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江西省電子信息技師學(xué)院

江西省電子信息工程學(xué)校實用數(shù)字電子技術(shù)項目教程主編:朱向陽羅國強1/46內(nèi)容介紹:江西省電子信息技師學(xué)院電子系項目1聲光控制燈電路制作項目2八路搶答器電路制作項目3電子生日蠟燭制作項目4流水彩燈制作項目531/2位直流數(shù)字電壓表制作2/46項目3電子生日蠟燭制作與調(diào)試

“電子生日蠟燭”就是應(yīng)用基本RS觸發(fā)器特征，模擬仿真“電子蠟燭”、推進音樂IC來進行工作。另外，像“多路燈光控制器”、“編碼電子鎖”等電子產(chǎn)品，新奇而有趣，均是與觸發(fā)器應(yīng)用相關(guān)。江西省電子信息技師學(xué)院電子系3/46內(nèi)容提要任務(wù)1RS觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)2JK觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)3D觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)4電子生日蠟燭電路制作與調(diào)試江西省電子信息技師學(xué)院電子系江西省電子信息技師學(xué)院電子系4/46任務(wù)1RS觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)目標：1．熟悉基本RS觸發(fā)器功效、基本組成和工作原理2．能使用EWB仿真軟件測試基本RS觸發(fā)器功效和真值表任務(wù)教學(xué)方式：同時RS觸發(fā)器內(nèi)容需用投影方式，展示其電路結(jié)構(gòu)以及邏輯功效與基本RS觸發(fā)器異同點

江西省電子信息技師學(xué)院電子系5/46任務(wù)1RS觸發(fā)器邏輯功效測試觸發(fā)器是含有記憶功效電路，它是數(shù)字電路和計算機系統(tǒng)中含有記憶和存放功效部件基本邏輯單元。它輸出有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，分別用二進制數(shù)碼0、1表示。觸發(fā)器在某一時刻輸出不但和當(dāng)初輸入狀態(tài)相關(guān)，而且與在此之前電路狀態(tài)相關(guān)，即當(dāng)輸入信號消失后，觸發(fā)器狀態(tài)被記憶，直到再輸入信號后，它狀態(tài)才可能改變。1．基本RS觸發(fā)器電路組成江西省電子信息技師學(xué)院電子系6/46（a）邏輯電路（b）邏輯符號由與非門組成基本RS觸發(fā)器將兩個與非門輸入端與輸出端交叉耦合就組成一個基本RS觸發(fā)器如圖（a）所表示，其中、是它兩個輸入端，“非號”表示低電平（負脈沖）觸發(fā)有效，Q、是它兩個輸出端，基本RS觸發(fā)器邏輯符號如圖（b）所表示。圖中觸發(fā)器邏輯符號上輸出端小圓圈則表示輸出端。江西省電子信息技師學(xué)院電子系7/462．基本RS觸發(fā)器邏輯功效基本RS觸發(fā)器兩個輸入端（稱為置“0”端）和（稱為置“1”端），字母上“—”號表示低電平有效。（1）當(dāng)=1、=1時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。（2）當(dāng)=0、=1時，觸發(fā)器被置為“0”狀態(tài)。（3）當(dāng)=1、=0時，觸發(fā)器被置為“1”狀態(tài)。（4）當(dāng)=0、=0時，觸發(fā)器狀態(tài)不確定?？偨Y(jié)：基本RS觸發(fā)器邏輯功效是：置“0”、置“1”和保持江西省電子信息技師學(xué)院電子系8/46輸入信號輸出狀態(tài)功效說明Q00不定禁止010置“0”101置“1”11Q(不變)保持基本RS觸發(fā)器真值表基本RS觸發(fā)器特征方程江西省電子信息技師學(xué)院電子系9/46問題？觸發(fā)器有哪兩個穩(wěn)定狀態(tài)？為何說觸發(fā)器能長久保持所記憶信息？（提醒：觸發(fā)器由一個穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)，必須有外界信號觸發(fā)。不然它將長久穩(wěn)定在某一狀態(tài)）

