單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（一）

機(jī)械開關(guān)閉合時(shí)，一般都會(huì)產(chǎn)生“抖動(dòng)”，在某些控制電路中，是不允許這種現(xiàn)象發(fā)生的。如圖所示，為單脈沖發(fā)生器，可有效地去除機(jī)械開關(guān)的抖動(dòng)問題。

圖、單脈沖發(fā)生器

開機(jī)時(shí)，R、C清零IC1，Q1=Q2=0。J—K觸發(fā)器IC1接成2位移位寄存器。當(dāng)開關(guān)K置a時(shí)，門c輸出“1”，CP脈沖來(lái)到時(shí)，Q1=J1=1，此時(shí)，若K產(chǎn)生了抖動(dòng)，假設(shè)為一通一斷，只要K不與—a接通，門c輸出為“1”不變。在下一個(gè)CP脈沖來(lái)到時(shí)，Q2=J2=1，Q1和—Q2的狀態(tài)改變正好經(jīng)歷了1個(gè)CP脈沖的周期，經(jīng)與非門2a后，輸出1個(gè)單脈沖。波形圖如圖所示。

圖、單脈沖發(fā)生器波形圖

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（二）

安裝在邏輯開關(guān)的右邊。當(dāng)按、放一次按紐“P”時(shí)，可在P+、P—端同時(shí)產(chǎn)生正極性和負(fù)極性單次脈沖。電路如附圖1-6所示。單次脈沖分別在輸入（出）插孔板上對(duì)應(yīng)的P+、P—插孔輸出。單脈沖發(fā)生器的電源與+5V電源在內(nèi)部已接通。由于采用了防抖動(dòng)電路，輸出電平是無(wú)抖動(dòng)的。

單次脈沖本來(lái)是可以由按鈕式開關(guān)來(lái)獲取的，但是由于在按鈕的按動(dòng)過(guò)程中極易發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象，因而所獲取的往往并不是單個(gè)的脈沖，而是一組數(shù)目不定的脈沖串，雖然有的電路中加有防抖動(dòng)電路，但對(duì)于某些電路仍不能保證其工作的可靠性。如圖所示電路可以確保每按動(dòng)一次按鈕，可以取得一個(gè)脈沖，工作十分可靠。

真值表

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（三）

利用程控單結(jié)晶體管Th可構(gòu)成有多種波形輸出的脈沖發(fā)生器電路。圖b示出從圖a電路中a、b、c、d各點(diǎn)輸出的脈沖波形。本例中Ub=50V，脈沖頻率f=1000Hz，脈沖峰值U=Up=20V.元件參數(shù)R1=0.164M歐，R2=0.256M歐，R3=4.9M歐，R4或R5=8歐，C=410pF。

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（四）

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（五）

1、按鍵消抖電路原理

為了使按鍵消抖電路模塊簡(jiǎn)潔，移植性好，在此用計(jì)數(shù)器的方式實(shí)現(xiàn)按鍵消抖的功能。

計(jì)數(shù)器模值n根據(jù)抖動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度和采樣脈沖信號(hào)CLK的周期大小決定。計(jì)數(shù)模值n=延時(shí)／脈沖信號(hào)采樣周期。一般按鍵抖動(dòng)時(shí)間為5～10ms，甚至更長(zhǎng)。筆者用的開發(fā)板提供的系統(tǒng)時(shí)鐘為24MHz，按公式計(jì)算，當(dāng)計(jì)數(shù)器模值取20位，計(jì)數(shù)到219即h80000時(shí)，大約延時(shí)22ms。計(jì)數(shù)期間認(rèn)為是按鍵的抖動(dòng)信號(hào)，不做采樣；計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，認(rèn)為采樣信號(hào)為穩(wěn)定按鍵信號(hào)。這樣就可以把按鍵時(shí)間小于22ms的抖動(dòng)信號(hào)濾掉。

引入一個(gè)采樣脈沖信號(hào)CLK，并輸入按鍵信號(hào)KEY。KEY輸入低電平，計(jì)數(shù)器開始做加法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到h80000即計(jì)數(shù)器中最高位Q19為1，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，輸出Q19，作為按鍵的穩(wěn)定輸出，計(jì)數(shù)期間Q19輸出為0；KEY輸入高電平，計(jì)數(shù)器清零，Q19輸出為0。所以該電路需按鍵22ms才會(huì)得到有效信號(hào)。

2、鍵控單脈沖發(fā)生器電路原理

鍵控單脈沖發(fā)生器利用上述電路解決按鍵消抖問題，得到穩(wěn)定的信號(hào)。用兩個(gè)D觸發(fā)器和一個(gè)與門產(chǎn)生單脈沖，如圖1所示。

