第13章-555集成定时器与模拟量和数字量的转换.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电工电子技术基础,（第五版）,“,十二五,”,职业教育国家规划教材,经全国职业教育教材审定委员会审定,555,集成定时器与模拟量和数字量的转换,第,13,章,主要,内容,案例 变音警笛电路,13.1 555,集成定时器,13.2,模拟量和数字量的转换,【,案例,】,变音警笛电路,第,13,章,1.,电路及工作过程,1M,NE555,（,1,）,NE555,（,2,）,1k,47k,1k,10k,1F,0.01F,9V,U,CC,R,D,DIS,TH,TR,GND,CO,u,o,U,CC,R,D,DIS,TH,TR,GND,CO,u,o,0.1F,9015,BL,第,13,章,2.,电路元器件,NE555,两个,扬声器,8/2W,一个,三极管,9015,一个,1k,电阻两个,10k,、,47k,1M,电阻各一个,电解电容,16V/1F,一个,涤纶电容,16V/0.01F,、,16V/0.1F,各一个,9V,直流电源,8,脚集成电路插座二个,万能版一块、连接导线若干,【,案例,】,变音警笛电路,第,13,章,3.,案例实施,【,案例,】,变音警笛电路,自己设计电路安装图，在万能版上安装元器件，并焊接。注意集成块应先焊好集成块座，再按引脚顺序插入集成块。,查阅集成电路手册，熟悉,NE555,各引脚；认真检查元器件，确保器件完好。,对照电路，检查无误后，接上,9V,电源，扬声器应发出呜,-,哇,-,呜,-,哇的声音。若不能正常发出声音，应查找故障，直至正常为止。,第,13,章,4.,案例思考,？,改变,R,1,、,R,2,、,C,2,的大小，对扬声器发出声音的节奏有何影响？,【,案例,】,变音警笛电路,？,改变,R,3,、,R,4,、,C,4,的大小，对扬声器发出声音的节奏有何影响？,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.1,555,集成定时器结构及其基本原理,1.555,定时器组成,1,3,个,5k,的电阻组成分压器,两个电压比较器,基本,RS,触发器,放电三极管,U,R1,U,R2,&,&,&,CO,TH,TR,+,U,CC,u,o,D,5k,A,1,VT,2,6,5,8,4,3,7,R,Q,Q,R,R,R,5k,5k,A,2,G,1,G,2,+,+,_,+,+,_,当,CO,无控制电压输入时,当,CO,接固定电压时,&,&,&,CO,TH,TR,+,U,CC,u,o,D,5k,A,1,VT,2,6,5,8,4,3,7,R,Q,Q,R,R,R,5k,5k,A,2,G,1,G,2,+,+,_,+,+,_,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.1,555,集成定时器结构及其基本原理,2.555,集成定时器的基本工作原理,u,o,=0,，,VT,饱和导通。,V,TH,2,V,CC,/3,A,1,=0,、,A,2,=1,，,Q,=0,，,u,o,=0,，,VT,饱和导通。,V,TH,2V,CC,/3,A,1,=1,、,A,2,=1,，,Q,不变，,u,o,不变，,VT,状态不变。,V,TH,2V,CC,/3,A,1,=1,、,A,2,=0,，,Q,=1,，,u,o,=1,，,VT,截止。,V,CC,/3,V,CC,/3,V,CC,/3,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.1,555,集成定时器结构及其基本原理,TH,TR,R,u,o,VT,0,0,导通,1,0,导通,1,保持,保持,1,1,截止,555,集成定时器的逻辑功能表,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.1,555,集成定时器结构及其基本原理,1.555,集成定时器构成单稳态触发器,u,i,8 4,7,6,3,2 5,1,+,U,CC,u,o,0.01F,R,C,555,t,O,u,o,u,i,t,O,u,C,t,O,t,P,2/3U,CC,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.2,555,集成定时器的应用,电路有一个稳态和一个暂稳态。,在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。,暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间,后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与,触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。,单稳态触发器特点,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.2,555,集成定时器的应用,脉冲整形、脉冲定时,单稳态触发器功能,&,单稳态触发器,u,i,u,o,u,A,u,o,t,p,u,i,u,o,u,A,u,o,多谐振荡器是一种能产生矩形脉冲波的自激振荡器，所以也称矩形波发生器。,8 4,7,6,3,2 5,1,+,U,CC,u,o,0.01F,R,1,C,555,R,2,2Ucc/3,Ucc/3,t,O,u,i,t,O,u,o,t,1,t,2,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.2,555,集成定时器的应用,2.555,集成定时器构成多谐振荡器,t,1,=,0.7(,R,1,+,R,2,),C,t,2,=0.7,R,2,C,振荡周期,T,=,t,1,+,t,2,+=0.7(,R,1,+2,R,2,),C,振荡频率,f,=1/,T,占空比,适当选取,C,的大小，即可通过调节,R,1,、,R,2,的值达到调节振荡器输出信号频率及占空比的目的。,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.2,555,集成定时器的应用,R,u,i,8 4,6 7,555 3,2 5,1,+,U,CC,U,CO,控制电压,调节回差,+,U,CC1,u,o,u,o1,t,O,u,o,u,i,t,O,U,T+,U,T,回差电压（滞后电压）：,U,T,U,T,U,T,13.1 555,集成定时器,第,13,章,13.1.2,555,集成定时器的应用,3.555,集成定时器构成施密特触发器,施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于回差电压的存在，具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。,可以实现波形变换、波形整形、幅度鉴别等电路,。,能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称,A/D,转换器或,ADC,。,能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称,D/A,转换器或,DAC,。,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,输出,D/A,输入,d,0,d,1,d,n-1,1.D/A,转换器的基本原理及主要技术指标,分辨率,D/A,转换器的主要技术指标,分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为,n,位的,D/A,转换器中，输出电压能,区分,2,n,个不同的输入二进制代码状态，能给出,2,n,个不同等级的输出模拟电压。