D觸發(fā)器電路設(shè)計及計數(shù)器設(shè)計

1、11/7/2021 1本次實驗?zāi)康谋敬螌嶒災(zāi)康恼莆占捎|發(fā)器的工作原理及使用方法掌握集成觸發(fā)器的工作原理及使用方法學(xué)習(xí)時序邏輯電路的設(shè)計和調(diào)試方法學(xué)習(xí)時序邏輯電路的設(shè)計和調(diào)試方法掌握移位寄存器等中規(guī)模集成時序邏輯電路的使掌握移位寄存器等中規(guī)模集成時序邏輯電路的使用方法用方法本次實驗內(nèi)容本次實驗內(nèi)容 用用74ls74設(shè)計一個模十計數(shù)器（即設(shè)計一個模十計數(shù)器（即09循環(huán)顯示）循環(huán)顯示）(必做必做) 設(shè)計廣告流水燈（必做）（教材設(shè)計廣告流水燈（必做）（教材106頁第頁第3題）題） 觸發(fā)器邏輯功能測試（選做）（教材觸發(fā)器邏輯功能測試（選做）（教材105頁第頁第1題）題）1）設(shè)計電路）設(shè)計電路2）連接電

2、路并進行靜態(tài)驗證或動態(tài)驗證）連接電路并進行靜態(tài)驗證或動態(tài)驗證用用74ls7474ls74設(shè)計一模十計數(shù)器設(shè)計一模十計數(shù)器 實驗要求實驗要求用用74ls7474ls74設(shè)計一模十計數(shù)器設(shè)計一模十計數(shù)器 74ls7474ls74功能介紹功能介紹nndq1狀態(tài)方程:d觸發(fā)器邏輯符號:d觸發(fā)器功能表:74ls74管腳圖:用用74ls7474ls74設(shè)計一模十計數(shù)器設(shè)計一模十計數(shù)器設(shè)計廣告流水燈設(shè)計廣告流水燈 實驗要求實驗要求設(shè)計要求：共有設(shè)計要求：共有8個燈個燈,要求用要求用74ls138及及74ls74設(shè)計電路，始設(shè)計電路，始終使燈為終使燈為1暗暗7亮，且這一個暗燈循環(huán)右移。亮，且這一個暗燈循環(huán)右移

3、。1）連好電路）連好電路2）靜態(tài)驗證）靜態(tài)驗證 觸發(fā)器時鐘脈沖接自單脈沖，觀察每來一個單脈觸發(fā)器時鐘脈沖接自單脈沖，觀察每來一個單脈沖，暗燈的移動情況沖，暗燈的移動情況3）動態(tài)觀察波形）動態(tài)觀察波形 時鐘脈沖接自連續(xù)脈沖，用示波器觀察且記時鐘脈沖接自連續(xù)脈沖，用示波器觀察且記錄錄cp及各觸發(fā)器輸出端及各觸發(fā)器輸出端q0、q1、q2的波形的波形設(shè)計廣告流水燈設(shè)計廣告流水燈 設(shè)計過程設(shè)計過程 根據(jù)題意，輸出有根據(jù)題意，輸出有8種狀態(tài)，所以需用種狀態(tài)，所以需用74ls74設(shè)設(shè)計一個模計一個模8計數(shù)器，并將計數(shù)器的輸出送至譯碼器計數(shù)器，并將計數(shù)器的輸出送至譯碼器74ls138進行譯碼即可。設(shè)計的電路如

4、下圖所示：進行譯碼即可。設(shè)計的電路如下圖所示：時序電路調(diào)試技巧時序電路調(diào)試技巧靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試1、把經(jīng)過消抖處理的手動單次脈沖發(fā)生器輸出端連接到電路、把經(jīng)過消抖處理的手動單次脈沖發(fā)生器輸出端連接到電路的時鐘脈沖輸入端的時鐘脈沖輸入端2、把輸入端、時鐘端、輸出端和一些關(guān)鍵節(jié)點如各觸發(fā)器的、把輸入端、時鐘端、輸出端和一些關(guān)鍵節(jié)點如各觸發(fā)器的輸出端等接至發(fā)光二極管或數(shù)碼管上，連接時注意輸出信輸出端等接至發(fā)光二極管或數(shù)碼管上，連接時注意輸出信號高、低位的排列順序。號高、低位的排列順序。 靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試是時鐘輸入端加單步脈沖，同時根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移是時鐘輸入端加單步脈沖，同時根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的要求合理設(shè)置輸入信

