數(shù)電實驗文檔

P.實驗名稱：集成觸發(fā)器的應(yīng)用姓名：學(xué)號：P.一、實驗?zāi)康?.掌握集成觸發(fā)器的功能測試方法。2.熟悉觸發(fā)器的邊沿觸發(fā)方式和觸發(fā)特點。3.了解集成觸發(fā)器的應(yīng)用。二、實驗原理1.雙D觸發(fā)器74LS74與雙JK觸發(fā)器74LS107的引腳圖：2.觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換以及設(shè)計：將某種功能的觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成另一種功能的觸發(fā)器時，可以在觸發(fā)器外添加適當(dāng)?shù)慕M合邏輯電路來實現(xiàn)。(a)D→T′：根據(jù)狀態(tài)方程，只要把D端接到Q非端即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。(b)JK→T′：根據(jù)狀態(tài)方程，只要把J、K端都接高電平即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。(c)D→JK：添加兩個輸入電平作為J、K端，根據(jù)狀態(tài)方程，只要用邏輯門得到J*（Qn非）+（K非）*Qn接到D端即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。3.單脈沖發(fā)生器的工作原理：首先設(shè)Q1、Q2初態(tài)為0（若為1，則FF1被復(fù)位）。加入手控脈沖(下降沿)后，則Q1=1；當(dāng)下一個CP脈沖來時，則Q2=1；此時Q2非=0，F(xiàn)F1被復(fù)位，Q1=0；當(dāng)再來一個CP脈沖，則Q2回到0，這就形成了一個單發(fā)脈沖。4.用雙D觸發(fā)器設(shè)計單脈沖發(fā)生器：根據(jù)單脈沖發(fā)生器的工作原理，D1觸發(fā)器的狀態(tài)在每次變化時都是翻轉(zhuǎn)，所以只要把D1觸發(fā)器接成T’觸發(fā)器就可以實現(xiàn)功能了，邏輯圖如下：三、實驗器材和注意事項實驗器材：數(shù)電實驗箱、示波器。注意事項：1.74LS107沒有直接置位端，初態(tài)“1”可用J端置位。2.未用到直接置位和復(fù)位端應(yīng)接電源或高電平以防干擾。3.由于實驗箱上1Hz、1kHz信號驅(qū)動能力有限，可在1kHz信號后接非門以增強驅(qū)動能力。四、實驗內(nèi)容和操作方法1.測試74LS74和74LS107的邏輯功能。(a)測試直接復(fù)位端和置位端的功能：接電源后分別給復(fù)位端和置位端接低電平，觀察輸出端電平變化。(b)測試邏輯功能：在不同輸入狀態(tài)和初始狀態(tài)用邏輯開關(guān)給觸發(fā)器提供上升沿或者下降沿，觀察記錄觸發(fā)器狀態(tài)變化。2.D→T′、JK→T′、D→JK的轉(zhuǎn)換實驗。(a)按照實驗原理的方法，將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T′觸發(fā)器，并進行功能測試。(b)按照實驗原理的方法，將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T′觸發(fā)器，并進行功能測試。(c)按照實驗原理的方法，將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器，并進行功能測試。3.用雙D觸發(fā)器設(shè)計一個單發(fā)脈沖發(fā)生器。(a)按照實驗原理的方法，用雙D觸發(fā)器接成一個單發(fā)脈沖發(fā)生器。(b)系列脈沖接1秒信號，Q2接發(fā)光二極管，進行靜態(tài)測試。(c)手控脈沖和系列脈沖都接1kHz信號，用示波器觀察Q1及Q2的波形，并記錄波形。五、實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果分析1.測試74LS74和74LS107的邏輯功能。（1）接電源后,分別給復(fù)位端和置位端接低電平，輸出端電平分別復(fù)位和置位，說明直接復(fù)位端和置位端的功能正常。（2）測試邏輯功能：用邏輯開關(guān)給D觸發(fā)器（74LS74）提供上升沿,在不同初始狀態(tài)下觀察到的輸出變化如下表所示：QnDQn+1111100011000這說明74LS74的邏輯功能正常。用邏輯開關(guān)給JK觸發(fā)器（74LS107）提供下降沿,在不同初始狀態(tài)下觀察到的輸出變化如下表所示：JKQnQn+10000110100101001111101102.D→T′、JK→T′、D→JK的轉(zhuǎn)換實驗。(a)將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T′觸發(fā)器后，用邏輯開關(guān)給D觸發(fā)器（74LS74）提供上升沿,觀察到的輸出變化如下表所示：QnQn+10110這說明實現(xiàn)了T’觸發(fā)器的功能。(b將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T′觸發(fā)器后，用邏輯開關(guān)給JK觸發(fā)器（74LS107）提供下降沿,觀察到的輸出變化如下表所示：JKQnQn+1110110這說明實現(xiàn)了T’觸發(fā)器的功能。(c)用74LS00和74LS55進行邏輯轉(zhuǎn)換（把輸入D的形式兩次取反得到與或非表達式），將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器，用邏輯開關(guān)給D觸發(fā)器（74LS74）提供上升沿,觀察到的輸出變化如下表所示：新增輸入端1（J）新增輸入端2（K）DQnQn+100000111010000101010111111101010輸入輸出與JK觸發(fā)器一樣，這說明實現(xiàn)了JK觸發(fā)器的功能。3.用雙D觸發(fā)器設(shè)計一個單發(fā)脈沖發(fā)生器。(1)用雙D觸發(fā)器接成一個單發(fā)脈沖發(fā)生器后，系列脈沖接1秒信號，Q2接發(fā)光二極管。不斷加入手控脈沖后觀察到發(fā)光二極管跟隨生成的單發(fā)脈沖閃動，說明單發(fā)脈沖成功產(chǎn)生了。(2)手控脈沖和系列脈沖都接1kHz信號，用示波器觀察Q1及Q2的波形，并記錄波形。觀察到的波形如下：理論上Q2的高電平跟隨Q1的高電平，即Q1的高電平脈沖消失的時候Q2的高電平脈沖出現(xiàn)，這與波形圖是一致的，說明脈沖發(fā)生器工作良好。理論上分析波形的時序圖如下：六、討論與心得（1）思考題：74LS74和74LS107的觸發(fā)方式是哪一種？分別是上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)？答：是邊沿觸發(fā)。前者是上升沿，后者是下降沿。由74LS74轉(zhuǎn)換成的JK觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)？答：觸發(fā)器轉(zhuǎn)換不改變采樣時刻，所以還是與裝訂線原來一樣是上升沿觸發(fā)的。裝訂線