实验四 双稳态触发器.docx

实验四 双稳态触发器一、实验目的1熟悉并验证触发器的逻辑功能和触发方式。2掌握集成JK和D触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。3掌握用JK或D触发器组成分频器的方法。二、实验原理及实验资科触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。触发器具有两个稳定状态，即0和1，在适当触发信号作用下，触发器的状态发生翻转,即触发器可由一 个稳态转换到另一个稳态.当输入触发信号消失后,触发器翻转后的状态保持不变(记忆功能)。根据电路结构的不同，触发器的触发方式不同，有电平触发，主从触发和边沿触发。根据功能的不同,触发器有RS触发器,JK触发器,D触发器,T触发器,T触发器等类型。集成触发器的主要产品是JK触发器和D触发器,其他功能的触发器可由JK, D触发器进行转换。电路结构和触发方式与功能无必然联系。比如JK触发器既有主从式的，又有边沿式的，而主从触发器和边沿触发器都有RS、JK、D触发器。带清除和预置端的高速CMOS双JK负沿触发器CC74HC112（74HC112)(1) 功能如表5-1所示。 图5-3 CC74HC112外引线排列图图5-2 T1074、T4074外引线排列图(2) 外引线排列见图5-3。2带清除和预置端的TTL维持一阻塞双D触发器T1074(7474)和T4074(74LS74)(1) 功能见表5-2。(2) 外引线排列见图5-2。表5-2 T1074、T4074功能表RDSDCPD功能名称1010置位0101复位0011不允许11001送数1111011QQnQn翻转三、实验内容与步骤(一)JK触发器741121复位、置位功能将74112芯片的J端， K端、RD和SD端各接到实验箱的一个“0”、“1”电平开关上，CP接到实验箱的常1单次脉冲按钮开关上，Q和Q各接到一个电平指示灯上。接通芯片电源。操作电平开关，完成表5-3规定的实验内容。注意，在做表中第5行实验时，先将RD和SD接到同一个“0”、“1”电平开关上。操作完成后恢复原来的接线。记录时对第35行可作简要的文字说明。2逻辑特性 接线同1。操作电平开关和单次脉冲按钮开关，完成表5-4规定的实验内容，其中Qn状态通过操作RD和SD的电平开关实现。实验时注意这些开关的操作顺序，并观察Qn+1的出现对应CP脉冲的哪一个边沿(上升还是下降沿)，作好记录。 (二)TTL双D触发器T1074（7474)或T4074(74LS74)(建议优选T4074) 1复位、置位功能 将芯片中一个触发器的RD、SD和D端各接到实验箱的一个“0”、“1”电平开关上，CP端接到实验箱的常0按钮开关上，Q和Q各接到一个电平指示灯上。接通芯片电源。操作电平开关，仿照表5-3，完成D触发器的复位、置位实验。2逻辑特性接线同1。操作电平开关和按钮开关，完成表5-5规定的实验内容。其中Qn的状态通过操作RD或SD的电平开关来实现。实验时注意这些开关的操作顺序，并观察Qn+1的出现对应CP脉冲的哪一个边沿(上升沿还是下降沿)，作好记录。五、实验结果及数据处理JK触发器74112复位、置位功能和逻辑功能表5-3 T1072复位、置位功能 RD SD J K CP Q Q 1 01 1 10 0 11 0 11 不定不定表5-4 T1072逻辑功能RDSDJKCPQnQn+1110000110 0 1011 010011011 011100111101111110 1111110由实验数据分析得JK触发器能够实现低电平置位和复位功能但当置位和复位同时为有效电平时，输出不能确定。JK触发器正常工作时，状态转换需要输入时钟信号的下降沿触发，而且输出满足Qn+1=JQn+KQn,实验数据完全符合真值表。TTL双D触发器T1074复位、置位功能和逻辑功能表5-5 T4074逻辑功能RDSDDCPQnQn+111000110101110111111分析实验结果可知，T4074能够实现低电平直接置位和复位的功能，但当二者同时有效时，输出都为高电平，不符合互不输出的要求，因此不允许同时有效。当芯片正常工作时，为信号序列上升沿触发，并且满足Qn+1=D。本次实验所得数据完全符合理论预期。六、实验注意事项： 实验者的双手应在实验前放电(例如在暖气管道或水管上放电)，并避免在实验过程中触摸干燥织物。 接线、拆线必须切断电源进行。 实验操作时，应先接通实验芯片的电源后接通信号源；先断开信号源后断开电源。最坏情况是电源和信号源二者同时通断，但无论如何也不能颠倒操作次序。 实验仪器设备应有良好接地。 (注:若实验室没有HC112，也可用74HC74双D触发器。74HC74的外引线排列和逻辑功能分别见图5-2和表5-2)七、实验总结及改进建议本次实验达到预期目标，通过本次试验，我熟悉了常用触发器的逻辑功能和触发方式。掌握了集成JK和D触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。学会了用JK或D触发器组成分频器的方法。对于本实验的改进，可以增加软件模拟实验，以便能更高效的完成实验，提高实验者的实验热情。八、实验思考题解答（1）触发器的基本性质是什么？触发器的基本性质有三个：一是有两个稳态Q0或1，二是可触发翻转，三是保持。（2）什么是电平触发？什么是主从触发？什么是边沿触发？基本RS触发器的约束条件是什么？基本RS触发器与JK、D触发器的区别是什么？电平触发：触发信号为有效电平（高或低）时，输入信号进入触发器电路，置触发器为相应状态。触发信号变为无效电平后，输入信号被封锁，触发器状态保持；主从触发：即主、从触发器串联，触发信号反相。以正脉冲触发为例，当触发信号为高时，输入信号进入主触发器，置主触发器状态；触发器变低后，输入信号被封锁，主触发器状态保持，同时，从触发器的状态根据主触发器状态确定。边沿触发是指电平从高到低跳变(负跳变)或从低到高跳变(正跳变)时才发生的触发。基本RS触发器的约束条件是SR=0；基本RS触发器与JK、D触发器的区别：基本RS触发器为电平触发，而JK和D触发器为边沿触发。（3）触发器复位、置位的正确操作方法是什么？触发器实现正常逻辑功能时，其复位、置位端应处于什么逻辑状态?触发器复位和置位时，正确接入有效电平，完成操作后，应该把置位和复位端接入无效电平，正常工作时应使二者无效，使其逻辑状态为无效。（4）JK触发器实现二分