实验11 时序逻辑电路分析

PAGE第1篇常规实验实验十一时序逻辑电路的分析PAGE第67页实验十一时序逻辑电路的分析实验目的了解JK触发器、Ｄ触发器的性能，学习使用由触发器组成的各种时序逻辑电路。二、实验仪器1．1台编号为RTSD－4的数字电路实验箱2．1块编号为UT70A的数字万用表3．2片编号为74LS112的集成块，每一片74LS112内部集成了两个JK触发器4．2片编号为74LS74的集成块，每一片74LS74内部集成了两个D触发器三、实验内容1．异步二进制计数器2．自循环移位寄存器四、实验原理图图11－1十六进制计数器原理图图11－2自循环移位寄存器原理图五、实验操作过程1.实验准备熟悉集成块74LS112和74LS74：74LS112内含有2个JK触发器，其管脚定义如图11－3所示，第16号管脚是电源管脚，接+5V电源；第8号管脚需要接地。图11－374LS112的管脚排列图74LS74内含有2个D触发器，其管脚定义如图11－4所示，第14管脚是电源管脚，接+5V电源；第7管脚需要接地。图11－474LS74的管脚排列图为了方便电路连线，对原理图中每个信号均进行管脚编号。例如：图11－1中输出信号Q4的编号为2(9)，表示Q4对应第2片74LS112的第9号管脚；输入信号CP1的编号为1(1)，表示CP1对应第1片74LS112的第1号管脚。又如：在图11－2中，输出信号Q4的编号为2(9)，表示Q4对应第2片74LS74的第9号管脚；输入信号D1的编号为1(2)，表示D1对应第1片74LS74的第2号管脚。(c)打开数字电路实验箱的盖子，接好实验箱的电源线，断开电源开关，在实验箱上配好两片74LS112集成块、两片74LS74集成块。2.异步二进制计数器的实验过程按照图11—1连线(a)图中用到了4个JK触发器，需要2片编号为74LS112的集成块。用导线将74LS112的第16号管脚接实验箱+5V电源，第8号管脚连接实验箱+5V电源的地线。4个JK触发器的端公共，接实验箱的电平开关K。因为每片74LS112内部有两个JK触发器，有两个端，分别对应第14号管脚、第15号管脚，即分别用导线将这两片74LS112的第14号管脚、第15号管脚和电平开关K相连。开关拨到下边表示电平输出为0，电平指示灯不亮，拨到上边表示电平输出为1，电平指示灯点亮。第1个JK触发器的CP端连接单脉冲信号源，也就是用导线将第1片74LS112的第1个管脚和实验箱单脉冲信号源相连。第2个JK触发器的CP端连接第1个JK触发器的输出端Q1，也就是用导线将第1片74LS112的第13个管脚和第5个管脚相连。第3个JK触发器的CP端连接第2个JK触发器的输出端Q2，也就是用导线将第2片74LS112的第1个管脚和第1片74LS112的第9个管脚相连。第4个JK触发器的CP端连接第3个JK触发器的输出端Q3，也就是用导线将第2片74LS112的第13个管脚和第5个管脚相连。4个JK触发器的输出端Q4Q3Q2Q1分别接电平显示灯，也就是分别用导线将第1片74LS112的第5个管脚、第9个管脚、第2片74LS112的第5个管脚、第9个管脚，按照先后顺序和实验箱的4个电平显示灯相连。集成块其余的管脚不用连线，悬空。检查连线，确保实验电路接线正确无误。（2）实验操作(a)接通实验箱的电源开关。表11－1十六进制计数器实验数据表CP数Q4Q3Q2Q1012345678910111213141516(b)将电平开关K拨到下面，观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，灯亮表示1，不亮表示0。在表11－1中CP=0这一行记录Q4Q3Q2Q1的值。(c)将电平开关K拨到上面保持不变，按一下单脉冲信号源的按钮，产生一个单脉冲信号，观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，在表11－1中CP=1这一行记录Q4Q3Q2Q1的值。(d)再按一下单脉冲信号源的按钮，产生一个单脉冲信号，观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，在表11－1中CP=2这一行记录Q4Q3Q2Q1的值。(e)应用相同的实验方法，继续按下14次单脉冲信号源的按钮，分别观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，并在表11－1中记录Q4Q3Q2Q1的值。3.自循环移位寄存器的实验过程（1）按照图11—2连线(a)图中用到了4个D触发器，需要2片编号为74LS74的集成块，用导线将74LS74第14号管脚接实验箱+5V电源，第7号管脚连接实验箱上+5V电源的地线。(b)在图11－2中，第1个D触发器的和后面3个D触发器的公共，接实验箱电平开关K。即分别用导线将第1片74LS74的所对应的第4个管脚、所对应的第13个管脚，第2片74LS74的所对应的第1个管脚、第13个管脚，和实验箱电平开关K相连，电平开关拨到下边表示电平输出为0，电平指示灯不亮，电平开关拨到上边表示电平输出为1，电平指示灯点亮。(c)4个D触发器的CP信号公共，连接到实验箱单脉冲信号源。也就是分别用导线将这2片74LS74的第3管脚、第11管脚和实验箱单脉冲信号源相连。(d)第1个D触发器的输出端Q1连接到第2个D触发器的输入端D2，也就是用导线将第1片74LS74的第5个管脚和第12个管脚相连。(e)第2个D触发器的输出端Q2连接到第3个D触发器的输入端D3，也就是用导线将第1片74LS74的第9个管脚和第2片74LS74的第2个管脚相连。(f)第3个D触发器的输出端Q3连接到第4个D触发器的输入端D4，也就是用导线将第2片74LS74的第5个管脚和第12个管脚相连。(g)第4个D触发器的输出端Q4连接到第1个D触发器的输入端D1，也就是用导线将第2片74LS74的第9个管脚和第1片74LS74的第2个管脚相连。(h)4个D触发器的输出端Q4Q3Q2Q1分别连接实验箱电平显示灯，也就是分别用导线将第1片74LS74的第5个管脚、第9个管脚、第2片74LS74的第5个管脚、第9个管脚，按照先后顺序和实验箱4个电平显示灯相连。(i)集成块其余的管脚不用连接，悬空。检查连线，确保实验电路接线正确无误。（2）实验操作(a)接通实验箱的电源开关。将电平开关K拨到下面，观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，灯亮表示输出信号电平为1，不亮表示输出信号电平为0，在表11－2中CP=0这一行分别记录Q4Q3Q2Q1的值。将电平开关K拨到上面保持不变，按一下单脉冲信号源的按钮，产生一个单脉冲信号，观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，在表11－2中CP=1这一行记录Q4Q3Q2Q1的值。应用相同的实验方法，继续按下3次单脉冲信号源的按钮，分别观察4个输出信号电平显示灯的发亮情况，并在表11－2中记录Q4Q3Q2Q1的值。表11－2自循环移位寄存器实验数据表CP数Q4Q3Q2Q101234六、注意事项(1)实验前需要做充分的准备：预习实验内容，写出预习报告。无预习报告者不得进入实验室做实验。(2)放置集成块时，应将它的半圆形缺口标志与集成块插座的半圆形缺口标志对齐。插拔集成块应在断电状态下进行。(3)注意集成块74LS112、74LS74的电源与地线不能反接或者接错。74LS112的第16号管脚接+5V电源，74LS74则是第14号管脚接+5V电源；74LS112的第8号管脚接地，74LS74则是第7号管脚接地。(4)在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时，均应切断实验箱的电源，在断电状态下操作。(5)实验完毕，拆线时用力不要过猛，以防拔断导线，