,分辨率也可以用,D/A,转换器的最小输出电压（对应的输入数字量只有最低有效位为,1,）与,最大输出电压（对应的输入数字量所有有效位全为,1,）的比值表示。,10,位,D/A,转换器的分辨率为,转换精度,输出建立时间,D/A,转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。,从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值时所需要的时间，称为输出建立时间。,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,二进制权电阻网络,D/A,转换器,d,1,d,0,d,2,d,3,S,3,R,u,o,I,3,2,R,S,2,I,2,I,1,I,0,4,R,8,R,S,1,S,0,+V,REF,I,REF,i,F,R/,2,i,+,+,_,2.D/A,转换器的构成,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,各支路电分别为,合成电流为,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,倒,T,型电阻网络,D/A,转换器,从,A,、,B,、,C,、,D,向右看的二端网络等效电阻都是,R,。,参考电压源,模拟开关,电阻网络,运算放大器,d,1,d,0,d,2,d,3,S,3,R,u,o,I,3,2,R,S,2,I,2,I,1,I,0,2,R,2,R,S,1,S,0,+V,REF,I,REF,i,F,R/,2,i,2,R,R,R,R,B,C,D,A,I,3,I,2,I,1,I,0,+,+,_,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,从参考电压端输入的电流,各支路的电流分别,合成电流,输出电压,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,分辩率,8,位；,电流稳定时间,1s,；,可双缓冲，单缓冲或直接数字输入；,只需在满量程下调整其线性度；,单一电源供电（,+5V,+15V,）；,低功耗，,20mw,。,DAC0832,是一种具有两个输入数据寄存器的,8,位,D/A,转换器。,主要技术指标,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,3.DAC0832,DAC0832,结构及原理,允许数据输入,数据被锁存,允许,D/A,转换,停止,D/A,转换,10,DGND,数字地,U,CC,AGND,模拟地,20,LE,（,2,）,LE,（,1,）,9,I,OUT1,I,OUT2,V,REF,8,12,11,8,位,DAC,寄存器,8,位输入寄存器,13,14,15,16,4,5,6,7,19,1,2,18,17,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,I,LE,CS,WR,1,WR,2,XFER,R,fb,8,位,D/A,转换器,3,1,1,1,1,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,写,1,（低电平）,写,2,（低电平）,传送控制信号（低电平）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,DAC,0830,0831,0832,CS,AGND,D,3,D,2,D,1,D,0,DGND,XFER,D,4,D,5,D,6,D,7,WR,1,WR,2,V,REF,I,OUT2,I,OUT1,R,fb,U,CC,I,LE,片选信号引脚（低电平）,输入锁存允许信号（高电平）,数字输入量,DAC,电流输出,反馈电阻,参考电压输入,供电电源,模拟地,数字地,构成第一级输入锁存,构成第二级输入锁存,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.1,D/A,转换,器,1.A/D,转换器的基本原理及主要技术指标,A/D,转换器的转换过程,数字量输出,ADC,的数字,化编码电路,CP,S,S,采样保持电路,采样展宽信号,输入模拟电压,C,u,i,（,t,）,u,S,（,t,）,d,0,d,1,D,n-,1,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,采样,-,保持电路,O,t,0,t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,t,6,t,7,t,8,t,9,t,10,t,11,t,u,i,u,o,u,i,u,o,C,A,1,A,2,采样脉冲,开关驱,动电路,S,u,i,u,o,u,C,+,+,_,+,+,_,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,A/D,转换器的主要技术指标,分辨率,相对精度,转换速度,用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。,相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。,转换速度是指完成一次转换所需的时间。,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,2.,逐次逼近型,A/D,转换器,输出数字量,输入模拟电压,顺序脉冲,发生器,逐次逼近,寄存器,D/A,转换器,电压,比较器,u,i,u,o,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,电路组成,8,位,模拟,开关,ADDA,ADDB,ADDC,ALE,地址,锁存,与,译码,控制与时序,SAR,三态,输出,锁存,缓冲,器,EOC,D,0-7,树状开关,256R,电阻网络,GND,REF,(,),REF,(,),OE,START,CLK,IN,0-7,U,CC,+,+,13.2,模拟量和数字量的转换,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,3.ADC0809,ADC0809,管脚功能,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,ADC0809,IN,3,IN,4,IN,5,IN,6,IN,7,START,EOC,IN,2,IN,1,IN,0,ADDA,ADDB,ADDC,ALE,D,0,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,V,REF,(,),OE,CLK,U,CC,V,REF,(,),GND,D,1,11,12,13,14,25,26,27,28,8,个模拟量输入端,启动,A/D,转换,转换结束信号,输出允许信号,实时时钟,通道地址锁存允许,通道地址输入,数字量输出线,正负参考电压,电源电压,地,第,13,章,13.2.2,A/D,转换,器,13.2,模拟量和数字量的转换,E-mail,：,dutpgz,网址,：,地址：大连市软件园路,80,号,大连理工大学出版社,谢谢观看,