實(shí)驗(yàn)四雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

1、實(shí)驗(yàn)四 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉并驗(yàn)證觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。2掌握集成JK和D觸發(fā)器的使用方法和邏輯功能的測試方法。3掌握用JK或D觸發(fā)器組成分頻器的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)資科觸發(fā)器是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是構(gòu)成多種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即"0"和"1"，在適當(dāng)觸發(fā)信號作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn),即觸發(fā)器可由一 個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)穩(wěn)態(tài).當(dāng)輸入觸發(fā)信號消失后,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)保持不變(記憶功能)。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同，觸發(fā)器的觸發(fā)方式不同，有電平觸發(fā)，主從觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。根據(jù)功能的不同,觸發(fā)器有R

2、S觸發(fā)器,JK觸發(fā)器,D觸發(fā)器,T觸發(fā)器,T觸發(fā)器等類型。集成觸發(fā)器的主要產(chǎn)品是JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器,其他功能的觸發(fā)器可由JK, D觸發(fā)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電路結(jié)構(gòu)和觸發(fā)方式與功能無必然聯(lián)系。比如JK觸發(fā)器既有主從式的，又有邊沿式的，而主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器都有RS、JK、D觸發(fā)器。帶清除和預(yù)置端的高速CMOS雙JK負(fù)沿觸發(fā)器CC74HC112（74HC112)(1) 功能如表5-1所示。 圖5-3 CC74HC112外引線排列圖圖5-2 T1074、T4074外引線排列圖(2) 外引線排列見圖5-3。2帶清除和預(yù)置端的TTL維持一阻塞雙D觸發(fā)器T1074(7474)和T4074(74LS74)(1)

3、 功能見表5-2。(2) 外引線排列見圖5-2。表5-2 T1074、T4074功能表RDSDCPD功能名稱1010置位0101復(fù)位0011不允許11001送數(shù)1111011QQnQn翻轉(zhuǎn)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(一)JK觸發(fā)器741121復(fù)位、置位功能將74112芯片的J端， K端、RD和SD端各接到實(shí)驗(yàn)箱的一個(gè)“0”、“1”電平開關(guān)上，CP接到實(shí)驗(yàn)箱的常"1"單次脈沖按鈕開關(guān)上，Q和Q各接到一個(gè)電平指示燈上。接通芯片電源。操作電平開關(guān)，完成表5-3規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。注意，在做表中第5行實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將RD和SD接到同一個(gè)“0”、“1”電平開關(guān)上。操作完成后恢復(fù)原來的接線。記錄時(shí)對第

4、35行可作簡要的文字說明。2邏輯特性 接線同1。操作電平開關(guān)和單次脈沖按鈕開關(guān)，完成表5-4規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中Qn狀態(tài)通過操作RD和SD的電平開關(guān)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意這些開關(guān)的操作順序，并觀察Qn+1的出現(xiàn)對應(yīng)CP脈沖的哪一個(gè)邊沿(上升還是下降沿)，作好記錄。 (二)TTL雙D觸發(fā)器T1074（7474)或T4074(74LS74)(建議優(yōu)選T4074) 1復(fù)位、置位功能 將芯片中一個(gè)觸發(fā)器的RD、SD和D端各接到實(shí)驗(yàn)箱的一個(gè)“0”、“1”電平開關(guān)上，CP端接到實(shí)驗(yàn)箱的常"0"按鈕開關(guān)上，Q和Q各接到一個(gè)電平指示燈上。接通芯片電源。操作電平開關(guān)，仿照表5-3，完成D觸發(fā)器的復(fù)

5、位、置位實(shí)驗(yàn)。2邏輯特性接線同1。操作電平開關(guān)和按鈕開關(guān)，完成表5-5規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。其中Qn的狀態(tài)通過操作RD或SD的電平開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意這些開關(guān)的操作順序，并觀察Qn+1的出現(xiàn)對應(yīng)CP脈沖的哪一個(gè)邊沿(上升沿還是下降沿)，作好記錄。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理JK觸發(fā)器74112復(fù)位、置位功能和邏輯功能表5-3 T1072復(fù)位、置位功能 RD SD J K CP Q Q 1 01 1 10 0 11 0 11 不定不定表5-4 T1072邏輯功能RDSDJKCPQnQn+1110000110 0 1011 010011011 011100111101111110 1111110由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分

