實(shí)驗(yàn)報(bào)告三觸發(fā)器及應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜せ綬S觸發(fā)器、D觸發(fā)器的功能測(cè)試。熟悉觸發(fā)器的功能及使用方法。學(xué)會(huì)使用觸發(fā)器按要求實(shí)現(xiàn)實(shí)際的邏輯功能。實(shí)驗(yàn)原理觸發(fā)器是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)期間，是構(gòu)成時(shí)序電路的最基本的邏輯單元，也是數(shù)字邏輯電路中一種重要的單元電路。在數(shù)字系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)中有著廣泛的應(yīng)用。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即“0”和“1”，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)?；綬S觸發(fā)器是最基本的觸發(fā)器，如圖1所示為由二個(gè)與非門交叉耦合構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器?；居|發(fā)器具有置“0”，置“1”和“保持”三種功能。通常稱S為置“1”端，因?yàn)镾=0時(shí)觸發(fā)器被置“1”；R為置“0”端，因?yàn)镽=0時(shí)觸發(fā)器被置“0”，當(dāng)S=R=1時(shí)，狀態(tài)保持。此時(shí)低電平有效。禁止S和R同時(shí)輸入0。圖1D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖CP的前沿（0→1）發(fā)生翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器的次態(tài)取決于CP脈沖上升沿到來之前D端的狀態(tài)，即Qn+1=D。因此，它具有置0、置1兩種功能。由于在CP=1期間電路具有維持阻塞作用，所以在CP=1期間，D端的數(shù)據(jù)狀態(tài)變化，不會(huì)影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。RD和SD分別是決定觸發(fā)器初始狀態(tài)的置0、置1端。當(dāng)不需要強(qiáng)迫置0、置1時(shí)，RD和SD端都應(yīng)置為高電平。實(shí)驗(yàn)中使用的是74LS74它的引腳圖和邏輯圖分別如圖2的（a）和（b）所示。D觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號(hào)的寄存，分頻等。圖2（a）圖2（b）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)水泵的開啟關(guān)閉裝置。如圖3所示。圖3A、B兩處裝有水位傳感器，傳感器浸入水中時(shí)為高電平，不在水中時(shí)為低電平。A、B兩處的電平輸出控制水泵的開關(guān)。要求水位上升到B時(shí)，L=0，水泵關(guān)閉，出水；水位下降到A時(shí)，L=1，水泵開啟，注水。即：A=0，B=0時(shí)，L=1；A=1，B=1時(shí)，L=0；而A=1，B=0則有兩種情況，如果水位是從B之上（即A=1，B=1狀態(tài)）減少到AB之間（即A=1，B=0的狀態(tài)）的，那么L=0，如果水位是從A之下（即A=0，B=0狀態(tài)）增加到AB之間（即A=1，B=0的狀態(tài)）的，那么L=1；由此可見，當(dāng)A=1，B=0時(shí)，是其之前的狀態(tài)的保持，那么可用RS基本觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)（需要兩個(gè)與非門）。其中，以A代替S，以B代替R，B可以用一個(gè)與非門來實(shí)現(xiàn)（一片74LS00）。電路圖的連接如圖4所示：圖4Q（即L）輸出接小燈泡，以小燈泡的亮滅情況來顯示L是否可以在規(guī)定的情況下輸出0和1，以達(dá)到開啟關(guān)閉水泵的作用。該電路實(shí)現(xiàn)的邏輯功能：AB小燈泡00亮10保持前一狀態(tài)11滅2、設(shè)計(jì)智力競(jìng)賽中的二人搶答裝置，要求先搶答者按下開關(guān)的同時(shí)封鎖后搶答者的開關(guān)控制，最后由主持人清除燈光顯示并封鎖信號(hào)。并且必須由主持人開關(guān)給一個(gè)快速的開關(guān)信號(hào)只好，兩個(gè)搶答者才可以開始搶答。搶答完成后，只能由主持人開關(guān)控制輸出的信號(hào)（即小燈泡的亮滅），另外一個(gè)搶答者的開關(guān)不影響輸出。邏輯電路圖如下所示：脈沖信號(hào)由面包板上面的脈沖輸出給出（具體實(shí)現(xiàn)方法：eq\o\ac(○,1)將脈沖輸出的旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，并且將脈沖輸出直接接到小燈泡上，觀察小燈泡是否有亮滅變換，如果有，則正?？梢允褂胑q\o\ac(○,2)將正常的脈沖輸出，旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，并將其連入電路圖）。使用示波器測(cè)出CP1，CP2接線上，搶