觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱： 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 集成觸發(fā)器功能測試及轉(zhuǎn)換 學(xué)院：計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院 專業(yè)： 軟件工程 指導(dǎo)教師： 俞航 報(bào)告人：彭瑜祺 學(xué)號：2012150294 班級： 6班 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2013-12-2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間： 教務(wù)部制實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉并掌握RS、D、JK、T觸發(fā)器的構(gòu)成、工作原理和功能測試方法；（2）掌握不同邏輯功能觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換；（3）掌握三態(tài)觸發(fā)器和鎖存器的功能及使用方法；（4）學(xué)會觸發(fā)器、三態(tài)觸發(fā)器、鎖存器的應(yīng)用。預(yù)習(xí)要求：（1）復(fù)習(xí)各種觸發(fā)器的工作原理、邏輯功能及不同結(jié)構(gòu)形式觸發(fā)器的觸發(fā)方式、工作特

2、性；（2）熟悉集成D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、三態(tài)輸出RS觸發(fā)器、D鎖存器的引腳排列及功能；（3）復(fù)習(xí)各種觸發(fā)器之間的功能轉(zhuǎn)換方法。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填表；（2）寫出任務(wù)二、任務(wù)三的實(shí)驗(yàn)步驟并畫出實(shí)驗(yàn)接線圖；（3）畫出任務(wù)三的接線圖及相應(yīng)表格；（4）總結(jié)各類觸發(fā)器的特點(diǎn)。方法、步驟：任務(wù)一 維持-阻塞型D觸發(fā)器的功能測試74LS74的引腳排列圖如圖4-19所示。圖中，SD、RD端分別為異步置1端、置0端（或稱異步置位、復(fù)位端），CP為時(shí)鐘脈沖端。1RD 1 14 VCC1D 2 13 2RD 1CP 3 12 2D 1SD 4 74LS74 11 2CP 1Q 5 10 2SD 1Q

3、 6 9 2Q GND 7 8 2Q圖4-19 74LS74芯片的引腳排列圖試按下面步驟做實(shí)驗(yàn)：（1） 分別在SD、RD端加低電平，觀察并記錄Q、Q端的狀態(tài)。當(dāng)SD、RD端同時(shí)加低電平時(shí)，輸出將為高電平，當(dāng)時(shí)此時(shí)如果SD、RD端再同時(shí)加高電平，對應(yīng)的輸出狀態(tài)是不確定的。（2） 令SD、RD端為高電平，D端分別接入高、低電平，同時(shí)用手動(dòng)脈沖作為CP，然后觀察并記錄當(dāng)CP為0-1時(shí)Q端狀態(tài)。（3） 當(dāng)SD=RD=1、CP=0（或CP=1）時(shí)，改變D端信號，然后觀察Q端的狀態(tài)是否變化。整理上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果填入表4-5中。（4） 令SD=RD=1，將D和Q端相連，CP加入1kHz連續(xù)脈沖，然后用

4、雙蹤示波器觀察并記錄Q相對于CP的波形。表4-5 D觸發(fā)器74LS74功能表SD RDCPDQnQn+10 1XX011 0XX011 10011 1101任務(wù)二 下降沿J-K觸發(fā)器功能測試74LS76芯片的引腳排列圖如圖4-20所示。自擬實(shí)驗(yàn)步驟，測試其功能，并將結(jié)果填入表4-6中。 表4-6 雙J-K下降沿觸發(fā)器74LS76功能表SD RDCP J K QnQn+10 1X X X X1 0X X X X1 1 0 X 01 1 1 X 01 1 X 0 11 1 X 1 1 1CP 1 16 1K 1SD 2 15 1Q1RD 3 14 1Q 1J 4 74LS76 13 GNDVCC

5、5 12 2K2CP 6 11 2Q2SD 7 10 2Q2RD 8 9 2J圖4-20 74LS76芯片的引腳排列圖令J=K=1，且在CP端加入1kHz連續(xù)脈沖，然后用雙蹤示波器觀察QCP波形，并與D觸發(fā)器D和Q端相連時(shí)觀察到的Q端的波形相比較，看看有何異同點(diǎn)？任務(wù)三 觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換（1） 分別將D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器，并列出表達(dá)式，畫出實(shí)驗(yàn)接線圖；（2） 接入1kHz連續(xù)脈沖，觀察各觸發(fā)器CP及Q端波形，并比較兩者的關(guān)系；（3） 自擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表并填寫之。實(shí)驗(yàn)原理：觸發(fā)器是具有記憶作用的基本單元，在時(shí)序電路中時(shí)必不可少的。觸發(fā)器具有兩個(gè)基本性質(zhì)：1 在一定條件下，觸發(fā)器可以維持

6、在兩種穩(wěn)定狀態(tài)上（0或1狀態(tài)之一保持不變）；2 在一定的外加信號作用下，觸發(fā)器可以從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種穩(wěn)定狀態(tài)（0-1或1-0），也就是說，觸發(fā)器可記憶二進(jìn)制的0或1，故被用作二進(jìn)制的存儲單元。觸發(fā)器可以根據(jù)有無時(shí)鐘脈沖分為兩大類：基本觸發(fā)器和鐘控觸發(fā)器。從邏輯功能，即從觸發(fā)器次態(tài)和現(xiàn)態(tài)以及輸入信號之間的關(guān)系上，可以將鐘控觸發(fā)器分為RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器等幾種類型。當(dāng)CP有效時(shí)，RS觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=S+RQn（約束條件：SR=0）D觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=DJK觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=JQn+KQnT觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=TQn+TQnT