6、析得JK觸發(fā)器能夠?qū)崿F(xiàn)低電平置位和復(fù)位功能但當(dāng)置位和復(fù)位同時(shí)為有效電平時(shí)，輸出不能確定。JK觸發(fā)器正常工作時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要輸入時(shí)鐘信號的下降沿觸發(fā)，而且輸出滿足Qn+1=JQn+KQn,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全符合真值表。TTL雙D觸發(fā)器T1074復(fù)位、置位功能和邏輯功能表5-5 T4074邏輯功能RDSDDCPQnQn+111000110101110111111分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，T4074能夠?qū)崿F(xiàn)低電平直接置位和復(fù)位的功能，但當(dāng)二者同時(shí)有效時(shí)，輸出都為高電平，不符合互不輸出的要求，因此不允許同時(shí)有效。當(dāng)芯片正常工作時(shí)，為信號序列上升沿觸發(fā)，并且滿足Qn+1=D。本次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)完全符合理論預(yù)期。六、實(shí)驗(yàn)

7、注意事項(xiàng)： ·實(shí)驗(yàn)者的雙手應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前放電(例如在暖氣管道或水管上放電)，并避免在實(shí)驗(yàn)過程中觸摸干燥織物。 ·接線、拆線必須切斷電源進(jìn)行。 ·實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)先接通實(shí)驗(yàn)芯片的電源后接通信號源；先斷開信號源后斷開電源。最壞情況是電源和信號源二者同時(shí)通斷，但無論如何也不能顛倒操作次序。 ·實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)有良好接地。 (注:若實(shí)驗(yàn)室沒有HC112，也可用74HC74雙D觸發(fā)器。74HC74的外引線排列和邏輯功能分別見圖5-2和表5-2)七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及改進(jìn)建議本次實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，通過本次試驗(yàn)，我熟悉了常用觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。掌握了集成JK和D觸發(fā)器的使用方

8、法和邏輯功能的測試方法。學(xué)會(huì)了用JK或D觸發(fā)器組成分頻器的方法。對于本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，可以增加軟件模擬實(shí)驗(yàn)，以便能更高效的完成實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)熱情。八、實(shí)驗(yàn)思考題解答（1）觸發(fā)器的基本性質(zhì)是什么？觸發(fā)器的基本性質(zhì)有三個(gè)：一是有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)Q0或1，二是可觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，三是保持。（2）什么是電平觸發(fā)？什么是主從觸發(fā)？什么是邊沿觸發(fā)？基本RS觸發(fā)器的約束條件是什么？基本RS觸發(fā)器與JK、D觸發(fā)器的區(qū)別是什么？電平觸發(fā)：觸發(fā)信號為有效電平（高或低）時(shí)，輸入信號進(jìn)入觸發(fā)器電路，置觸發(fā)器為相應(yīng)狀態(tài)。觸發(fā)信號變?yōu)闊o效電平后，輸入信號被封鎖，觸發(fā)器狀態(tài)保持；主從觸發(fā)：即主、從觸發(fā)器串聯(lián)，觸發(fā)信號反相。以正脈沖觸發(fā)

9、為例，當(dāng)觸發(fā)信號為高時(shí)，輸入信號進(jìn)入主觸發(fā)器，置主觸發(fā)器狀態(tài)；觸發(fā)器變低后，輸入信號被封鎖，主觸發(fā)器狀態(tài)保持，同時(shí)，從觸發(fā)器的狀態(tài)根據(jù)主觸發(fā)器狀態(tài)確定。邊沿觸發(fā)是指電平從高到低跳變(負(fù)跳變)或從低到高跳變(正跳變)時(shí)才發(fā)生的觸發(fā)。基本RS觸發(fā)器的約束條件是SR=0；基本RS觸發(fā)器與JK、D觸發(fā)器的區(qū)別：基本RS觸發(fā)器為電平觸發(fā)，而JK和D觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)。（3）觸發(fā)器復(fù)位、置位的正確操作方法是什么？觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)正常邏輯功能時(shí)，其復(fù)位、置位端應(yīng)處于什么邏輯狀態(tài)?觸發(fā)器復(fù)位和置位時(shí)，正確接入有效電平，完成操作后，應(yīng)該把置位和復(fù)位端接入無效電平，正常工作時(shí)應(yīng)使二者無效，使其邏輯狀態(tài)為無效。（4）JK觸發(fā)器