觸發(fā)器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)ii、觸發(fā)器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握基本rs、jk、d和t觸發(fā)器的邏輯功能 2、掌握集成觸發(fā)器的邏輯功能及使用方法 3、熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，用以表示邏輯狀態(tài)“1”和“0”，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是構(gòu)成各種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。 1、 基本rs觸發(fā)器 如圖1為兩個(gè)與非門交叉耦合構(gòu)成的基本rs觸發(fā)器，它是無(wú)時(shí)鐘控制低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器?；緍s觸發(fā)器具有置“0”、置“1”和“保持”三種功能。通常稱為置“1”段，因?yàn)閟=0（r=1）時(shí)觸發(fā)器被置為“1”

2、； r為置“0”端，因?yàn)閞=0（s=1）時(shí)觸發(fā)器被置“0”，當(dāng)s=r=1時(shí)狀態(tài)保持；s=r=0時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不定，應(yīng)避免此種情況發(fā)生，表1為基本rs 觸發(fā)器的狀態(tài)表。 圖1、基本rs觸發(fā)器 表1、基本rs觸發(fā)器功能表 輸入 輸出 s r qn+1qn+10 1 1 0 1 0 0 1 1 1 qnqn0 0 不定 不定 基本rs觸發(fā)器也可以用兩個(gè)“或非門”組成，此時(shí)為高電平觸發(fā)有效。 2、 jk觸發(fā)器 在輸入信號(hào)為雙端的情況下，jk觸發(fā)器的功能完善、使用靈活和通用性較強(qiáng)的一種觸發(fā)器。本實(shí)驗(yàn)采用74ls112雙jk觸發(fā)器，是下降沿出發(fā)的邊沿觸發(fā)器。引腳功能及邏輯符號(hào)如圖2所示。 圖2、74ls1

3、12雙jk觸發(fā)器引腳排列及邏輯符號(hào) jk觸發(fā)器的狀態(tài)方程為： qn+1=jqn+kqn j和k是數(shù)據(jù)輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，若j、k有兩個(gè)或者兩個(gè)以上輸入端時(shí)，組成“與”的關(guān)系。qn和qn為兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。通常把qn=0，qn=1的狀態(tài)定為觸發(fā)器“0” 狀態(tài)；而把qn=1，qn=0定為“1”狀態(tài)。下降沿觸發(fā)jk觸發(fā)器功能表如表2所示。 表2、jk觸發(fā)器功能表jk觸發(fā)器常被用作緩沖存儲(chǔ)器，移位寄存器和計(jì)數(shù)器。 3、 d觸發(fā)器 在輸入信號(hào)為單端的情況下，d觸發(fā)器用起來(lái)最為方便，其狀態(tài)方程為qn+1=d，其輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在cp脈沖的上升沿，故又稱為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，觸發(fā)器的狀態(tài)只取

4、決于時(shí)鐘到來(lái)前d端的狀態(tài)，d觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號(hào)的寄存，移位寄存，分頻和波形發(fā)生等。有很多種型號(hào)可供各種用途的需要而選用。如雙d 74ls74、四d 74ls175、六d 74ls174等。下圖為雙d774ls74的引腳排列及邏輯符號(hào)。功能表如表3. 表3、74ls74功能表 4、 觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換 在集成觸發(fā)器的產(chǎn)品中，每一種觸發(fā)器都有自己固定的邏輯功能。但可以利用轉(zhuǎn)換的方法獲得具有其他功能的觸發(fā)器。例如將jk觸發(fā)器的j、k兩端連接在一起，并認(rèn)為它為t 端，即得到所需的t觸發(fā)器。如圖4（a）所示，其狀態(tài)方程為：qn+1=tqn+tqn。t觸發(fā)起的功能表如表4所示。 圖4（a）

