课题三-触发器的应用

在数字电路中，凡在某一时刻电路的输出状态不仅取决于当时的输入状态，并且还与电路原来的状态有关的电路，称为时序逻辑电路。

触发器是构成各种时序逻辑电路的记忆单元，撤消输入信号后，触发器仍保持有信号时的状态，除非再输入新信号。触发器按照逻辑功能可分为RS、JK、D、T和T´触发器。课题三触发器的应用任务一应用RS触发器制作手动脉冲

信号发生器任务二学习和测试JK触发器任务三应用D触发器组装4人抢答器任务四触发器功能转换课题三触发器的应用任务一应用RS触发器制作手动脉冲信号发生器

采用开关通断的方法并不能产生理想脉冲信号。开关接通瞬间会产生多个连续脉冲，这种现象在逻辑电路中会引起失误，例如造成计数器重复计数。开关电路和开关信号波形任务引入

课题三触发器的应用

用RS触发器CD4043组装的手动脉冲信号发生器电路如下，它可以产生理想的脉冲信号，非常适用于时序逻辑电路实验。手动脉冲信号发生器电路图课题三触发器的应用一、触发器特性两个基本特性：（1）有两个能自行保持的稳定状态，即“1”状态或“0”状态。（2）在输入信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。相关知识课题三触发器的应用二、基本RS触发器1.电路组成2.工作原理课题三触发器的应用3．真值表课题三触发器的应用4．特性方程基本RS触发器的卡诺图基本RS触发器的特性方程为：

约束条件表明，基本RS触发器不允许两个输入端同时为低电平。课题三触发器的应用5．状态转换图基本RS触发器的状态转换图

状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状态不变时对输入信号的要求。课题三触发器的应用例3-1波形图

【例3-1】若基本RS触发器的输入信号波形如下图所示，试绘出输出端与之对应的波形，假定触发器的初始状态Q

=

0。课题三触发器的应用三、集成RS触发器集成RS触发器CD4043课题三触发器的应用课题三触发器的应用

手动脉冲信号发生器使用CD4043的第1个RS触发器，使能端EN=1。当触动按钮S1时，1S输入高电平，1Q输出高电平，即产生脉冲信号的上升沿，发光二极管LED亮；当触动按钮S2时，产生脉冲信号的下降沿，LED灭。由于利用了RS触发器的保持功能，所以开关簧片接通时产生的抖动信号不能改变开关的状态。一、手动脉冲信号发生器电路原理任务实施课题三触发器的应用二、手动脉冲信号发生器的制作和测试1.实验器材焊接板有许多排列的孔洞。各类元件插入万能焊接板的元件面，在焊接面提供了相当多焊盘位置，供连接选用。课题三触发器的应用2.注意事项

（1）电阻均采用水平安装方式，并贴紧万能焊接板，色标法电阻的色环标志顺序方向一致。（2）发光二极管均采用垂直安装方式，高度要求为管底部离万能焊接板6±2mm。（3）集成电路插座、按钮应紧贴万能焊接板安装。（4）所有焊点均采用直脚焊，焊接完成后剪去多余引脚，留头在焊面以上0.5～1mm，且不能损伤焊接面。课题三触发器的应用4.测试步骤（1）将电源线连接到+5V电源上。（2）当触动按钮S1瞬间，触发器CD4043输出端1Q输出信号为高电平，发光二极管LED亮，松开S1，LED仍然亮。（3）当触动按钮S2瞬间，触发器CD4043输出端1Q输出信号为低电平，LED灭，松开S2，LED仍然灭。3.组装步骤（1）根据材料清单核对电子元器件数量、规格、型号。（2）检测各电子元器件。（3）根据手动脉冲信号发生器电路图焊接电路。课题三触发器的应用任务二学习和测试JK触发器在实际应用中，为了保证数据一致变化，希望所有触发器能在同一个时钟脉冲作用下同时动作，简称为同步触发。

为了提高数字电路的抗干扰能力，又进一步要求在同一个时钟脉冲信号的上升沿或下降沿时刻的输入信号为有效信号，即脉冲边沿触发器。JK触发器是目前功能完善、种类较多和通用性最强的一种脉冲边沿触发器。任务引入

课题三触发器的应用一、集成JK触发器集成JK触发器74LS112的逻辑符号和管脚排列相关知识课题三触发器的应用1．真值表JK触发器74LS112真值表输入输出功能CPJKQnQn+1↓0000保持↓0011↓0100置0↓0110↓1001置1↓1011↓1101翻转↓1110二、JK触发器功能分析课题三触发器的应用2．特性方程JK触发器卡诺图JK触发器的特性方程为：课题三触发器的应用3．状态转换图JK触发器状态转换图课题三触发器的应用【例3-2】已知加到CP脉冲下降沿触发的JK触发器上的信号波形，试绘出Q端与之对应的波形，假定触发器的初始状态Q=0。例3-2波形图课题三触发器的应用JK触发器逻辑功能测试电路任务实施课题三触发器的应用操作步骤（1）关闭直流稳压电源开关，将集成电路芯片74LS112插入面包板。（2）将+5V电压接到IC的管脚16，将电源负极接到IC的管脚8。（3）将手动脉冲信号发生器连接+5V电源，脉冲信号输出线连接C1（1脚）。（4）用插接线将输出端1Q（5脚）接电阻和LED串联电路。（5）检查无误后接通电源。（6）用插接线将直接置位端1（4脚）接低电平，将直接复位端1（15脚）接高电平，JK触发器的输出应为高电平。课题三触发器的应用（7）用插接线将直接置位端接高电平，将直接复位端接低电平，JK触发器的输出应为低电平。（8）用插接线将直接置位端（4脚）和直接复位端（15脚）接高电平。（9）用插接线使JK=