5、號值，遍歷時序電路的全部狀態(tài)，來的要求合理設(shè)置輸入信號值，遍歷時序電路的全部狀態(tài)，來驗證電路的結(jié)果是否符合要求，發(fā)現(xiàn)和確定故障點的調(diào)試方驗證電路的結(jié)果是否符合要求，發(fā)現(xiàn)和確定故障點的調(diào)試方法。常用的調(diào)試步驟如下：法。常用的調(diào)試步驟如下：可編程脈沖源單脈沖譯碼顯示電路 靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試是時鐘輸入端加單步脈沖，同時根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移是時鐘輸入端加單步脈沖，同時根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的要求合理設(shè)置輸入信號值，遍歷時序電路的全部狀態(tài)，來的要求合理設(shè)置輸入信號值，遍歷時序電路的全部狀態(tài)，來驗證電路的結(jié)果是否符合要求，發(fā)現(xiàn)和確定故障點的調(diào)試方驗證電路的結(jié)果是否符合要求，發(fā)現(xiàn)和確定故障點的調(diào)試方法。常用的調(diào)試步驟如下：法。

6、常用的調(diào)試步驟如下：1、把經(jīng)過消抖處理的手、把經(jīng)過消抖處理的手 動單次脈沖發(fā)生器動單次脈沖發(fā)生器輸輸 出端連接到電路的出端連接到電路的時時 鐘脈沖輸入端。鐘脈沖輸入端。2、把輸入端、時鐘端、把輸入端、時鐘端、 輸出端和一些關(guān)鍵節(jié)輸出端和一些關(guān)鍵節(jié) 點如各觸發(fā)器的輸出點如各觸發(fā)器的輸出 端等接至發(fā)光二極管端等接至發(fā)光二極管 或數(shù)碼管上，連接時或數(shù)碼管上，連接時 注意輸出信號高、低注意輸出信號高、低 位的排列順序。位的排列順序。時序電路調(diào)試技巧時序電路調(diào)試技巧靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試5、如各單元電路工作正常，則相互連接，進行整體調(diào)試，調(diào)、如各單元電路工作正常，則相互連接，進行整體調(diào)試，調(diào)試方法和單元電路基

7、本相同。試方法和單元電路基本相同。時序電路調(diào)試技巧時序電路調(diào)試技巧靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試3、首先調(diào)試控制電路部分，保證計數(shù)器、分頻器、序列發(fā)生、首先調(diào)試控制電路部分，保證計數(shù)器、分頻器、序列發(fā)生 器等控制信號產(chǎn)生電路能正常工作。根據(jù)電路的要求，依器等控制信號產(chǎn)生電路能正常工作。根據(jù)電路的要求，依 次按動邏輯電平開關(guān)和手動單次脈沖按鈕，觀察輸入、輸次按動邏輯電平開關(guān)和手動單次脈沖按鈕，觀察輸入、輸 出狀態(tài)的變化和轉(zhuǎn)換情況是否符合狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的規(guī)定。出狀態(tài)的變化和轉(zhuǎn)換情況是否符合狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的規(guī)定。4、如電路存在故障，則把電路固定在某一故障狀態(tài)，逐級進、如電路存在故障，則把電路固定在某一故障狀態(tài)，逐級進 行

8、檢查，找出故障點。特別要注意檢查電路中時序功能件行檢查，找出故障點。特別要注意檢查電路中時序功能件 如集成觸發(fā)器、計數(shù)器等的使能端、清零端、置位端是否如集成觸發(fā)器、計數(shù)器等的使能端、清零端、置位端是否 按要求接好?？蓡为殰y試其復(fù)位、置位和翻轉(zhuǎn)功能，直至按要求接好?？蓡为殰y試其復(fù)位、置位和翻轉(zhuǎn)功能，直至 找到故障為止。找到故障為止。時序電路調(diào)試技巧時序電路調(diào)試技巧動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試是指電路的時鐘輸入端在某一規(guī)律時鐘信號作用是指電路的時鐘輸入端在某一規(guī)律時鐘信號作用下，借助示波器或邏輯分析儀觀察各級工作波形，檢查時序電下，借助示波器或邏輯分析儀觀察各級工作波形，檢查時序電路是否按照