D觸發(fā)器U2A收到穩(wěn)定信號(hào)D1=1后被觸發(fā)。觸發(fā)器U2A中的Q1端得到與CLK同步的正向脈沖。輸出Q1到D觸發(fā)器U3A，得到比Q1延遲一個(gè)時(shí)鐘周期的的正向脈沖，將Q2端輸出取反得到一個(gè)負(fù)向脈沖。Q1與Qn2的輸出作為一個(gè)與門的輸入，會(huì)輸出一個(gè)脈寬是原時(shí)鐘周期2倍的單脈沖。

為了使得出的單脈沖脈寬與時(shí)鐘周期相等，相位與時(shí)鐘周期相同，對(duì)圖1中電路設(shè)計(jì)做了改進(jìn)，如圖2所示。

圖2中時(shí)鐘送入D觸發(fā)器前加了非門，使Q1端產(chǎn)生與nCLK（CLK的反向脈沖信號(hào)）同步的正向脈沖，與門輸出單脈沖與CLK差半個(gè)時(shí)鐘周期，作為D觸發(fā)器U4A的輸入D4，在CLK上升沿U4A被觸發(fā)，使單脈沖脈寬與時(shí)鐘周期相同，實(shí)現(xiàn)了等脈寬。并延遲了半個(gè)時(shí)鐘周期使輸出脈沖與時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了相位調(diào)整。整個(gè)單脈沖發(fā)生器的時(shí)序圖如圖3所示（圖3中的t1，t2是任意鍵按下與鍵抬起時(shí)刻）。

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（六）

如圖所示是由雙D觸發(fā)器CD4013、14二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器／分頻器和振蕩器CD4060等組成的單脈沖／連續(xù)脈沖發(fā)生電路，主要應(yīng)用于電子儀表的調(diào)校中。

單脈沖/連續(xù)脈沖發(fā)生電路

該電路主要由觸發(fā)按鍵，單脈沖發(fā)生電路和連續(xù)脈沖發(fā)生電路三部分組成。其中按鍵開關(guān)SB和晶體三極管VT組成觸發(fā)按鍵；IC1、IC3以及IC4組成單脈沖發(fā)生電路；IC2、IC3以及IC5組成連續(xù)脈沖發(fā)生電路。

當(dāng)按鍵開關(guān)SB沒有被按下時(shí)，晶體三極管VT為截止?fàn)顟B(tài)，集電極將輸出的高電平輸送到IC1、IC3、IC4以及IC5的復(fù)位端R，使電路復(fù)位，IC3、IC4、IC5的輸出端Q輸出高電平。由圖中可以看到，IC2的復(fù)位端R連接到IC5的輸出端Q上，因此，IC2也發(fā)生復(fù)位。當(dāng)按下按鍵開關(guān)SB時(shí)，晶體三極管VT導(dǎo)通，集電極輸出的低電平使IC1、IC3、IC4以及IC5的復(fù)位端R變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)，各部分電路開始工作。

在單脈沖發(fā)生電路中，按下按鍵開關(guān)SB后，IC1產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖由輸出端Q6輸出并傳送給IC4的CP端，D觸發(fā)器IC4得到了脈沖，觸發(fā)內(nèi)部進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，輸出端Q輸出高電平。當(dāng)松開SB后，三極管VT又截止，振蕩器停止工作。IC3復(fù)位后，輸出端Q為高電平狀態(tài)。這樣就能使電路在下一次按鍵時(shí)輸出單脈沖。

在連續(xù)脈沖發(fā)生電路中，當(dāng)按下按鍵開關(guān)SB后，IC1產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖由輸出端Q13輸出并傳送給IC5的CP端，D觸發(fā)器IC5翻轉(zhuǎn)，輸出端Q輸出高電平，Q輸出低電平，該低電平分別傳輸?shù)絀C2的復(fù)位端R和IC4的D端，使經(jīng)IC2分頻的單脈沖鎖存住。同時(shí)，由IC2的Q6端輸出的脈沖連接到IC3的CP端，被接成T觸發(fā)器的IC3對(duì)該脈沖進(jìn)行2分頻，此時(shí)輸出端Q輸出的就為連續(xù)脈沖。

單次脈沖發(fā)生器電路圖設(shè)計(jì)（七）

它是一個(gè)基本多諧振蕩器。電路如附圖1-7所示。通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)“K”的轉(zhuǎn)換，能產(chǎn)生1～10Hz及20～150KHZ左右的脈沖信號(hào)，脈沖頻率和寬度在上述范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。脈沖主頻信號(hào)在輸入（出）插孔板上輸出，在主頻信號(hào)的左邊插孔可輸出主頻頻率的2、4、8、16的同步分頻信號(hào)，連續(xù)脈沖發(fā)生器的電源內(nèi)部已連通。