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  • 本文主要为超级简单键开关电路图,下面一起来学习一下
  • 单稳态电路就是只有一种稳定输出状态的电路,如不自锁的按钮开关控制灯泡就是一个最典型、最简单的单稳态电路:不按按钮时,按钮处于抬起位,其常开触点断开,灯泡熄灭。只有用手按下按钮时,按钮的常开触点闭合,...

    单稳态电路就是只有一种稳定输出状态的电路,如不自锁的按钮开关控制灯泡就是一个最典型、最简单的单稳态电路:不按按钮时,按钮处于抬起位,其常开触点断开,灯泡熄灭。只有用手按下按钮时,按钮的常开触点闭合,灯泡亮。当手离开按钮,按钮立刻抬起其常开触点恢复断开,灯泡灭。该电路在不触动按钮时总保持熄灭的一种状态,故可称之为单稳态电路。

    双稳态电路就是有二种稳定输出状态的电路,如自锁式按钮开关控制灯泡就是一个最典型、最简单的双稳态电路:当不按按钮时,自锁按钮将始终保持它现有状态不变(如处于按下位,灯泡亮,如处于抬起位,灯泡灭),当用手按一下按钮,按钮将改变它的现有状态:由抬起位变压下或由压下位变抬起,使灯泡由灭变亮,或由亮变为熄灭。即该电路有二个稳态输出:亮或熄灭。故称之为双稳态电路。

    下面画出2个用集成块组成的单稳态与双稳态电路供分析参考:

    ff671ef1f1777f7ba6386fd0f2d57881.png

    电路原理分析: 上图一为单稳态电路,上图二为双稳态电路,这二个电路均是由双D触发器4013组成。在分析这2个电路原理之前,先介绍一下D触发器工作原理:D触发器,它有6个引线端点,其Q为正向输出端,Q为反向输出端,D为数据输入端,R为复位端,S为置位端,其R、S皆为高电位触发有效(即当R或S=1时,会使Q=1或使Q=0)。 clk为控制端,当clk=1时,其上跳沿触发有效,将使输出端Q电位发生变化:如D=0,给clk端输入一正突跳脉冲,将使Q端输出输出为0,如D=1,给clk端输入一正突跳脉冲,将使Q端输出输出为1。

    了解D触发器动作原理,就不难分析上面二图的动作原理:

    1、图一为单稳态电路,其电路是由D触发器、电阻R与电容C组成,电阻R二端分
    别接D触发器的Q端与S端,电容C的二端分别接S端与电源地(GND),4013的R端与D端接电源地(GND)。当接通电源瞬间,其输出可能会有2种输出状态:一种为:Q=1、Q=0,另一种为:Q=0、Q=1,但延时一段时间后该电路达到稳定状态后,其输出只有一种输出状态,即:Q=1,Q=0 。请见以下分析:
    (1)、如通电瞬间,其输出状态为Q=1、Q=0,由于C的原电压=0,而Q=0,使R、C支路电压=0,C将保持0V不变,即S端电压=0,R端接地,在无外信号触发clk端时,电路将总保持这种输出状态。

    (2)、如通电瞬间,其输出Q=0、Q=1,Q输出的高电压将通过电阻R向C充电,使C的电压由0上升,当C的电压上升到使S端置位使能的电位时,将使输出端Q置1。即Q=1、Q=0,Q=0将使R、C支路短路,则使C的电压通过电阻R进行放电,使C的电压由高电压下降,直至到0。这个放电过程,使S端电压由1↓0。这时其S与R端皆为0,不起置位或复位作用,在无外触发信号,电路将总保持这种输出状态(Q=1、Q=0)不变。这就是单稳态电路在通电后,其稳态输出只有一种状态的原由。

    触发使能其输出状态分析:该电路在没有外出发信号出发时,其输出状态总保持为:Q=1、Q=0。而数据端D始终=0。即输出Q与数据D的电压总是相反的。故当clk端输入一正脉冲信号时,其脉冲的上升沿使能,总会使输出端Q由1↓0,而Q端由0↑1。此时的输出为暂态(即暂时保持的输出状态):因为Q=1(高电压)将通过电阻R向C充电,使C的电压由0上升,当C的电压上升到使S端置位使能的电位时, S端置位使能,使输出Q=1,Q=0。而Q=0。又使C通过电阻R进行放电,即C的电压由高电压下降,直至到0。这时的S与R端皆为0,clj端如再无外触发脉冲时,电路将总保持这种输出状态不变。即:Q=1、Q=0。
    单稳态输出的暂态脉冲宽度,取决于电阻R与电容C的乘积:RC值大,输出脉冲宽,RC值小,输出脉冲窄。