9、預(yù)定的狀態(tài)圖（流程圖）要求，在時鐘脈沖及輸入路是否按照預(yù)定的狀態(tài)圖（流程圖）要求，在時鐘脈沖及輸入信號作用下完成預(yù)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及輸出控制信號。信號作用下完成預(yù)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及輸出控制信號。 動態(tài)調(diào)試與靜態(tài)調(diào)試的區(qū)別動態(tài)調(diào)試與靜態(tài)調(diào)試的區(qū)別在于時鐘脈沖改由連續(xù)時鐘在于時鐘脈沖改由連續(xù)時鐘脈沖信號源提供，輸出可由示波器觀測也可采用邏輯分析儀進脈沖信號源提供，輸出可由示波器觀測也可采用邏輯分析儀進行觀測。用示波器進行動態(tài)調(diào)試的一般步驟如下：行觀測。用示波器進行動態(tài)調(diào)試的一般步驟如下：1、把時序脈沖發(fā)生器輸出的連續(xù)周期性脈沖信號接到時序邏、把時序脈沖發(fā)生器輸出的連續(xù)周期性脈沖信號接到時序邏 輯電路的時鐘

10、輸入端，同時將電路中的特定節(jié)點接到系統(tǒng)輯電路的時鐘輸入端，同時將電路中的特定節(jié)點接到系統(tǒng) 的顯示部分作輔助檢測電路。的顯示部分作輔助檢測電路。時序電路調(diào)試技巧時序電路調(diào)試技巧動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試2、給電路的時鐘輸入端加一周期性的連續(xù)時鐘信號，并從需、給電路的時鐘輸入端加一周期性的連續(xù)時鐘信號，并從需觀察的所有波形中選擇一個頻率變化最慢、最有特征的波形觀察的所有波形中選擇一個頻率變化最慢、最有特征的波形作為參考波形將該參考波形固定地送至雙蹤示波器作為參考波形將該參考波形固定地送至雙蹤示波器ch1通道通道，時鐘信號送到，時鐘信號送到ch2通道。例如，用示波器觀測一個十進制通道。例如，用示波器觀測一個十

11、進制加法計數(shù)器的加法計數(shù)器的cp及輸出端及輸出端q0、q1、q2、q3的波形圖。根的波形圖。根據(jù)參考波形的選擇原則，可以選擇據(jù)參考波形的選擇原則，可以選擇q2或或q3作為參考波形。作為參考波形。3、示波器觸發(fā)方式選擇、示波器觸發(fā)方式選擇“內(nèi)觸發(fā)內(nèi)觸發(fā)”方式，觸發(fā)通道為時鐘信方式，觸發(fā)通道為時鐘信號號 所在的通道。所在的通道。4、保持、保持ch1通道的參考波形不變，將電路的其他輸出端依次通道的參考波形不變，將電路的其他輸出端依次 接到接到ch2通道，分別觀察各輸出端信號與參考波形之間的通道，分別觀察各輸出端信號與參考波形之間的 關(guān)系，得到對應(yīng)的波形圖。這樣觀察的波形能正確反映彼關(guān)系，得到對應(yīng)的波

12、形圖。這樣觀察的波形能正確反映彼 此之間的相位關(guān)系。此之間的相位關(guān)系。5、對記錄下來的波形進行分析，判斷被測電路功能是否正確、對記錄下來的波形進行分析，判斷被測電路功能是否正確注意事項注意事項1、注意檢查容易產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)，掌握排除故障的方法。出現(xiàn)故障時、注意檢查容易產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)，掌握排除故障的方法。出現(xiàn)故障時，可以從簡單部分開始逐級查找，逐步縮小故障點的范圍，也可以，可以從簡單部分開始逐級查找，逐步縮小故障點的范圍，也可以對某些預(yù)知點的特性進行靜態(tài)或動態(tài)測試，對某些預(yù)知點的特性進行靜態(tài)或動態(tài)測試， 判斷故障部位。判斷故障部位。2、應(yīng)當(dāng)十分注意各部分電路的時序關(guān)系。對各單位電路的輸入和輸出、

13、應(yīng)當(dāng)十分注意各部分電路的時序關(guān)系。對各單位電路的輸入和輸出波形的時間關(guān)系要十分熟悉；也要注意掌握各單元之間的相互時間波形的時間關(guān)系要十分熟悉；也要注意掌握各單元之間的相互時間關(guān)系，應(yīng)對照時序圖檢查各點波形，并要弄清哪些是上升沿觸發(fā)關(guān)系，應(yīng)對照時序圖檢查各點波形，并要弄清哪些是上升沿觸發(fā),，哪些是下降沿觸發(fā)，以及它和時鐘信號的關(guān)系哪些是下降沿觸發(fā)，以及它和時鐘信號的關(guān)系3、注意時序邏輯電路的初始狀態(tài)，檢查能否自啟動，應(yīng)保證電路開機、注意時序邏輯電路的初始狀態(tài)，檢查能否自啟動，應(yīng)保證電路開機后順利地進入正常工作狀態(tài)。后順利地進入正常工作狀態(tài)。4、注意電路中的元件類型，如電路中有、注意電路中的元件類

