门电路、触发器的应用

电工电子学实验何鸿博实验五实验题目：专业班级：实验人：合作者：实验地点：实验台号：日期：门电路、触发器及其应用EDA实验室一、实验目的

1、测试基本R-S触发器逻辑功能，体会电平触发情况。2、测试双D触发器的逻辑功能，置位端、复位端的功能测试，逻辑功能测试，体会边沿触发特点。3、测试双JK触发器的逻辑功能，直接复位端的功能测试，逻辑功能测试，验证触发方式。4、JK触发器与T触发器、D触发器的转换。5、设计单发脉冲发生器。实验目的1、基本RS触发器由两个与非门交叉偶合构成的基本RS触发器是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称S’端为置“1”端，因为S’=0时触发器Q端被置“1”；R’端为置“0”端，当S’=R’=1时Q端状态保持不变。右下图（b）是基本RS触发器的图形符号，图中输入端引线上靠近方框的小圆圈是表示触发器用负脉冲“0电平”来置位或复位,即低电平有效，故用S’D和R’D表示。（注：为保持与EWB中的标识一致，用S’D代表即字母上标’表示S反）。基本RS触发器也可用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。实验原理1.1、构成RS触发器的与非门器件结构（74LS00）在本实验采用的是TTL中速RS触发器74LS00,其器件的封装结构图如下图。在器件中封装的四个二输入的RS触发器，各门电路功能引脚与器件引脚的连接按下图排列，即器件外引线排列图。图中Ucc为外接电源正5V，GND为外接电源地，字母前的数字为封装各门电路的区别号。即：1A代表一号RS触发器的一个输入端。实验原理1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y74LS00引脚排列图1.2、四输入与非门器件结构（74LS20）2、D触发器基本形式的D触发器一般是由左下图的门电路组成，在这里是由与非门构成的。本实验采用的是TTL型集成触发器74LS74。,它的内部电路如右下图，在图中置位用表示，清零用表示，在时钟脉冲C（CLK）的控制下，把输入D状态，输出到输出端Q，即Qn+1=Dn。实验原理（A）基本形式74ls74采用的电路1100012.1、D触发器结构（74ls74）实验原理其逻辑符号及外引线排列如图5-2所示。图中D为输入端,Ｑ、为输出端。C为时钟脉冲输入端,SD为直接置位端,低电平有效。RD为直接复位端,低电平有效。这种D触发器是利用时钟脉冲C的上升沿触发,其输出状态与C脉冲到达前输入端D的状态相同74ls74封装结构图电路符号2.3、D触发器的逻辑功能测试（1）把集成电路74LS74上接入电源，取其中一个D触发器，分别把各功能引脚引出，如右图。即：把C接到手动脉冲按钮；D和置位、清零端接到电平开关（指拨开关）；Q和Q反接到电平显示灯，完成接线检查无误，即可开始测试。实验内容与方法+5VGND74LS742.2、D触发器结构（74ls175）四位寄存器3、JK触发器JK触发器是在基本RS触发器基础上发展来的，在器件中（74LS112）采用的电路如下图，其电路符号如左下图。由于它改进了电路而克服了RS触发器的不确定状态。图中J、K为输入端,Q、Q’为输出端,C为时钟脉冲输入端,用来控制触发器的翻转，在逻辑符号中输入端C加以小圆圈表示利用时钟脉冲的下降沿触发器翻转。SＤ为直接置位端,低电平有效。RＤ为直接复位端,低电平有效。实验原理74LS112采用的电路结构电路符号3.1、JK触发器工作原理JK触发器的信号传送、存储是按下图进行的，其对应的输入与输出之间的逻辑关系为：实验原理电平显示灯电平输入开关手动脉冲按钮电平显示灯电平输入开关电平显示灯电平显示灯置“1”清零2.2、JK触发器功能分析CP↓↓↓↓ ↓↓↓↓ ↓J00110011K00001111Qn010101Qn+1Qn011100实验原理当时钟脉冲来到之前,即C=0时,J、K端的状态不影响触发器输出端的原态。当时钟脉冲来到后,即C=1→0(下降沿)时刻,输出端Q与输入端J、K的关系如下表所示。逻辑表达式：

JK触发器功能表2.3、（74ls112）器件结构在本实验采用的是TTL中速双J-K触发器74LS112,其逻辑符号与器件的封装结构图如下图。在器件中封装的两个JK触发器的功能引脚与器件引脚按下图排列，即器件外引线排列图。图中Ucc为外接电源正5V，GND为外接电源地，字母前的数字为封装JK触发器的区别号。即：1J代表一号JK的J输入端。实验原理

问题1：观察图中器件引脚标识与封装的引脚是否相符，如不符请修改。（B）（C）（A）4、T触发器

T触发器主要用来计数（逻辑电路符号如A图）,当脉冲C每作用一次就使触发器翻转一次,触发器对C脉冲进行计数。其特性方程：T’触发器可由JK触发器构成（如图B）,也可由D触发器构成（如图C）。故不必设计专门的T触发器产品。本实验为区分由JK触发器等构成的T触发器，称其为T’触发器。实验原理

问题2：观察由JK触发器和D触发器构成的T’触发器的连接方法图，在图中一处少接了一个“1”信号输入，请补上。1、测试与非门的逻辑功能1B1AY11100100实验内容与方法1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y用两个与非门（74LS00）组成基本RS触发器，在器件中选择两个按构成基本RS触发器的原理图进行连线，如左下图，即构成了基本RS触发器。接线完成后按右下表的要求，通过控制指拨开关输入和分别为“1”和“0”进行测试测试，并记录结果。74LS00S用一个与非门（74LS00），按下图连接电路。接线完成后，在1B端接入1kHz，幅度5V的方波，在1A端分别接逻辑0和逻辑1，用示波器观察1Y的输出，体会控制端的作用。。2、观察与非门的控制特性1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y74LS00Q信号发生器示波器3.1、利用T’触发器测试D触发器、JK触发器CP个数012345CP状态0↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Q状态0实验内容与方法（3）将D触发器接成T’触发器。即把D与Q‘连接就构成了T’触发器，如右图。按下表的要求在C端加入单脉冲，观察Q端翻转次数和C端输入正脉冲个数间的关系，将观察结果记录之。观察由D触发器接成T’触发器是正边沿翻转，还是负边沿翻转。3.2、T’触发器功能测试表

CP个数012345CP状态0↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Q状态0实验内容与方法T’触发器（3）将JK触发器接成T’触发器。见右图，将JK触发器的