單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路工作原理及作用是什么？

單穩(wěn)態(tài)電路只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后經(jīng)過一段時間會回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，一般作固定脈沖寬度整形。 當(dāng)輸入Vi保持高電平時，Ci相當(dāng)于斷開。輸入Vi'由于Ri的存在而為高電平Vcc。此時： ①若定時器原始狀態(tài)為0，則集電極輸出（7腳）導(dǎo)通接地，使電容C放電、Vc=0，即輸入6腳的信號低于2/3Vcc，此時定時器維持0不變。 　　 ②若定時器原始狀態(tài)為1，則集電極輸出（7腳）對地斷開，Vcc經(jīng)R向C充電，使Vc電位升高，待Vc值高于2/3Vcc時，定時器翻轉(zhuǎn)為0態(tài)。 狀態(tài) 雙穩(wěn)態(tài)電路有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一個輸出端和兩個輸入端（“+”、“－”端各一個），當(dāng)輸入端的“+”端有觸發(fā)信號時，輸出端不管原來是什么狀態(tài)，都會立即變?yōu)楦唠娖剑�且一直穩(wěn)定地輸出高電平。如果當(dāng)輸入端的“－”端有觸發(fā)信號時，輸出端不管原來是什么狀態(tài)，都會立即變?yōu)榈碗娖剑�且一直穩(wěn)定地輸出低電平。觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后會一直保持，有記憶效用，一般作存儲器或計數(shù)器。 以上內(nèi)容參考：百度百科-單穩(wěn)態(tài)電路

1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫穩(wěn)態(tài)。 　　2.在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個暫穩(wěn)態(tài)。 　　3.由于電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，該暫態(tài)維持一段時間又回到原來的穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持的時間取決于RC的參數(shù)值。
電路組成

　　如圖6-7所示，其中R、C為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時元件，它們的連接點(diǎn)Vc與定時器的閥值輸入端（6腳）及輸出端Vo'（7腳）相連。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。 　　Ri、Ci構(gòu)成輸入回路的微分環(huán)節(jié)，用以使輸入信號Vi的負(fù)脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內(nèi)，一般tpi>5RiCi，通過微分環(huán)節(jié)，可使Vi'的尖脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信號的負(fù)脈沖寬度tpi本來就小于tpo，則微分環(huán)節(jié)可省略。　 　　定時器復(fù)位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端Vm通過0.01uF接地，定時器輸出端Vo（3腳）作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)信號輸出端。
編輯本段工作原理
　　當(dāng)輸入Vi保持高電平時，Ci相當(dāng)于斷開。輸入Vi'由于Ri的存在而為高電平Vcc。此時，①若定時器原始狀態(tài)為0，則集電極輸出（7腳）導(dǎo)通接地，使電容C放電、Vc=0，即輸入6腳的信號低于2/3Vcc，此時定時器維持0不變。 　　②若定時器原始狀態(tài)為1，則集電極輸出（7腳）對地斷開，Vcc經(jīng)R向C充電，使Vc電位升高，待Vc值高于2/3Vcc時，定時器翻轉(zhuǎn)為0態(tài)。　 　　結(jié)論：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器正常工作時，若未加輸入負(fù)脈沖，即Vi保持高電平，則單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出Vo一定是低電平。 　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過程分為下面三個階段來分析，圖6-8為其工作波形圖：
　　①觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段： 　　輸入負(fù)脈沖Vi到來時，下降沿經(jīng)RiCi微分環(huán)節(jié)在Vi'端產(chǎn)生下跳負(fù)向尖脈沖，其值低于負(fù)向閥值（1/3Vcc）。由于穩(wěn)態(tài)時Vc低于正向閥值（2/3Vcc），固定時器翻轉(zhuǎn)為1，輸出Vo為高電平，集電極輸出對地斷開，此時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。　 　　②暫態(tài)維持階段： 　　由于集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，Vcc通過R向C充電，Vc按指數(shù)規(guī)律上升并趨向于Vcc。從暫穩(wěn)態(tài)開始到Vc值到達(dá)正向閥值（2/3Vcc）之前的這段時間就是暫態(tài)維持時間tpo 。 　　③返回恢復(fù)階段： 　　當(dāng)C充電使Vc值高于正向閥值(2/3Vcc）時，由于Vi'端負(fù)向尖脈沖已消失 ，Vi'值高于負(fù)向閥值（1/3Vcc），定時器翻轉(zhuǎn)為0，輸出低電平，集電極輸出端（7腳）對地導(dǎo)通，暫態(tài)階段結(jié)束。C通過7腳放電，使Vc值低于正向閥值（2/3Vcc），使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。
編輯本段單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例
　　利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特性可以實(shí)現(xiàn)脈沖整形，脈沖定時等功能。 　　1.脈沖整形 　　利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度的脈沖這一特性，可以將過窄或過寬的輸入脈沖整形成固定寬度的脈沖輸出。 　　如圖6-9所示的不規(guī)則輸入波形，經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處理后，便可得到固定寬度、固定幅度，且上升、下降沿陡峭的規(guī)整矩形波輸出。
　　2.脈沖定時： 　　若將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出Vo接至與門的一個輸入腳，與門的另一個輸入腳輸入高頻脈沖序列Vf。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸入負(fù)向窄脈沖到來時開始翻轉(zhuǎn)，與門開啟，允許高頻脈沖序列通過與門從其輸出端VAND輸出。經(jīng)過tpo定時時間后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，與門關(guān)閉，禁止高頻脈沖序列輸出。由此實(shí)現(xiàn)了高頻脈沖序列的定時選通功能。