14、型，如電路中有ttl 電路、又有電路、又有cmos 電路，電路，還有分立元件電路，要選擇合適的電源，注意電平轉(zhuǎn)換以及帶負載還有分立元件電路，要選擇合適的電源，注意電平轉(zhuǎn)換以及帶負載能力等問題。能力等問題。5、有些故障是由于競爭和冒險造成的，應(yīng)該盡量避免將組合電路的輸、有些故障是由于競爭和冒險造成的，應(yīng)該盡量避免將組合電路的輸出直接作為觸發(fā)器的時鐘、異步復(fù)位和異步置數(shù)，或者在使用時進出直接作為觸發(fā)器的時鐘、異步復(fù)位和異步置數(shù)，或者在使用時進行同步處理。行同步處理。 由于時序邏輯電路對各單元之間時序關(guān)系有嚴格要求，由于時序邏輯電路對各單元之間時序關(guān)系有嚴格要求，所以出現(xiàn)故障不易找出原因，因此無論靜

15、態(tài)調(diào)試還是動態(tài)調(diào)所以出現(xiàn)故障不易找出原因，因此無論靜態(tài)調(diào)試還是動態(tài)調(diào)試都應(yīng)該注意以下問題：試都應(yīng)該注意以下問題：廣告流水燈布線示范廣告流水燈布線示范11/7/2021東南大學(xué)電工電子實驗中心 16本次實驗?zāi)康谋敬螌嶒災(zāi)康膶W(xué)習(xí)時序邏輯電路的設(shè)計和調(diào)試方法學(xué)習(xí)時序邏輯電路的設(shè)計和調(diào)試方法掌握集成計數(shù)器等中規(guī)模集成時序邏輯電路的使掌握集成計數(shù)器等中規(guī)模集成時序邏輯電路的使用方法用方法本次實驗內(nèi)容本次實驗內(nèi)容 設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計設(shè)計簡易數(shù)字鐘簡易數(shù)字鐘 實驗要求實驗要求設(shè)已有周期為設(shè)已有周期為1min和周期為和周期為1h的時鐘脈沖，要求用的時鐘脈沖，要求用74ls161設(shè)設(shè)計數(shù)字電子鐘，

16、顯示計數(shù)字電子鐘，顯示“分分”（059）或）或“時時”（023）。）。1）連好電路）連好電路2）靜態(tài)驗證）靜態(tài)驗證 將時鐘脈沖接自單脈沖，驗證將時鐘脈沖接自單脈沖，驗證“分分”和和“時時”計計數(shù)工作情況。數(shù)工作情況。3）動態(tài)觀察波形）動態(tài)觀察波形 將時鐘脈沖接自連續(xù)脈沖，用示波器觀察且將時鐘脈沖接自連續(xù)脈沖，用示波器觀察且記錄記錄“分分”或或“時時”計數(shù)電路中的時鐘脈沖及計數(shù)器各輸出計數(shù)電路中的時鐘脈沖及計數(shù)器各輸出波形。波形。設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計簡易數(shù)字鐘 74ls16174ls161芯片介紹芯片介紹設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計簡易數(shù)字鐘 74ls16174ls161設(shè)計任意進制計數(shù)器設(shè)計任意進制計數(shù)器

17、同步置數(shù)方式設(shè)計模同步置數(shù)方式設(shè)計模10計數(shù)器：計數(shù)器：q3q2q1q000000100012001030011401005010160110701118100091001a1010b1011c1100d1101e1110f11115v74ls161設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計簡易數(shù)字鐘 74ls16174ls161設(shè)計任意進制計數(shù)器設(shè)計任意進制計數(shù)器異步清零方式設(shè)計模異步清零方式設(shè)計模10計數(shù)器：計數(shù)器：q3q2q1q000000100012001030011401005010160110701118100091001a1010b1011c1100d1101e1110f11115v74ls161設(shè)計簡易數(shù)字鐘設(shè)計簡易數(shù)字鐘 74ls16174ls161設(shè)計任意進制計數(shù)器設(shè)計任意進制計數(shù)器模模7計數(shù)器：計數(shù)器：q3q2q1q00000