54LS123是一款经典的TTL（晶体管-晶体管逻辑）集成电路，其核心功能是双可重触发单稳态多谐振荡器（Dual Retriggerable Monostable Multivibrator）。简单来说，它可以被外部信号触发，产生一个固定宽度的脉冲，并且这个脉冲宽度可以通过外部的电阻和电容来精确控制。其“可重触发”的特性意味着在输出脉冲结束之前，如果再次施加触发信号，可以重新开始并延长输出脉冲的宽度。

与不可重触发的单稳态触发器（如74LS121）相比，54LS123的应用更加灵活。下面我们从核心原理、外围电路设计、引脚功能和应用实例四个方面来详细说明。

一、核心原理与关键特性

1. 单稳态工作模式：电路只有一个稳定状态（通常是输出低电平）。当被触发时，它会翻转到一个暂稳态（输出高电平），并在一段时间后自动返回到稳定状态。这段暂稳态的持续时间就是输出脉冲的宽度（tw）。

2. 脉冲宽度控制：脉冲宽度主要由外部连接的定时电阻（R_ext）和定时电容（C_ext）决定。

3. 可重触发（Retriggerable）：这是54LS123的关键特性。在输出脉冲（高电平）期间，如果再次输入触发信号，输出脉冲会重新开始计时，从而被延长。这对于需要响应连续触发信号的应用非常有用。

4. 直接清除（Override Clear）：通过一个独立的清除（CLR）引脚，可以随时强制终止输出脉冲，使其立即返回到稳定状态，而无需等待定时结束。

5. 施密特触发输入：其B输入端具有施密特触发特性，对缓慢变化或带有噪声的输入信号有很好的整形效果，确保触发的可靠性。

二、外围电路设计

54LS123的外围电路设计主要围绕着定时元件、触发信号和清除信号这三部分。

1. 定时元件（R和C）的连接

输出脉冲宽度 tw 的计算公式为：
tw ≈ 0.45 * R_T * C_ext

其中：

• R_T 是总的定时电阻，单位为千欧（kΩ）。

• C_ext 是定时电容，单位为皮法（pF）。

• tw 的单位是纳秒（ns）。

外围电路连接方式有两种：

• 方式一：使用外部电阻和电容（推荐，精度高）

• 将一个电容 C_ext 连接在 Cext 引脚和 Rext/Cext 引脚之间。

• 将一个电阻 R_ext 连接在 Rext/Cext 引脚和 Vcc 电源之间。

• 这种方式下，R_T = R_ext。为了获得更好的稳定性和精度，推荐使用此方法。

• 方式二：使用内部电阻和外部电容

• 54LS123内部集成了一个约10kΩ的定时电阻（R_int）。

• 只需将一个电容 C_ext 连接在 Cext 引脚和 Rext/Cext 引脚之间。

• 将 Rext/Cext 引脚直接连接到 Vcc。

• 这种方式下，R_T 就是内部的 R_int（约10kΩ），脉冲宽度仅由外部电容 C_ext 决定。此方法简单，但精度和稳定性稍差，且脉冲宽度调节范围有限。

注意：

• 定时电容 C_ext 应尽可能靠近芯片引脚，并直接连接到地（GND）以减少噪声干扰。

• 当 C_ext > 1000pF 时，上述公式较为准确。对于更小的电容，需要参考数据手册中的图表。

• 为了保证最小脉宽的准确性，两次触发之间的间隔应大于 0.22 * C_ext（单位：pF，结果单位：ns）。

2. 触发信号的连接

54LS123的每个单稳态触发器有两个触发输入端：A和B。

• A输入：低电平有效（Active-Low）。当A端出现下降沿时，电路被触发。

• B输入：高电平有效（Active-High）。当B端出现上升沿时，电路被触发。

这两个输入端是“或”的关系，即任意一个满足条件都可以触发。这提供了极大的灵活性：

• 可以只用A或B中的一个进行触发，另一个接高电平（对于A）或低电平（对于B）。

• 可以将两个输入端连接在一起，作为一个通用的边沿触发输入。

• 可以利用A和B的不同极性，实现更复杂的逻辑控制。

由于B输入端带有施密特触发器，它非常适合用于对缓慢变化的信号（如传感器输出）进行整形和触发。

3. 清除信号的连接

• CLR（Clear）引脚：低电平有效。当CLR端被拉低时，无论电路处于何种状态，输出Q会立即变为低电平，暂稳态被强制结束。

• 在正常工作时，CLR引脚应保持高电平（连接到Vcc）。

• 可以连接一个按钮到地，按下时接地，实现手动复位功能。

三、引脚功能说明（以DIP-16封装为例）

一个54LS123芯片内部包含两个独立的单稳态触发器，其引脚功能如下：

注意： 54LS123是军用级芯片，工作温度范围为-55°C至+125°C。其对应的商用级芯片是74LS123，工作温度范围为0°C至+70°C。两者功能和外围电路完全相同。

四、典型应用电路示例：按键消抖与脉冲展宽

这是一个非常经典的应用，利用54LS123产生一个干净、固定宽度的脉冲，用于消除机械按键的抖动，并为后续电路提供一个稳定的触发信号。

电路连接：

1. 电源：Vcc（引脚16）接+5V，GND（引脚8）接地。

2. 定时元件：假设需要一个约10ms的脉冲。选择 C_ext = 1µF (1000nF)，根据公式 R_T = tw / (0.45 * C_ext) = 10000ns / (0.45 * 1000nF) ≈ 22.2kΩ。可以选择一个22kΩ的电阻。

• 将1µF电容连接在引脚15（1Cext）和引脚14（1Rext/Cext）之间。

• 将22kΩ电阻连接在引脚14（1Rext/Cext）和Vcc之间。

3. 触发输入：将一个按键的一端接地，另一端同时连接到引脚1（1A）和引脚2（1B）。这样，按键按下时，A和B同时被触发（A变低，B变低后因上拉电阻变高，产生上升沿）。为确保B引脚在按键未按下时为高电平，需要在引脚2和Vcc之间接一个上拉电阻（如10kΩ）。

4. 清除：将引脚3（1CLR）通过一个10kΩ的上拉电阻连接到Vcc，使其默认保持高电平。

5. 输出：从引脚4（1Q）获取稳定的、宽度为10ms的正脉冲。

工作过程：

• 当按键按下时，A和B端被触发，1Q输出立即变为高电平，并开始计时。

• 即使按键存在机械抖动，导致触发信号在10ms内多次变化，由于54LS123的可重触发特性，输出脉冲会从最后一次有效触发开始重新计时，始终保持高电平，直到10ms结束。

• 按键松开后，输出脉冲在10ms结束后自动变为低电平。

• 这样就得到了一个完美的、不受按键抖动影响的10ms脉冲。

总结

设计54LS123的外围电路时，核心是：

1. 确定脉冲宽度，并据此计算和选择合适的 R_ext 和 C_ext。

2. 正确连接触发输入（A和B），利用其边沿触发或电平触发特性。

3. 处理好清除端（CLR），使其在正常工作时无效（高电平）。

4. 注意电源和接地，确保Vcc为稳定的5V，并做好电源滤波。

5. 未使用的输入端（如第二个单稳态触发器的输入端）应妥善处理，通常接Vcc或GND，避免悬空引入噪声。

通过以上设计，54LS123可以广泛应用于脉冲整形、定时控制、延时电路、噪声消除和频率分频等多种场合。