江西省電子信息技師學(xué)院電子系10/46做一做：測試基本RS觸發(fā)器邏輯功效江西省電子信息技師學(xué)院電子系11/46基本RS觸發(fā)器邏輯仿真電路江西省電子信息技師學(xué)院電子系12/46在數(shù)字電路系統(tǒng)中，往往有很多觸發(fā)器，為了使它們能按統(tǒng)一節(jié)拍工作，大多需要加控制脈沖到各個觸發(fā)器使其得到控制，只有當(dāng)控制脈沖來時，各觸發(fā)器才工作（觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時刻受控制脈沖控制，而翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)由輸入信號決定）。該控制脈沖稱為時鐘脈沖，簡稱CP，其波形以下列圖所表示。CP上升沿低電平高電平下降沿江西省電子信息技師學(xué)院電子系13/461．同時RS觸發(fā)器電路組成（a）邏輯電路（b）邏輯圖形符號2．同時RS觸發(fā)器工作原理同時RS觸發(fā)器就好像是在基本RS上加了兩道門（與非門），該門開與關(guān)受時鐘脈沖控制。江西省電子信息技師學(xué)院電子系14/46同時RS觸發(fā)器真值表時鐘脈沖CP輸入信號輸出狀態(tài)Qn+1功效說明SR0××Qn保持100Qn保持1010置“0”1101置“1”111×禁止同時RS觸發(fā)器在無時鐘脈沖到來時不工作，在有時鐘脈沖到來時，其邏輯功效與基本RS觸發(fā)器相同，有置“0”、“1”和保持功效。真值表中“×”表示取值可認為0或1江西省電子信息技師學(xué)院電子系15/46例3.1由圖中R和S信號波形，畫出同時RS觸發(fā)器Q和波形。CP=1時，S=1、R=0觸發(fā)器置1CP=1時，S=0、R=1，觸發(fā)器置0CP=1時，R=1、S=1Q不定狀態(tài)CP=1時，R=0、S=0Q狀態(tài)不變解：設(shè)RS觸發(fā)器初態(tài)為0，當(dāng)初鐘脈沖CP=0時，觸發(fā)器不受R和S信號控制，保持原狀態(tài)不變。只有在CP=1期間，R和S信號才對觸發(fā)器起作用。江西省電子信息技師學(xué)院電子系16/46做一做：同時RS觸發(fā)器邏輯功效仿真測試D端D端江西省電子信息技師學(xué)院電子系17/46CP=1期間觸發(fā)這類觸發(fā)器無法確保觸發(fā)器在一個CP周期內(nèi)只動作一次觸發(fā)器空翻現(xiàn)象江西省電子信息技師學(xué)院電子系18/461．同時式觸發(fā)類型同時式觸發(fā)普通采取高電平觸發(fā)，即在高電平“CP=1”期間，輸入信號起作用。CP=1期間觸發(fā)這類觸發(fā)器無法確保觸發(fā)器在一個CP周期內(nèi)只動作一次江西省電子信息技師學(xué)院電子系19/462．邊緣觸發(fā)類型上升沿（又稱正邊緣）觸發(fā)方式是指觸發(fā)器只在時鐘脈沖CP上升沿那一時刻，依據(jù)輸入信號狀態(tài)按其功效觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。而下降沿觸發(fā)方式是指觸發(fā)器只是在CP下降沿那一時刻按其功效翻轉(zhuǎn)，其余時刻均處于保持狀態(tài)。這么一樣能確保觸發(fā)器在一個CP周期內(nèi)只動作一次。在CP下降沿那一時刻觸發(fā)在CP上升沿那一時刻觸發(fā)江西省電子信息技師學(xué)院電子系20/463．主從觸發(fā)類型克服“空翻”另一個有效方法通常是采取主從觸發(fā)器。主從觸發(fā)器普通是由主觸發(fā)器、從觸發(fā)器和非門組成。它為雙拍式工作方式，即將一個時鐘分為兩個階段（節(jié)拍）。（1）CP高電平期間主觸發(fā)器接收輸入控制信號。而從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變。（2）在CP由高電平轉(zhuǎn)成低電平時（即下降沿）主觸發(fā)器被封鎖，保持CP高電平所接收狀態(tài)不變，而從觸發(fā)器封鎖被解除，打開接收主觸發(fā)器狀態(tài)。江西省電子信息技師學(xué)院電子系21/46為了便于識別不一樣觸發(fā)方式觸發(fā)器，當(dāng)前器件手冊中CP端采取特定符號加以區(qū)分，以下表所表示。觸發(fā)類型同時式RS觸發(fā)器上升沿觸發(fā)RS觸發(fā)器下降沿觸發(fā)RS觸發(fā)器邏輯符號江西省電子信息技師學(xué)院電子系22/46任務(wù)2JK觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)目標：1．熟悉JK觸發(fā)器功效、基本組成和工作原理；2．能使用EWB仿真測試JK觸發(fā)器功效和真值表；3．應(yīng)用集成JK觸發(fā)器進行電子產(chǎn)品——燈光控制器設(shè)計。任務(wù)教學(xué)方式：

