74HC123的電路應用場景
- **1. 引腳功能示例**
- **2. 核心功能**
- **(1)單穩態觸發器**
- **(2)雙獨立通道**
- **(3)靈活觸發方式**
- **3. 工作原理**
- **4. 典型應用場景**
- **(1)定時與延時控制**
- **(2)脈沖信號生成**
- **(3)保護與故障處理**
- **(4)多諧振蕩器**
- ** 5. 74HC123的電路應用示例-保護電機**
- **電路關鍵配置**
- **工作原理**
- **6. 設計注意事項**
- **7. 與其他器件的對比**
- **總結**
74HC123 是一款 雙可重觸發單穩態多諧振蕩器(Dual Retriggerable Monostable Multivibrator),其核心功能是通過外部電阻(R)和電容(C)調節輸出脈沖寬度,并在觸發信號的作用下生成可控的單穩態脈沖。以下是其功能的詳細解析:
1. 引腳功能示例
引腳 | 功能 | 說明 |
---|---|---|
A1/A2 | 負邊沿觸發輸入 | 接收外部觸發信號(低電平跳變)。 |
B1/B2 | 正邊沿觸發輸入 | 接收外部觸發信號(高電平跳變)。 |
nRD1/nRD2 | 直接復位輸入 | 低電平有效,強制終止當前脈沖輸出。 |
Q1/Q2 | 輸出信號 | 輸出單穩態脈沖(低電平或高電平,取決于觸發模式)。 |
CEXT1/CEXT2 | 外部電容連接 | 與 REXT 引腳配合,設定脈沖寬度。 |
REXT/CEXT1/REXT/CEXT2 | 外部電阻/電容連接 | 與 CEXT 引腳配合,設定脈沖寬度(T=0.693×R×C)。 |
2. 核心功能
(1)單穩態觸發器
- 脈沖寬度調節:通過外接電阻(R)和電容(C)設定輸出脈沖的持續時間(T=0.693×R×C)。
- 可重觸發:在輸出脈沖期間,若再次接收到觸發信號,脈沖寬度會重新開始計時(延長輸出時間)。
- 直接復位:通過復位引腳(nRD)強制終止當前脈沖輸出,立即將輸出拉低。
(2)雙獨立通道
- 內部包含兩個完全獨立的單穩態觸發器,可分別配置為不同的觸發模式(正邊沿觸發或負邊沿觸發)。
- 每個通道均可獨立控制,適用于需要多路定時或延時控制的場景。
(3)靈活觸發方式
- 正邊沿觸發(B輸入):當輸入信號從低電平跳變為高電平時觸發。
- 負邊沿觸發(A輸入):當輸入信號從高電平跳變為低電平時觸發。
- 施密特觸發輸入:增強抗噪聲能力,適應慢速輸入信號。
3. 工作原理
-
正常觸發流程:
- 當觸發信號(A或B)滿足條件(邊沿變化)時,觸發器進入暫穩態,輸出引腳(Q)變為低電平(或高電平,取決于配置)。
- 外部RC網絡開始充電,經過設定時間后,觸發器自動恢復到穩態,輸出返回初始狀態。
-
可重觸發特性:
- 在輸出脈沖期間,若再次觸發,脈沖寬度會從當前時刻重新計算(延長輸出時間)。
- 適用于需要動態調整脈沖寬度的場景(如延時控制、信號展寬)。
-
直接復位:
- 通過復位引腳(nRD)輸入低電平,可立即終止當前脈沖輸出,強制輸出為低電平。
4. 典型應用場景
(1)定時與延時控制
- 工業控制:保護電機驅動電路,防止程序異常導致電機過載。
- 消費電子:LED 調光或風扇控制,確保系統故障時自動關閉。
- 物聯網設備:遠程監控系統中,作為硬件級保護機制。
(2)脈沖信號生成
- 通信系統:生成時鐘信號或數據同步脈沖。
- 傳感器接口:為傳感器提供精確的觸發信號。
(3)保護與故障處理
- 異常保護:當單片機程序異常時,通過復位引腳(nRD)強制輸出低電平,切斷后級電路供電。
- 看門狗電路:配合看門狗芯片監控系統運行狀態,異常時觸發復位。
(4)多諧振蕩器
- 通過反饋電路設計多諧振蕩器,生成方波或周期性脈沖信號。
** 5. 74HC123的電路應用示例-保護電機**
電路關鍵配置
引腳 | 功能 | 連接信號 |
---|---|---|
1A (Input1) | 觸發輸入(MPWR_TRIG) | 單片機脈沖輸出 |
1RST (Input3) | 復位輸入(MPWR_CTRL) | 單片機控制信號 |
1Q (Output13) | 輸出信號 | 后級電路(高/低電平) |
工作原理
-
正常運行:
MPWR_TRIG
輸入負脈沖,MPWR_CTRL
為高電平。- 74HC123被觸發,輸出引腳13(1Q)產生高電平脈沖。
- 脈沖寬度由外部RC網絡決定,公式:T=0.693×R×C。
-
異常處理:
- 單片機程序跑飛時,
MPWR_TRIG
停止輸出脈沖或MPWR_CTRL
被拉低。 - 74HC123不再觸發,輸出引腳13(1Q)自動拉低,切斷后級電路供電。
- 單片機程序跑飛時,
6. 設計注意事項
-
RC 網絡選擇:
- 脈沖寬度公式:T=0.693×R×C。
- 電阻范圍:通常在 1kΩ1MΩ;電容范圍:10pF10μF。
- 避免使用過大的電容,防止充電時間過長導致精度下降。
-
電源與地線:
- 電源電壓需穩定(3.0V~6.0V),建議加去耦電容(0.1μF)。
- 地線布局需短且寬,減少噪聲干擾。
-
輸入信號處理:
- 施密特觸發輸入適應慢速信號,但需確保上升/下降時間符合要求。
- 未使用的輸入引腳應接高電平或低電平,防止浮空導致誤觸發。
-
異常保護設計:
- 配合看門狗電路,當單片機異常時通過 nRD 引腳強制復位。
- 在 Q 輸出端加限流電阻,保護后級電路。
7. 與其他器件的對比
特性 | 74HC123 | 74LS123(TTL工藝) |
---|---|---|
工藝 | CMOS | TTL |
功耗 | 極低(典型 1μA) | 較高(典型 100μA) |
工作電壓 | 3.0V~6.0V | 5V(固定) |
抗干擾能力 | 強(施密特觸發輸入) | 一般 |
脈沖寬度調節 | 通過 R/C 精確調節 | 通過 R/C 調節 |
總結
74HC123 是一款功能強大的單穩態觸發器芯片,廣泛應用于 定時控制、異常保護、脈沖信號生成 等場景。其雙通道設計、靈活的觸發方式和低功耗特性,使其成為工業控制、消費電子和嵌入式系統中的關鍵組件。通過合理配置外部 RC 網絡和觸發邏輯,可實現高精度、高可靠性的定時解決方案。