5、jk變t觸發(fā)器 （b）t觸發(fā)器輸入 輸出 d d cp t qn+1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 qn 1 1 0 n 表4、t觸發(fā)器的功能表由功能表可見(jiàn)，當(dāng)t=0時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后，其狀態(tài)保持不變；當(dāng)t=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。所以，若將觸發(fā)器的t端置“1”，如圖4（b）所示，即得t觸發(fā)器。在t觸發(fā)器的cp端每來(lái)一個(gè)cp脈沖信號(hào)，觸發(fā)器的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，故稱之為反轉(zhuǎn)觸發(fā)器，廣泛用于計(jì)數(shù)電路中。 同樣，若將d觸發(fā)器端與d端相連，便轉(zhuǎn)換為t觸發(fā)器。如圖5所示。 jk觸發(fā)器也可轉(zhuǎn)換為d觸發(fā)器，如圖6所示。 圖5、d轉(zhuǎn)變?yōu)閠 圖6、jk轉(zhuǎn)變?yōu)閐三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、+5v直流

6、電源 2、雙蹤示波器 3、連續(xù)脈沖源 4、單次脈沖源 5、邏輯電平開(kāi)關(guān) 6、邏輯電平顯示器 7、74ls112 74ls74 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、測(cè)試基本rs觸發(fā)器的邏輯功能 按照?qǐng)D1，用兩個(gè)與非門組成基本rs觸發(fā)器，輸入端、接邏輯開(kāi)關(guān)的輸出接口，輸出端q、接邏輯電平顯示輸入插口，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 2、測(cè)試雙jk觸發(fā)器74ls112邏輯功能 （1）測(cè)試d、d的復(fù)位、置位功能 任取一只jk觸發(fā)器，d、d、j、k端接邏輯開(kāi)關(guān)輸出插口，cp端接單次脈沖源，q、端接至邏輯電平顯示輸入插口。要求改變d、d（j、k、cp處于任意狀態(tài)），并在d=0（d=1）或者d=0（d=1）作用期間任意改變j、k及cp的狀態(tài)

7、，觀察q、狀態(tài)。自擬表格并記錄。 （2）測(cè)試jk觸發(fā)器的邏輯功能 按照表8的要求改變j、k、cp端狀態(tài)，觀察q、狀態(tài)變化，觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在cp脈沖的下降沿（即cp由10）. （3）將jk觸發(fā)器的j、k段連在一起，構(gòu)成t觸發(fā)器。 在cp端輸入1hz連續(xù)脈沖，觀察q端的變化。 在cp端輸入1hz連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察cp、q、端波形，注意相位關(guān)系，并描述下來(lái)。 3、測(cè)試雙d觸發(fā)器74ls74的邏輯功能 （1）測(cè)試d、d的復(fù)位、置位功能 測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、1，自擬表格記錄 （2）測(cè)試d觸發(fā)器的邏輯功能 按照表9要求進(jìn)行測(cè)試，并觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在cp脈沖的上升沿（即由01），并記錄。 （3）將d觸發(fā)器的端與d端相連接，構(gòu)成t觸發(fā)器。 測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、3,并記錄。 4、雙時(shí)鐘脈沖電路 用jk觸發(fā)器及非門構(gòu)成的雙相時(shí)鐘脈沖電路如圖9所示，此電路是用來(lái)將時(shí)鐘脈沖cp轉(zhuǎn)換成兩相時(shí)鐘脈沖cpa及cpb，其頻率相同、相位不同。 分析電路工作原理，并按照?qǐng)D9連線，用雙蹤示波器同時(shí)觀察cp、cpa；cp、cpb；cpa、cpb波形，并描繪。 圖9 雙相時(shí)鐘脈沖電路 5、 乒乓球練習(xí)電路 電路功能要求：模擬兩名運(yùn)動(dòng)員在練球時(shí)，乒乓球能往返運(yùn)轉(zhuǎn)。 提示：采用雙d觸發(fā)器74ls74設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路，兩個(gè)cp端觸發(fā)脈沖分別由兩名運(yùn)動(dòng)員操作，兩觸發(fā)器的輸出狀態(tài)用邏輯電平顯