同時JK觸發(fā)器內(nèi)容需用投影方式，表現(xiàn)其電路結(jié)構(gòu)以及邏輯功效與同時RS觸發(fā)器差異；沿JK觸發(fā)器內(nèi)容講授時，應(yīng)結(jié)合仿真電路，并舉例說明邊緣觸發(fā)特點江西省電子信息技師學(xué)院電子系23/46任務(wù)2JK觸發(fā)器邏輯功效測試同時JK觸發(fā)器是在同時RS觸發(fā)器基礎(chǔ)上從輸出端引出兩條饋線，將Q將與R端相連，端與S端相連，再加上兩個輸入端J和K組成。（a）邏輯電路(b)邏輯符號江西省電子信息技師學(xué)院電子系24/46JK觸發(fā)器真值表輸入次態(tài)功效說明JKQn+100Q

n保持010置“0”101置“1”11n翻轉(zhuǎn)=Jn

+JK觸發(fā)器特征方程江西省電子信息技師學(xué)院電子系25/46（a）邏輯電路（b）邏輯符號主從JK觸發(fā)器邏輯功效與JK觸發(fā)器是一樣，都含有翻轉(zhuǎn)、置“1”、置“0”和保持功效。但因為主從JK觸發(fā)器同時擁有主觸發(fā)器和從觸發(fā)器，當(dāng)一個觸發(fā)器工作時，另一個觸發(fā)器不工作，將輸入端與輸出端隔離開來，有效地處理了輸入信號改變對輸出影響問題。江西省電子信息技師學(xué)院電子系26/46處理空翻問題另一個主要方法是使觸發(fā)器邊緣觸發(fā)，如采取邊緣觸發(fā)JK觸發(fā)器。（a）上升沿觸發(fā)（b）下降沿觸發(fā)江西省電子信息技師學(xué)院電子系27/46例3．2下列圖為下降沿JK觸發(fā)器輸入波形，設(shè)初始狀態(tài)為0，試畫出輸出Q波形。解：JK觸發(fā)器在CP期間有效讀取J、K信號，在CP下降沿到來時作對應(yīng)翻轉(zhuǎn)，依據(jù)JK觸發(fā)器特征方程可畫出Q波形。J=1、K=1翻轉(zhuǎn)J=0、K=1置“0”J=1，K=0置“1”J=1、K=0保持江西省電子信息技師學(xué)院電子系28/46問題？1．能否在觸發(fā)器邏輯符號上判別上升沿和下降沿兩種觸發(fā)方式？2．實際JK觸發(fā)器產(chǎn)品，普通設(shè)有預(yù)置端。帶預(yù)置端JK觸發(fā)器含有何種功效？江西省電子信息技師學(xué)院電子系29/46做一做：JK觸發(fā)器邏輯功效仿真測試江西省電子信息技師學(xué)院電子系30/46T觸發(fā)器又稱計數(shù)型觸發(fā)器。將JK觸發(fā)器J、K兩個端連接在一起作為一個輸入端就組成了T觸發(fā)器。T觸發(fā)器邏輯電路及邏輯符號分別以下列圖所表示。(a)T觸發(fā)器電路(b)上升沿觸發(fā)(c)下降沿觸發(fā)T觸發(fā)器含有邏輯功效是：“保持”和“翻轉(zhuǎn)”。Qn+1=TnQn