7、觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=Qn鐘控觸發(fā)器若按觸發(fā)器方式，可分為電平觸發(fā)（高電平觸發(fā)、低電平觸發(fā)）、邊沿觸發(fā)（上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)）和主從觸發(fā)三種。電平觸發(fā)：在時(shí)鐘脈沖CP高（低）電平期間，觸發(fā)器接受控制輸入信號，從而改變其狀態(tài)。電平觸發(fā)方式的根本缺陷是空翻問題。邊沿觸發(fā)：僅在時(shí)鐘CP的下降沿（1-0變化邊沿）或上升邊沿（0-1變化邊沿）觸發(fā)器才能接受控制輸入信號，從而改變狀態(tài)。主從觸發(fā)：在時(shí)鐘脈沖CP高電平期間，主觸發(fā)器接受控制輸入信號，時(shí)鐘脈沖CP下降沿時(shí)刻從觸發(fā)器可以改變狀態(tài)變?yōu)橹饔|發(fā)器的狀態(tài)。數(shù)據(jù)處理分析：任務(wù)一 維持-阻塞型D觸發(fā)器的功能測試表4-5 D觸發(fā)器74LS74功能表S

8、D RDCPDQnQn+10 1XX01111 0XX00101 1000101 110111與Q端相連的電平指示燈以相等的時(shí)間間隔閃爍。任務(wù)二 下降沿J-K觸發(fā)器功能測試實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 分別在SD、RD端加低電平，觀察并記錄Q、Q端的狀態(tài)。（2） 令SD、RD端為高電平，令Q端的初態(tài)為0，J端分別接入高、低電平，同時(shí)用手動(dòng)脈沖作為CP，然后觀察并記錄當(dāng)CP為1-0時(shí)Q端狀態(tài)。（3） 令SD、RD端為高電平，令Q端的初態(tài)為1，K端分別接入高、低電平，同時(shí)用手動(dòng)脈沖作為CP，然后觀察并記錄當(dāng)CP為1-0時(shí)Q端狀態(tài)。整理上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果填入表4-6中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：表4-6 雙J-K下降沿觸發(fā)

9、器74LS76功能表SD RDCP J K QnQn+10 1X X X X11 0X X X X01 1 0 X 001 1 1 X 011 1 X 0 111 1 X 1 10當(dāng)74LS76芯片與74LS74芯片使用同一個(gè)時(shí)鐘信號時(shí)，與分別于兩者相連的電平指示燈都不斷閃爍，但兩者的電平指示燈是以等時(shí)間間隔交替著閃爍。任務(wù)三 觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換T觸發(fā)器的特性方程為：Qn+1=TQn+TQnD觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=D由此可得：D=TQn+TQn=TQnJK觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=JQn+KQn由此可得：J=T，K=T將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器：畫出實(shí)驗(yàn)接線圖： 1RD VCC 1 1

10、14 +5V 1D 2RD 2 13 1CP 2D CP 3 12 1SD 2CP 1 4 74LS74 11 1Q 2SD 5 10 1Q 2Q 6 9 GND 2Q 7 8 1A VCC 1 14 +5V 1B 4B T 2 13 1Y 4A 3 12 2A 74LS86 4Y 4 11 2B 3B 5 10 2Y 3A 6 9 GND 3Y 7 8 實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 分別在SD、RD端加低電平，觀察并記錄Q、Q端的狀態(tài)。（2） 令SD、RD端為高電平，T端分別接入高、低電平，同時(shí)用手動(dòng)脈沖作為CP，然后觀察并記錄當(dāng)CP為0-1時(shí)Q端狀態(tài)，并將結(jié)果填入表中。（3） 令SD=RD=1，T=1

11、，CP加入1Hz連續(xù)脈沖，觀察并記錄與Q端相連的電平指示燈的狀況。SD RDCPTQnQn+10 1XX01111 0XX00101 1000111 110110將J-K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器：畫出實(shí)驗(yàn)接線圖： 1CP 1K CP 1 16 1SD 1Q 1 2 15 1RD 1Q 1 3 14 1J GND T 4 74LS76 13 VCC 2K +5V 5 12 2CP 2Q 6 11 2SD 2Q 7 10 2RD 2J 8 9 實(shí)驗(yàn)步驟：（1）分別在SD、RD端加低電平，觀察并記錄Q、Q端的狀態(tài)。（2）令SD、RD端為高電平，T端分別接入高、低電平，同時(shí)用手動(dòng)脈沖作為CP，然后觀察并記

12、錄當(dāng)CP為1-0時(shí)Q端狀態(tài)，并將結(jié)果填入表中。 （3）令SD=RD=1，T=1，CP加入1Hz連續(xù)脈沖，觀察并記錄與Q端相連的電平指示燈的狀況。SD RDCPTQnQn+10 1XX01111 0XX00101 1000111 110110 當(dāng)由有74LS74改裝的T觸發(fā)器和由74LS76改裝的T觸發(fā)器接入同一個(gè)時(shí)鐘信號時(shí)，分別于兩者相連的電平指示燈以相等的時(shí)間間隔交替閃爍。說明兩者的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）74LS74芯片的邏輯功能符合表達(dá)式： Qn+1=D，CP Qn+1=Qn，其他情況 所以74LS74芯片是上升沿D觸發(fā)器。（2）74LS76芯片的邏輯功能符合表達(dá)式： Qn+1=JQn+KQn，CP Qn+1=Qn，其他情況 所以74LS76芯片是下降沿J-K觸發(fā)器。（3）D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器可以轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器。 D觸發(fā)器的特點(diǎn)是將輸出端Q轉(zhuǎn)換成輸入端D的值；J-K觸發(fā)器的特點(diǎn)是當(dāng)J=1