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1、实验三：触发器及其应用1#实验目的:#1、熟练掌握触发器的两个基本性性质：两个稳态和触发翻转。2、 了解触发器的触发方式（电平触发、脉冲触发和脉冲边沿触发）及其触发特点。3、测试R-S触发器、JK触发器、D触发器、T触发器的逻辑功能。4、了解时钟触发器不同逻辑功能之间的相互转换。5、了解触发器的应用。知识点提示:1、触发器是组成时序电路的最基本单元，也是数字逻辑电路中另一种重要的单元电路， 它在数字系统和计算机中有着广泛的应用。按其功能可分为有 RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T功能等触发器。各触发 器的特性方程和功能表见教材。2、JK触发器、D触发器一般都有异步置位、复位端，作用是预置
2、触发器初态。当不使用 时，必须接高电平（或接到电源+5V上），不允许悬空，否则容易引入干扰信号，使触发器误 动作。3、注意：用双踪示波器观察多路信号的时序关系时，宜采用外同步方式，并且选择频率 最低的信号为示波器的外同步电压信号。三、实验原理：1 .边沿D触发器（74HC74）功能测试： 直接复位端Rd和置位端SD的功能测试（分别在两种初态下）。体会它们决定触发器初 态的作用。 逻辑功能测试。要求在不同的输入状态和初始状态下测试输出状态的变化。 体会边沿触发的特点。分别在CLK=O和CLK=I期间，改变D端状态，观察触发器状态是否变化。特性方程：Q*= D。参见D触发器（74HC74）功能表。
3、表3- 1 D触发器（74LS74）功能测试表SDRDCLKDQ*Q01XX0110XX011100111101110(1)X01实验步骤如下: 将74LS74的SD、RD、CLK、D端分别接Ki、心、K3、K4； Q端接发光二极管Li。 分别在SD、RD端加低电平，观察并记录 Q端的状态。 令SD、RD端为高电平，D端分别接高、低电平，用单脉冲做CLK，观察并记录当CLK为01，/时Q端状态的变化。 当SD、RD为高电平，CLK = 0 (或CLK = 1),改变D端状态，观察 Q端的状态是否变化。 整理上述试验数据，将结果填入表3- 1。(注意：在静态测试中，为了防止因开关触点机械抖动可能
4、造成的触发器误动作，CLK信号由实验箱中单脉冲发生器提供，单脉冲按键按下时，P+输出端的输出瞬时为脉冲上升沿(T )，按键抬起瞬时为脉冲下降沿 (J)。P-输出和P+输出是互非的关系。)2. JK触发器(74HC76)的功能测试： 直接复位端rd的功能调试。体会它决定触发器初态的作用。 逻辑功能测试。要求在不同的输入状态和初始状态下测试输出端状态。自拟实验步骤，测试其功能，将结果填入表3- 2。表3 2JK触发器(74LS76)功能测试表SDRDCLKJKQ*Q01XXXX10XXXX11J0X011J1X011JX0111JX113 触发器功能的转换当需要将某种功能的触发器转换成另一种功能时
5、，可以在触发器外添加适当的组合逻辑电路来实现，其结构框图如图3-2所示，图中的组合电路可按功能转换要求进行设计。输入QQ图3 1触发器功能转换的一般结构四、实验内容和实验步骤:实物实验内容：1触发器的功能测试。 测试74HC74（74HC175）型D触发器的逻辑功能。 测试74HC76型双JK触发器的逻辑功能。2. 用一片74HC00（与非门）组成一个同步 RS触发器，测试其逻辑功能，并体会脉冲电 平触发的特点。3. T触发器的功能测试。将 JK触发器的两个输入端连在一起作为T端，JK触发器就转换成了 T触发器。将测试结果填入表3-3中。当T为1时，T触发器即为T触发器，它可实现数字电路中的二
6、分频 （当输入信号频 率为f时，而输出频率为f/2的电路称二分频电路）。从CLK连续输入单脉冲lHz，用示波 器观察触发器Q端指示灯变化。表3-3T触发器功能测试表CLKTQ*Q0011010(1)X014. 触发器功能的转换，请列出表达式，画出电路图。 将D功能触发器转换成T 功能触发器。 将JK功能触发器转换成T功能触发器。 将D功能触发器转换成 JK功能触发器。实验方法：在触发器时钟CLK端接入20KHZ脉冲，用双踪示波器观察并记录输出端Q相对于CLK的波形，比较两者的频率关系及触发方式。5用双D触发器构成同步三分频电路（电路由同学自己事先设计好）。用示波器或者LED灯观察并记录 CLK
7、、Qi、Q2的波形。6设计一时序脉冲控制器，要求输出波形如图3- 2所示。用示波器观察并记录 CLK、Qi、Q2及L的波形。12345678910CLKnn图3- 2时序脉冲控制器波形虚拟仿真实验内容：1. R-S触发器 从器件箱中调入所需元件与仪器，采用74HC00绘制电路，如图3-3所示。 按表3-4所列的逻辑状态将输入端接入高电平或低电平，依次将测量值填入表中。图3 - 3 R-S触发器的虚拟仿真实验电路图 表3-4 R-S触发器的虚拟仿真实验真值表输入输出RSQQ”000110112. JK触发器从器件箱中调入所需元件与仪器，采用74HC76绘制电路，如图3-4所示。图3-4 J-K触
8、发器的虚拟仿真实验电路图按表3-5所列的逻辑状态将输入端接入高电平或低电平，依次将测量值填入表3-5 中。表3 5 JK触发器的虚拟仿真实验真值表输入输出SDRDCLKJKQ*QLHXXXHLXXXHHJLLHHJHLHHJLHHHJHH五、预习要求1、预习RS触发器、JK触发器74HC76、D触发器74HC175 (74)、T触发器的逻辑功 能。深入理解主从触发和脉冲触发的内涵。2、 设计D触发器到T触发器、JK触发器到T触发器、D触发器到JK触发器。4、 画出自己设计的同步三分频电路的逻辑电路图，并对应绘出所测CLK、Qi、Q2的电 压波形，标出幅值和周期。5、根据内容6,画出自己设计的同
9、步时序逻辑控制器的逻辑电路图，并对应绘出所测 CLK、Qi、Q2及L的波形，标出幅值和周期。六、总结、报告分析提示：1. 写出检查所选用集成触发器性能的方法，列出它的逻辑功能。2. 写出实验电路的设计过程，并画出电路图。3. 整理实验数据，填写功能表，画出相应的波形图，并对实验结果进行分析。七、思考题：(1) 什么是主从结构，RS触发器的特点是什么？(2) JK触发器与RS触发器的区别是什么？什么是电平触发？什么是边沿触发？(3) 用RS触发器组成防抖电路。 用D触发器组成3/2分频电路。必做内容：实物实验内容：1、实验1 (2)2、实验53、实验6请务必做好预习工作，画好逻辑电路图，在图上标出使用芯片型号和对应管脚号，并 把芯片管脚图画在电路图旁，以便查阅。要求对芯片控制脚的处理进行说明。特别注意拔起芯片时，不要徒手，而务必使用每组都有的多功能钳。否则，芯片管脚 易断，损坏芯片。8