試驗(yàn)四觸發(fā)器及其應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)四觸發(fā)器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、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、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 貯器件，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)器圖41為由兩個(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?；綬S觸發(fā)器具有置“ 0”、置“ T和“保持”三種功能。通常稱S為置 端，因?yàn)镾 = 0 ( R = 1)時(shí)觸發(fā)器被置“ 1

2、”； R為置“ 0”端，因?yàn)镽 = 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?；綬S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)有效圖8-1歷去RS融發(fā)器輸入輸出Q+1Qn+10110100111QnQn00©©2. JK觸發(fā)器在輸入信號(hào)為雙端的情況下，JK觸發(fā)器是功能完善、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，是下降邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。弓I腳功能及邏輯符 號(hào)如圖4-2所示。JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為Q+1 = JQn+ KQJ 和K是數(shù)據(jù)輸

3、入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，若 J、K有兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入端時(shí)， 組成“與”的關(guān)系。Q與 Q為兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。通常把Q二0、1的狀態(tài)定為觸發(fā)器“0” 狀態(tài)；而把Q= 1， Q = 0定為“ 1”狀態(tài)。圖4 2 74LS112雙JK觸發(fā)器引腳排列及邏輯符號(hào)下降沿觸發(fā)JK觸發(fā)器的功能如表4 2表4 2輸入輸出SdRdCPJKQ+1Qn+101XXX1010XXX0100XXX©©1100QQn1110101101011111QnQ11TXXQQn注：X 任意態(tài)J 高到低電平跳變T 低到高電平跳變Q （ Q ） 現(xiàn)態(tài) Q n 1 （ Q 1） 次態(tài)© 不定態(tài)JK 觸發(fā)

4、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n+1 nQ = D,其輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在CP永沖的上升沿，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。圖4-3為雙D 74LS74勺引腳排列及邏輯符號(hào)。功能如表4-3。圖4-3 74LS74 引腳排列及邏輯符號(hào)表4-3表4-4輸入輸出輸入輸出cT1SdRdCP

5、DcT1Qn+1SdRdCPT01XX1001XX110XX0110XX000XX©©110Q11T110111Qn11T0014 、觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換11XQQn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它功能的觸發(fā)器。例如將JK觸發(fā)器的J、k兩端連在一起，并認(rèn)它為T端，就得到所 需的T觸發(fā)器。如圖4-4(a)所示，其狀態(tài)方程為：Qn+1二TQn + TQ(a) T觸發(fā)器(b) T'觸發(fā)器圖4 4 JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T、T'觸發(fā)器T觸發(fā)器的功能如表4 4。由功能表可見，當(dāng)T= 0時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后，其狀態(tài)保持

6、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 T觸發(fā)器的T端置“ 1”，如圖4 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Q同樣，若將D觸發(fā)器 端與端相連，便轉(zhuǎn)換成T'觸發(fā)器。如圖4-5所示。 JK觸發(fā)器也可轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器，如圖4 6。圖4-5 D轉(zhuǎn)成T'圖4-6 JK轉(zhuǎn)成D5、CMOS發(fā)器(1) CMO邊沿型D觸發(fā)器CC401是由CMOtf輸門構(gòu)成的邊沿型D觸發(fā)器。它是上升沿觸發(fā)的雙DS 發(fā)器，表4-5為其功能表，圖4-7為引腳排列。表4-5圖4

7、-7雙上升沿D觸發(fā)器SRCPD110XX101XX011XX©00T11000000XQ輸 入輸出(2) CMC邊沿型JK觸發(fā)器CC402是由CMC傳輸門構(gòu)成的邊沿型JK觸發(fā)器，它是上升沿觸發(fā)的雙JK觸發(fā)器，表4-6為其功能表，圖4-8為引腳排列。表4-6圖4-8雙上升沿J K觸發(fā)器SRCPJKcn+110XXX101XXX011XXX©00T00Q00T10100T0100011Qn00XXQ輸 入輸出器，輸入端R、S接邏輯開關(guān)的輸出插口,7要求測(cè)試，記錄之。CMOS發(fā)器的直接置位、復(fù)位輸入端S和F是 高電平有效，當(dāng)S= 1 （或R=1）時(shí)，觸發(fā)器將不 受其它輸入端所處狀

8、態(tài)的影響，使觸發(fā)器直接接 置1 （或置0）。但直接置位、復(fù)位輸入端S和R必 須遵守RS= 0的約束條件。CMO觸發(fā)器在按邏輯 功能工作時(shí)，S和R必須均置0。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1. 電子學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置2. 雙蹤示波器3.74LS112 （或 CC4027、74LS00 （或 CC4011、74LS74 （或 CC4013四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)試基本RS觸發(fā)器的邏輯功能按圖4 1,用兩個(gè)與非門組成基本RS觸發(fā)表4-75 Q、Q接邏輯電平顯示輸入插口，按表411 00 11 010 1002、測(cè)試雙JK觸發(fā)器74LS112邏輯功能(1) 測(cè)試Rd、Sd的復(fù)位、置位功能任取一只JK觸發(fā)器，Rd、Sd J、

9、K端接邏輯開關(guān)輸出插口， CP端接單次脈沖源，Q Q端 接至邏輯電平顯示輸入插口。要求改變 Rd，Sd( J、K、CP處于任意狀態(tài))，并在Rd= 0 ( Sd =1)或Sd= 0 ( Rd= 1)作用期間任意改變J、K及CP勺狀態(tài)，觀察Q Q狀態(tài)。自擬表格并 記錄之。(2) 測(cè)試JK觸發(fā)器的邏輯功能按表4-8的要求改變J、K、CP端犬態(tài)，觀察Q Q狀態(tài)變化，觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否 發(fā)生在CP永沖的下降沿(即CF由 1-0),記錄之。(3) 將JK觸發(fā)器的J、K端連在一起，構(gòu)成T觸發(fā)器。在CF端輸入1HZ1續(xù)脈沖，觀察Q端 的變化。在CP端輸入1KHZ1續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察CR Q Q端波形

10、，注意相位關(guān)系， 描繪之。表4 8JKCPQn+1Q = 0Q 二 1000 11 0010 11 0100 11 00 1111 03. 測(cè)試雙D觸發(fā)器74LS74的邏輯功能(1)測(cè)試Rd、Sd的復(fù)位、置位功能測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、1)，自擬表格記錄測(cè)試D觸發(fā)器的邏輯功能按表4-9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永沖的上升沿(即由0-1),記錄之。表4 9DCPcn+1Q = 0Q= 100 11 010 11 0(3) 將D觸發(fā)器的Q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),記錄之。4、雙相時(shí)鐘脈沖電路用JK觸發(fā)器及與非門構(gòu)成的雙相時(shí)鐘脈沖電路如圖4-9所示，此電路是用來(lái)將時(shí)鐘脈沖CP專換成兩相時(shí)鐘脈沖CP及CR,其頻率相同、相位不同分析電路工作原理，并按圖4-9接線，用雙蹤示波器同時(shí)