    2、图二为双稳态电路:其电路组成:就一个D触发器,无其它元件,其电路组成特点是:输出端Q与数据端D线连接,其复位端R与置位端S皆接地。
    当接通电源时,其输出状态有2种:(1)为:Q=0、Q=1;(2)为:Q=1、Q=0。
    在没有外触发脉冲时,其输出状态保持不变,即有二个稳态输出状态。当clk端输入一正脉冲时,其脉冲前沿(上升沿)触发有效,使输出状态发生反转,即如触发前Q=0、Q=1,触发后其输出Q=1、Q=0,如触发前Q=1、Q=0,触发后其输出Q=0、Q=1。

    动作原理分析:1、如触发前的输出状态为:Q=0,其Q=1,由于D与Q端相接,故此时的D=1,当有正突跳脉冲触发clk端,将使输出Q与D端状态相同,即使Q=1,则Q=0。2、如触发前的输出状态为:Q=1,其Q=0,由于D与Q端相接,故此时的D=0,当有正突跳脉冲触发clk端,将使输出Q与D端状态相同,即使Q=0,则Q=1。可见每触发一次clk端,都会使该电路的输出状态发生反转,故称为双稳态电路。

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  • 555 单稳态电路

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    555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

    它内部包括两个电压比较器,三个5K欧姆的等值串联分压电阻(555定时器的名称也由此而得),一个 RS 触发器,一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3


    功能

    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 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=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,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为低电平。
    它的各个引脚功能如下:
    1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
    2脚:低触发端TR。
    3脚:输出端Vo
    4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
    5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
    6脚:高触发端TH。
    7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
    8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
    在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为低电平的情况下,555时基电路的功能表如表6—1示。



    清零端
    高触发端TH
    低触发端TR
    v0
    放电管T(V)
    功能
    0
    ×
    ×
    0
    导通
    直接清零
    1
    0
    1
    0
    导通
    置零
    1
    1
    0
    1
    截止
    置1
    1
    0
    0
    1
    截止
    置1
    1
    1
    1
    保持上一个状态
    保持上一状态
    保持上一状态


    1.单稳态触发器的工作原理  


         单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下, 电路将由稳态翻转到 暂稳态,暂稳态是一个不能长久保持的状态,由于电路中RC延时环节的作用,经过一段时间后,电路会自 动返回到稳态,并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中,输出的脉冲宽度tw,就 是暂稳态的维持时间,其长短取决于电路的参数值。

         由NE555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图1所示。图中R,C为外接定时元件,输人的触发信号ui接 在低电平触发端(2脚)。

      稳态时,输出uo为低电平,即无触发器信号(ui为高电平)时,电路处于稳定状态——输出低电平。在 ui负脉冲作用下,低电平触发端得到低于(1/3)Vcc,触发信号,输出uo为高电平,放电管VT截止,电 路进入暂稳态,定时开始。

      在暂稳态期间,电源+Vcc→R→C→地,对电容充电,充电时间常数T=RC,uc按指数规律上升。当电 容 两端电压uc上升到(2/3)Vcc后,6端为高电平,输出uo变为低电平,放电管VT导通,定时电容C充电结束 ,即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时,又重复上述过程。工作 波形图如图1(b)所示。



                               图1 单稳态触发器电路及工作波形



    可见,输人一个负脉冲,就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出,其脉冲宽度tw取决于电容器由0充电到 (2/3)Vcc,所需要的时间。可得




    这种电路产生的脉冲宽度莎w与定时元件R,C大小有关,通常R的取值为几百欧至几兆欧,电容取值为几 百皮法到几百微法。

    2.简易触摸开关电路

    如图2所示为一简易触摸开关电路,图中IC是集成NE555定时器,它构成单稳态触发器,当用手触摸一金属 片,低电平触发端得到低于(1/3)Vcc触发信号,输出uo为高电平,发光二极管亮,放电管VT截止,电路 进入暂稳态,定时开始。经过一定时间tw=1.1RC,发光二极管熄灭.该原理电路可用于床头灯、卫生间等场所。

