数电实验文档

P.实验名称：集成触发器的应用姓名：学号：P.一、实验目的1.掌握集成触发器的功能测试方法。2.熟悉触发器的边沿触发方式和触发特点。3.了解集成触发器的应用。二、实验原理1.双D触发器74LS74与双JK触发器74LS107的引脚图：2.触发器功能的转换以及设计：将某种功能的触发器转换成另一种功能的触发器时，可以在触发器外添加适当的组合逻辑电路来实现。(a)D→T′：根据状态方程，只要把D端接到Q非端即可实现转换。(b)JK→T′：根据状态方程，只要把J、K端都接高电平即可实现转换。(c)D→JK：添加两个输入电平作为J、K端，根据状态方程，只要用逻辑门得到J*（Qn非）+（K非）*Qn接到D端即可实现转换。3.单脉冲发生器的工作原理：首先设Q1、Q2初态为0（若为1，则FF1被复位）。加入手控脉冲(下降沿)后，则Q1=1；当下一个CP脉冲来时，则Q2=1；此时Q2非=0，FF1被复位，Q1=0；当再来一个CP脉冲，则Q2回到0，这就形成了一个单发脉冲。4.用双D触发器设计单脉冲发生器：根据单脉冲发生器的工作原理，D1触发器的状态在每次变化时都是翻转，所以只要把D1触发器接成T’触发器就可以实现功能了，逻辑图如下：三、实验器材和注意事项实验器材：数电实验箱、示波器。注意事项：1.74LS107没有直接置位端，初态“1”可用J端置位。2.未用到直接置位和复位端应接电源或高电平以防干扰。3.由于实验箱上1Hz、1kHz信号驱动能力有限，可在1kHz信号后接非门以增强驱动能力。四、实验内容和操作方法1.测试74LS74和74LS107的逻辑功能。(a)测试直接复位端和置位端的功能：接电源后分别给复位端和置位端接低电平，观察输出端电平变化。(b)测试逻辑功能：在不同输入状态和初始状态用逻辑开关给触发器提供上升沿或者下降沿，观察记录触发器状态变化。2.D→T′、JK→T′、D→JK的转换实验。(a)按照实验原理的方法，将D触发器转换成T′触发器，并进行功能测试。(b)按照实验原理的方法，将JK触发器转换成T′触发器，并进行功能测试。(c)按照实验原理的方法，将D触发器转换成JK触发器，并进行功能测试。3.用双D触发器设计一个单发脉冲发生器。(a)按照实验原理的方法，用双D触发器接成一个单发脉冲发生器。(b)系列脉冲接1秒信号，Q2接发光二极管，进行静态测试。(c)手控脉冲和系列脉冲都接1kHz信号，用示波器观察Q1及Q2的波形，并记录波形。五、实验数据和结果分析1.测试74LS74和74LS107的逻辑功能。（1）接电源后,分别给复位端和置位端接低电平，输出端电平分别复位和置位，说明直接复位端和置位端的功能正常。（2）测试逻辑功能：用逻辑开关给D触发器（74LS74）提供上升沿,在不同初始状态下观察到的输出变化如下表所示：QnDQn+1111100011000这说明74LS74的逻辑功能正常。用逻辑开关给JK触发器（74LS107）提供下降沿,在不同初始状态下观察到的输出变化如下表所示：JKQnQn+10000110100101001111101102.D→T′、JK→T′、D→JK的转换实验。(a)将D触发器转换成T′触发器后，用逻辑开关给D触发器（74LS74）提供上升沿,观察到的输出变化如下表所示：QnQn+10110这说明实现了T’触发器的功能。(b将JK触发器转换成T′触发器后，用逻辑开关给JK触发器（74LS107）提供下降沿,观察到的输出变化如下表所示：JKQnQn+1110110这说明实现了T’触发器的功能。(c)用74LS00和74LS55进行逻辑转换（把输入D的形式两次取反得到与或非表达式），将D触发器转换成JK触发器，用逻辑开关给D触发器（74LS74）提供上升沿,观察到的输出变化如下表所示：新增输入端1（J）新增输入端2（K）DQnQn+100000111010000101010111111101010输入输出与JK触发器一样，这说明实现了JK触发器的功能。3.用双D触发器设计一个单发脉冲发生器。(1)用双D触发器接成一个单发脉冲发生器后，系列脉冲接1秒信号，Q2接发光二极管。不断加入手控脉冲后观察到发光二极管跟随生成的单发脉冲闪动，说明单发脉冲成功产生了。(2)手控脉冲和系列脉冲都接1kHz信号，用示波器观察Q1及Q2的波形，并记录波形。观察到的波形如下：理论上Q2的高电平跟随Q1的高电平，即Q1的高电平脉冲消失的时候Q2的高电平脉冲出现，这与波形图是一致的，说明脉冲发生器工作良好。理论上分析波形的时序图如下：六、讨论与心得（1）思考题：74LS74和74LS107的触发方式是哪一种？分别是上升沿触发还是下降沿触发？答：是边沿触发。前者是上升沿，后者是下降沿。由74LS74转换成的JK触发器是上升沿触发还是下降沿触发？答：触发器转换不改变采样时刻，所以还是与装订线原来一样是上升沿触发的。装订线