單穩(wěn)態(tài)電路可以由分立元件、集成邏輯門來構(gòu)成，也可用555定時器或單片專用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。 分成兩類：一類是可重觸發(fā)的；一類是不可重觸發(fā)的。前者是指在電路第一次觸發(fā)后的暫態(tài)期間，允許再次被觸發(fā)，后者則不允許，即第二次觸發(fā)無效。集成單穩(wěn)態(tài)電路常設(shè)有若干個觸發(fā)輸入端，包括正邊沿觸發(fā)端及負(fù)邊沿觸發(fā)端。某些電路的內(nèi)部還附加了一個施密特觸發(fā)器，用以改善輸入觸發(fā)脈沖的邊沿。此外，還常設(shè)有置0輸入端。因此，使用靈活、方便。 由兩個集成邏輯門及RC積分電路構(gòu)成，如圖2（b）所示。穩(wěn)態(tài)時G1、G2同時截止，u01、uA、u0均為高電平。當(dāng)uI正脈沖到來時，G1導(dǎo)通，立即使u0=U0L，電路進(jìn)入暫態(tài)。隨著電容C通過G1的放電，uA不斷下降。當(dāng)uA=UTH時，G2截止，u0回到高電平。當(dāng)uI由高電平變低電平后，G1截止，電容C由G1的輸出電壓經(jīng)電阻R充電，在uA恢復(fù)到高電平UOH時，電路回到穩(wěn)態(tài)。該電路適用于寬的正脈沖觸發(fā)，輸出脈沖寬度為：tw=(R+ R0)Cln其中，R0為G1的低電平輸出電阻。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)，即0和1，所以觸發(fā)器也被稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。與雙穩(wěn)態(tài)電路不同，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定的狀態(tài)。這個穩(wěn)定狀態(tài)要么是0，要么是1。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)是：(1)在沒有受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保持在穩(wěn)態(tài)；（2）在受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入“暫穩(wěn)態(tài)”。假設(shè)穩(wěn)態(tài)為0，則暫穩(wěn)態(tài)為1。（3）經(jīng)過一段時間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從暫穩(wěn)態(tài)返回穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)停留的時間僅僅取決于電路本身的參數(shù)。 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器包含阻容元件構(gòu)成的微分電路。因為CMOS門電路的輸入電阻很高，所以其輸入端可以認(rèn)為開路。電容和電阻構(gòu)成一個時間常數(shù)很小的微分電路，它能將較寬的矩形觸發(fā)脈沖變成較窄的尖觸發(fā)脈沖。穩(wěn)態(tài)時，等于0，等于0，等于，等于0，等于，電容兩端的電壓等于0。觸發(fā)脈沖到達(dá)時，大于，大于，等于0，等于0，等于，電容開始充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容兩端的電壓上升到時，即上升到時，等于0，電路退出暫穩(wěn)態(tài)，電路的輸出恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。顯然，輸出脈沖寬度等于暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間。電路退出暫穩(wěn)態(tài)時，已經(jīng)回到0（這是電容和電阻構(gòu)成的微分電路決定的），所以等于，等于，電容通過輸入端的保護(hù)電路迅速放電。當(dāng)下降到時，電路內(nèi)部也恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。 積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[圖6.3.5]包含阻容元件構(gòu)成的積分電路。穩(wěn)態(tài)時，等于0，、和等于。觸發(fā)脈沖到達(dá)時，等于， 等于，仍等于，等于，電容開始通過電阻放電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容兩端的電壓下降到時，即下降到時，等于，電路退出暫穩(wěn)態(tài)，電容的放電過程要持續(xù)到觸發(fā)脈沖消失。回到后，又變成，電容轉(zhuǎn)為充電。當(dāng)上升到后，電路內(nèi)部也恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 在普通微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加一個輸入控制電路和一個輸出緩沖電路就可以構(gòu)成集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入控制電路實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)脈沖寬度轉(zhuǎn)換功能以及觸發(fā)脈沖邊沿選擇功能。輸出緩沖電路則提高了電路的負(fù)載能力。 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類型：可重觸發(fā)的和不可重觸發(fā)的。在暫穩(wěn)態(tài)期間，前者受觸發(fā)脈沖的影響而后者不受觸發(fā)脈沖的影響。假設(shè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為秒，兩個相隔秒的觸發(fā)脈沖先后到達(dá)，，那么，它在第一個觸發(fā)脈沖的作用下進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這個暫穩(wěn)態(tài)還沒有結(jié)束，第二個觸發(fā)脈沖就到達(dá)了。對于可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來說，電路將被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒；對于不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來說，電路將不被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒。

在工業(yè)控制中，單穩(wěn)觸發(fā)器是一種非常實(shí)用的數(shù)字器件，它的正式名稱是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 、多諧振蕩器區(qū)別為：穩(wěn)定狀態(tài)不同、用途不同、脈沖不同。 一、穩(wěn)定狀態(tài)不同 1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，通過出發(fā)，可以翻轉(zhuǎn)到一個“暫穩(wěn)”狀態(tài)，一定時間后會自動回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。 2、多諧振蕩器 ：多諧振蕩器無穩(wěn)定狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會在某個狀態(tài)下穩(wěn)定，永遠(yuǎn)不停的翻轉(zhuǎn)。 二、用途不同 1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ：使用單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行計數(shù)器和觸發(fā)器復(fù)位。 2、多諧振蕩器 ：利用多諧振蕩器構(gòu)成簡易溫控報警電路。 三、脈沖不同 1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一旦輸入觸發(fā)信號，就產(chǎn)生一個已確定的時間間隔的脈沖。 2、多諧振蕩器 ：多諧振蕩器一旦輸入觸發(fā)信號，就產(chǎn)生多個不確定的時間間隔的脈沖。