    3。NE555定时器的其他应用电路


    NE555定时器除用于单稳态触发器和多谐振荡器外,还应用于施密特触发器。如图3所示为光控照明电路 ,其工作原理为:当光敏二极管2CU2B受到光照时,其内阻变小,555定时器的2脚和6脚电压高于2Vcc/3, 3脚输出低电平,继电器处于断开状态,灯不亮。当晚上光敏二极管2CU2B得不到光照或光照微弱时,其内 阻变大,555定时器的2脚和6脚电压低于Vcc/3,3脚输出高电平,继电器获电吸合,灯点亮。为了防止继 电器断开时产生较高的电动势而损坏555定时器,增加VD5,VD6对电路加以保护。



    参考:http://blog.chinaunix.net/uid-28957382-id-3829807.html



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    2020-07-14 13:15:50
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    点击蓝色字b425ef5858d870b7aa3110e8b2f6f79a.png免费订阅,每天收到这样的好信息

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    稳态电路一般有一个输出端和两个输入端(“+”、“-”端各一个),当输入端的“+”端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为高电平,且一直稳定地输出高电平。如果当输入端的“-”端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为低电平,且一直稳定地输出低电平。这就是双稳态电路。

    通俗的说,就是有A和B两个状态位置,你把它拨到A它就一直处于A位置,你把它拨到B它就一直处于B位置,这就是双稳。

    此开关有两稳定的状态,无触发时是不变的(不动作),当接收到触发信号时变为另一状态,再次接收到触发信号时变为原来一状态,如此反复。

    双稳态电路工作原理

    图一为双稳态电路,它是由两级反相器组成的正反馈电路,有两个稳定状态,或者是BG1导通、BG2截止;或者是BG1截止、BG2导通,由于它具有记忆功能,所以广泛地用于计数电路、分频电路和控制电路中。

    原理,图2(a)中,设触发器的初始状态为BG1导通,BG2截止,当触发脉冲方波从1端输入,经CpRp微分后,在A点产生正、负方向的尖脉冲,而只有正尖脉冲能通过二极管D1作用于导通管BG1的基极。ic1减小使BG1退出饱和并进入放大状态,于是它的集电极电位降低,经电阻分压器送到截止管BG2的基极,使BG2的基极电位下降,如果下降幅度足够时,BG2将由截止进入放大状态,因而产生下列正反馈过程(看下列反馈过程时,应注意:在图一的PNP电路中,晶体管的基极和集电极电位均为负值,所以uc1↓,表示BG1集电极电位降低,而uc1↑则表示BG1集电极电位升高,当BG1基极电位降低时,则ic1↑,反之当BG1基极电位升高时,ic1↓,ic1越来越小,ic2越来越大,最后到达BG1截止、BG2导通;接差触发脉冲方波从2端输入,并在t=t2时,有正尖脉冲作用于导通管BG2的基极,又经过正反馈过程,使BG1导通,BG2截止。以后,在1、2端的触发脉冲的轮流作用下,双稳电路的状态也作用相应的翻转,如图一(b)所示。

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    图一、双稳态电路

    由上述过程可见:(1)双稳态电路的尖顶触发脉冲极性由晶体管的管型决定:PNP管要求正极性脉冲触发,而NPN管却要求负极性脉冲触发。(2)每触发一次,电路翻转一次,因此,从翻转次数的多少,就可以计算输入脉冲的个数,这就是双稳态电路能够计算的原理。

    双稳态电路的触发电路形式有:单边触发、基极触发、集电极触发和控制触发等。

    图二给出几种实用的双稳态电路。电路(a)中D3、D4为限幅二极管,使输出幅度限制在-6伏左右;电路(b)中的D5、D6是削去负尖脉冲;电路(C)中的ui1、ui2为单触发,ui为输入触发表一是上述电路的技术指标。

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    图二、种实用的双稳态电路

    双稳态开关电路图分析

    如图为双稳态开关控制电路。该控制电路在通电后,它的TH端被电阻R2拉向低电平,TR端被R1拉向高电平。这时,555电路的输出端输出低电平,继电器K为吸合状态。随后,如果按下SBl,由于TR端被拉向低电平,电路进入置位状态,输出端输出高电平,继电器断电释放,电路进入稳态;如果是按下SB2,则有高电平加至TH端,电路输出状态不变。在电路输出高电平的状态下,如果按下SB2 ,则有高电平加至TH端。这时TR端也为高电平,所以555电路翻转,输出端由高电平变为低电平,继电器通电吸合,进入另一个稳态。在随后的控制过程中,只要交替按下SB1与SB2中的一个,就会有一个对应的输出状态。只要不按下按钮,原有的输出状态就不会自动改变。

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    双稳态开关控制电路

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  • 稳态一键开关机电路

    千次阅读 2018-12-01 11:25:00
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单稳态开关电路图