00，手动发出CP脉冲，JK触发器的输出应保持。（10）用插接线使JK=

10，手动发出CP脉冲，JK触发器的输出应为逻辑1。（11）用插接线使JK=

01，手动发出CP脉冲，JK触发器的输出应为逻辑0。（12）用插接线使JK=

11，手动发出CP脉冲，在每个脉冲信号的下降沿时刻，JK触发器的输出状态翻转一次。课题三触发器的应用任务三应用D触发器组装4人抢答器用D触发器74LS175组装的4人抢答器电路。任务引入

课题三触发器的应用一、集成D触发器4D触发器74LS175的逻辑符号和管脚排列相关知识课题三触发器的应用1．电路组成D触发器的电路结构和逻辑符号二、D触发器功能分析1-置0维持线2-置1阻塞线3-置0阻塞线4-置1维持线课题三触发器的应用2．功能分析

在CP

=

0时，N3，N4门被封锁，其输出端R、S均为1，D触发器的输出状态保持不变。当CP脉冲信号由0变为1时，N3，N4门打开，它们的输出由N5、N6门决定。（1）D

=

0时，N5门的输出A

=

1，N6门的输出B

=

0，则R

=

0，S

=

1，使D触发器的输出信号Q

=

0，D触发器置0。此时R

=

0反馈到N5门，即使输入信号D在此期间发生变化，也不会影响触发器置0，故将该反馈线称为置0维持线①。与此同时，N5门的输出端A

=

1反馈到N6门，保证N4门输出S=1，防止出现触发器输出信号Q

=

1的情况，故将该反馈线称为置1阻塞线②。课题三触发器的应用

（2）D

=

1时，N5门的输出A

=

0，N6门的输出B

=

1，则R

=

1，S

=

0，使D触发器的输出信号Q

=

1，D触发器置1。此时S

=

0反馈到N3门，保证了N3门的输出R

=

1，防止出现触发器输出信号Q

=

0的情况，故将该反馈线称为置0阻塞线③。与此同时，S

=

0反馈到N6门，保证N6门输出B

=

1，因此，即使输入信号D在此期间发生变化，也不会影响N6门的状态，故将该反馈线称为置1维持线④。

上述分析表明，无论触发器的原来状态如何，维持阻塞D触发器的输出随着输入D的变化而变化，且只在时钟脉冲上升沿到来时触发。课题三触发器的应用3．真值表上升沿触发的D触发器真值表课题三触发器的应用4．特性方程D触发器的特性方程为：D触发器状态转换图5．状态转换图课题三触发器的应用例3-3波形图【例3-3】设CP脉冲上升沿触发的D触发器的初态为0，根据图示CP，D端的波形，绘出与之对应的Q端的波形。课题三触发器的应用4人抢答器测试电路1．电路组成任务实施课题三触发器的应用2．操作步骤

（1）关闭直流稳压电源开关，将两片IC插入面包板。（2）将+5V电压接到IC的管脚UCC，将电源负极接到IC的管脚NND。（3）用插接线将74LS175的输出端Q接电阻与LED串联电路。（4）用插接线将74LS175的输入端D和直接复位端接地。（5）用插接线连接74LS32或门电路，将输出端接入CP脉冲端。（6）检查无误后接通电源。课题三触发器的应用

（7）拔出主持人插接线，使直接复位端为高电平，模拟抢答开始过程。（8）模拟1号选手抢答。拔出插接线，使1D为高电平，观察输出端1Q相应的LED亮。（9）模拟2号选手抢答。拔出插接线，使2D为高电平，观察相应的LED不亮，但1Q相应的LED仍保持亮，说明后抢答者的动作无效。（10）模拟主持人动作，接入主持人插接线，使直接复位端清0，观察输出端1Q相应的LED灭。课题三触发器的应用任务四触发器功能转换

所谓触发器功能转换，就是把一种触发器转换为另一种逻辑功能的触发器，转换的方法是利用触发器特性方程求转换逻辑关系，建立转换电路。由于输入信号为单端情况下，D触发器使用最为方便，而在输入信号为双端情况下，JK触发器的功能最为完善，并且在集成电路芯片中D和JK触发器的种类最多，所以通常用D和JK触发器转换为其他逻辑功能的触发器。T触发器和T

触发器可以由JK触发器或D触发器转换得到。任务引入

课题三触发器的应用一、JK触发器转换为T触发器和T

触发器T触发器T

触发器

J=K

J=K=1相关知识课题三触发器的应用T触发器功能是当T=1时，在CP脉冲边沿时刻触发器的状态翻转；当T=0时，触发器的状态保持不变。T触发器的特性方程为：课题三触发器的应用

T

触发器的功能是当T恒为1时，只要有CP脉冲下降沿到达，触发器就要翻转，实际上它只是T触发器的一个特例。T

触发器的特性方程为：课题三触发器的应用二、JK触发器转换为D触发器JK触发器的特性方程为：D触发器的特性方程为：相比较，显然有：

课题三触发器的应用三、JK触发器转换为RS触发器

JK触发器转换为RS触发器课题三触发器的应用四、D触发器转换为T触发器D触发器的特性方程为：T触发器的特性方程为：两式比较后令：D触发器转换为T触发器的逻辑电路图课题三触发器的应用五、D触发器转换为T

触发器D触发器的特性方程为：T触发器的特性方程为：两式比较后令：D触发器转换为T触发器的逻辑电路图课题三触发器的应用

JK触发器转换为T，T

触发器一、JK触发器转换为T，T

触发器任务实施课题三触发器的应用操作步骤

（1）关闭直流稳压电源开关，将74LS112插入面包板。（2）将+5V电压接到74LS112的