74HC123的电路应用场景
74HC123的电路应用场景
- **1. 引脚功能示例**
- **2. 核心功能**
- **（1）单稳态触发器**
- **（2）双独立通道**
- **（3）灵活触发方式**
- **3. 工作原理**
- **4. 典型应用场景**
- **（1）定时与延时控制**
- **（2）脉冲信号生成**
- **（3）保护与故障处理**
- **（4）多谐振荡器**
- ** 5. 74HC123的电路应用示例-保护电机**
- **电路关键配置**
- **工作原理**
- **6. 设计注意事项**
- **7. 与其他器件的对比**
- **总结**
74HC123 是一款 双可重触发单稳态多谐振荡器（Dual Retriggerable Monostable Multivibrator），其核心功能是通过外部电阻（R）和电容（C）调节输出脉冲宽度，并在触发信号的作用下生成可控的单稳态脉冲。以下是其功能的详细解析：
1. 引脚功能示例
| 引脚 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| A1/A2 | 负边沿触发输入 | 接收外部触发信号（低电平跳变）。 |
| B1/B2 | 正边沿触发输入 | 接收外部触发信号（高电平跳变）。 |
| nRD1/nRD2 | 直接复位输入 | 低电平有效，强制终止当前脉冲输出。 |
| Q1/Q2 | 输出信号 | 输出单稳态脉冲（低电平或高电平，取决于触发模式）。 |
| CEXT1/CEXT2 | 外部电容连接 | 与 REXT 引脚配合，设定脉冲宽度。 |
| REXT/CEXT1/REXT/CEXT2 | 外部电阻/电容连接 | 与 CEXT 引脚配合，设定脉冲宽度（T=0.693×R×C）。 |
2. 核心功能
（1）单稳态触发器
- 脉冲宽度调节：通过外接电阻（R）和电容（C）设定输出脉冲的持续时间（T=0.693×R×C）。
- 可重触发：在输出脉冲期间，若再次接收到触发信号，脉冲宽度会重新开始计时（延长输出时间）。
- 直接复位：通过复位引脚（nRD）强制终止当前脉冲输出，立即将输出拉低。
（2）双独立通道
- 内部包含两个完全独立的单稳态触发器，可分别配置为不同的触发模式（正边沿触发或负边沿触发）。
- 每个通道均可独立控制，适用于需要多路定时或延时控制的场景。
（3）灵活触发方式
- 正边沿触发（B输入）：当输入信号从低电平跳变为高电平时触发。
- 负边沿触发（A输入）：当输入信号从高电平跳变为低电平时触发。
- 施密特触发输入：增强抗噪声能力，适应慢速输入信号。
3. 工作原理
-
正常触发流程：
- 当触发信号（A或B）满足条件（边沿变化）时，触发器进入暂稳态，输出引脚（Q）变为低电平（或高电平，取决于配置）。
- 外部RC网络开始充电，经过设定时间后，触发器自动恢复到稳态，输出返回初始状态。
-
可重触发特性：
- 在输出脉冲期间，若再次触发，脉冲宽度会从当前时刻重新计算（延长输出时间）。
- 适用于需要动态调整脉冲宽度的场景（如延时控制、信号展宽）。
-
直接复位：
- 通过复位引脚（nRD）输入低电平，可立即终止当前脉冲输出，强制输出为低电平。
4. 典型应用场景
（1）定时与延时控制
- 工业控制：保护电机驱动电路，防止程序异常导致电机过载。
- 消费电子：LED 调光或风扇控制，确保系统故障时自动关闭。
- 物联网设备：远程监控系统中，作为硬件级保护机制。
（2）脉冲信号生成
- 通信系统：生成时钟信号或数据同步脉冲。
- 传感器接口：为传感器提供精确的触发信号。
（3）保护与故障处理
- 异常保护：当单片机程序异常时，通过复位引脚（nRD）强制输出低电平，切断后级电路供电。
- 看门狗电路：配合看门狗芯片监控系统运行状态，异常时触发复位。
（4）多谐振荡器
- 通过反馈电路设计多谐振荡器，生成方波或周期性脉冲信号。
** 5. 74HC123的电路应用示例-保护电机**
电路关键配置
| 引脚 | 功能 | 连接信号 |
|---|---|---|
| 1A (Input1) | 触发输入（MPWR_TRIG） | 单片机脉冲输出 |
| 1RST (Input3) | 复位输入（MPWR_CTRL） | 单片机控制信号 |
| 1Q (Output13) | 输出信号 | 后级电路（高/低电平） |
工作原理
-
正常运行：
MPWR_TRIG输入负脉冲，MPWR_CTRL为高电平。- 74HC123被触发，输出引脚13（1Q）产生高电平脉冲。
- 脉冲宽度由外部RC网络决定，公式：T=0.693×R×C。
-
异常处理：
- 单片机程序跑飞时，
MPWR_TRIG停止输出脉冲或MPWR_CTRL被拉低。 - 74HC123不再触发，输出引脚13（1Q）自动拉低，切断后级电路供电。
- 单片机程序跑飞时，
6. 设计注意事项
-
RC 网络选择：
- 脉冲宽度公式：T=0.693×R×C。
- 电阻范围：通常在 1kΩ1MΩ；电容范围：10pF10μF。
- 避免使用过大的电容，防止充电时间过长导致精度下降。
-
电源与地线：
- 电源电压需稳定（3.0V~6.0V），建议加去耦电容（0.1μF）。
- 地线布局需短且宽，减少噪声干扰。
-
输入信号处理：
- 施密特触发输入适应慢速信号，但需确保上升/下降时间符合要求。
- 未使用的输入引脚应接高电平或低电平，防止浮空导致误触发。
-
异常保护设计：
- 配合看门狗电路，当单片机异常时通过 nRD 引脚强制复位。
- 在 Q 输出端加限流电阻，保护后级电路。
7. 与其他器件的对比
| 特性 | 74HC123 | 74LS123（TTL工艺） |
|---|---|---|
| 工艺 | CMOS | TTL |
| 功耗 | 极低（典型 1μA） | 较高（典型 100μA） |
| 工作电压 | 3.0V~6.0V | 5V（固定） |
| 抗干扰能力 | 强（施密特触发输入） | 一般 |
| 脉冲宽度调节 | 通过 R/C 精确调节 | 通过 R/C 调节 |
总结
74HC123 是一款功能强大的单稳态触发器芯片，广泛应用于 定时控制、异常保护、脉冲信号生成 等场景。其双通道设计、灵活的触发方式和低功耗特性，使其成为工业控制、消费电子和嵌入式系统中的关键组件。通过合理配置外部 RC 网络和触发逻辑，可实现高精度、高可靠性的定时解决方案。