+T觸發(fā)器特征方程T＇觸發(fā)器特征方程Qn+1=n江西省電子信息技師學(xué)院電子系31/46做一做：燈光控制器仿真測試江西省電子信息技師學(xué)院電子系32/46任務(wù)3D觸發(fā)器邏輯功效測試任務(wù)目標：1．熟悉D觸發(fā)器邏輯功效、基本組成和工作原理；2．能使用EWB軟件仿真測試D觸發(fā)器，并得出其邏輯功效和真值表。任務(wù)教學(xué)方式：同時D觸發(fā)器內(nèi)容需采取投影方式，表明其電路結(jié)構(gòu)以及邏輯功效與同時JK觸發(fā)器差異

江西省電子信息技師學(xué)院電子系33/46D觸發(fā)器又稱為延時觸發(fā)器或數(shù)據(jù)鎖存觸發(fā)器，在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，它能夠組成鎖存器、存放器和計數(shù)器等。較簡單D觸發(fā)器是在同時RS觸發(fā)器基礎(chǔ)上增加一個非門組成。（a）邏輯電路(b)邏輯圖形符號江西省電子信息技師學(xué)院電子系34/46D觸發(fā)器真值表輸入D輸出狀態(tài)Qn+1功效說明11時鐘脈沖CP上升沿加入后，輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)相同00D觸發(fā)器特征方程Q=D

n+1（a）上升沿觸發(fā)（b）下降沿觸發(fā)邊緣D觸發(fā)器邏輯符號江西省電子信息技師學(xué)院電子系35/46做一做：D觸發(fā)器邏輯功效仿真測試江西省電子信息技師學(xué)院電子系36/46做一做：四路智力搶答器電路仿真測試江西省電子信息技師學(xué)院電子系37/46任務(wù)4電子生日蠟燭制作與調(diào)試任務(wù)目標：1．深入熟悉基本RS觸發(fā)器邏輯功效；2．能使用EWB仿真軟件測試“電子生日蠟燭”電路功效；3．應(yīng)用與非門電路構(gòu)建基本RS觸發(fā)器，繼而完成“電子生日蠟燭”電路設(shè)計與制作。任務(wù)教學(xué)方式：課堂演示仿真過程，并強調(diào)仿真過程注意事項，而后引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會結(jié)合仿真得到數(shù)據(jù)，相互討論并得出正確結(jié)論

制作時提醒學(xué)生注意普通電子產(chǎn)品安裝工藝要求；裝配時，教師邊指導(dǎo)，邊演示操作要領(lǐng)江西省電子信息技師學(xué)院電子系38/46任務(wù)4電子生日蠟燭制作與調(diào)試電子生日蠟燭電路以下列圖所表示，電路由關(guān)鍵集成電路IC1（4011）及外圍元件組成。圖中，IC2示意為音樂芯片，BM為駐極體話筒，HTD為蜂鳴器。M江西省電子信息技師學(xué)院電子系39/46由IC1-C與IC1-D（兩與非門）組成基本RS觸發(fā)器。剛接通電源時，電容C4上電壓不會突變，使IC1-C輸出高電平，IC1-D輸出低電平，Q1、Q2均不導(dǎo)通，發(fā)光管（“蠟燭”）LED2不亮，音樂集成電路IC2也不工作。LED1是光敏二極管（或用雙金屬片替換）。