钟。这样可以将精度提高一个数量级以上。12 本文 T 和 T 的测量原理121 T 的实现过程两个频率相同而相位不同的正弦信号 Vi1Asint 和 Vi2Asin（tT），其波形如图 3 所示。这两个信号分别送入同相比较器 U1B和 U1A（如图 2），与零电位比较，经整形后得到矩形脉冲 V1和 V2。其中 V1
11、送入 D 触发器 U2A的 CLK 时钟端，于是得到图 3 中 Q1波形。同理，V 2送入 D 触发器 U3A的 CLK 时钟端，得到 Q2 和 波形。最后将 Q1 和 送入与门 U4A 进行 Q1* 相与，得到时间差脉冲 T，T 与相位差 相对应（T）。122 T 的实现过程 测周期的方法是在一个被测信号的周期内，记录定时脉冲的个数。用单片机 89C52 实现该法的关键是：准确检测出周期信号，并用该信号控制内部计数器 T0 累计基准脉冲个数。图 2 中，由 U2A、U 2B两个 D 触发器组成周期 T 测量电路，在单片机 P16、P24 控制下完成周期信号检测。当 P240 时，触发器 U2
12、 A（对应 Q1）和 U2B（对应 Q3）清零，即 Q1Q 30，如图 4 所示。当 P24 由 01 后，在被测信号 V1 上升沿时 U2A 翻转（Q 11），此时 Q3仍为 0。当被测信号 V1第二次 01 时，U 2 A再次翻转（Q 10），同时 U2B也翻转（Q 31）。单片机查询到 P161 时，让 P240，完成一次周期的检测。其波形如图 4 所示。 123 T 的测量精度及 f 测量范围当送入计数器的计数脉冲频率为 10MHz 时，若用 01来标度其相位差，即测量 精度要求达到 01，则：在半个周期内（180）必须要有 f10MHz 的计数脉冲 1800 个，同理：当要求精度为
13、1时，fmax27kHz。在硬件设计时，考虑到单片机内部计数器位数限 制（最高为 16 位，所以扩展了一个 8 位外部计数器 A 或 B，使计数位数达到 24 位，以此提高分辨率）。2 软件设计本系统的控制软件采用模块化结构设计，各个功能子模块独立。整个软件分为主程序和频率测量子程序、相位差测量子程序。由于篇幅所限，下面只将相位差测量子程序介绍如下：3 T 和 T 扩展方法的研究为了适用更高频率信号的相位差测量，本仪器采用 T 和 T 扩展方法，来提高在较高频率信号测量时相位差的测量精度。31 误差分析周期 TXT SN，根据误差传递公式，可得：即测量误差一方面决定于时标信号 TS 准不准，另
14、一方面决定于计数器计的数准不准。其中第一项 NN 是数字化仪器所特有的误差，而第二项 T ST S是时标信号的相对误差。由上式可见，T X愈大（即被测频率愈低），1 误差对测周期精确度的影响愈小。所以，为了提高测量精度，可采用提高周期 TX的方法。32 T 和 T 的扩展方法方法一：每次先测出信号频率 f，然后根据其频率高低由软件决定分频级数，单片机送出模拟开关的控制信号，选通第 n 级分频器通路，然后再将分频后的信号送入测量电路，完成 T 的扩展。然而，对信号分频时，T 并未扩展。例如对信号二分频（如图 6 所示），信号周期扩展了两倍，而 T 仍然保持不变。方法二：由于对 T 不能直接进行扩展，所以我们采用以下方法：例如要对 T 进行八分频扩展，用电路产生 8 个（TT）时间，然后再用 8（TT）8 T8T，从而实现 T 的 8 分频。4 结束语实践表明，该相位测量系统当精确到01时，被测信号频率范围 1Hz20kHz。当精确到1时，被测信号频率范围 1Hz200kHz。因此该方法只有快速、精度高、通用性的特点。
