《電子技術(shù)及應(yīng)用》課件項(xiàng)目六

項(xiàng)目六觸發(fā)器功能測(cè)試及簡(jiǎn)單應(yīng)用模塊1觸發(fā)器功能測(cè)試

模塊2觸發(fā)器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

模塊1觸發(fā)器功能測(cè)試

學(xué)習(xí)內(nèi)容：

(1)基本RS觸發(fā)器的工作原理和特點(diǎn)。

(2)RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器的邏輯符號(hào)、邏輯功能、特性方程、觸發(fā)方式及工作特點(diǎn)。

(3)不同邏輯功能的觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換。

學(xué)習(xí)問(wèn)題：

(1)觸發(fā)器的兩個(gè)基本特性是什么？

(2)按邏輯功能的不同，觸發(fā)器可分為哪幾種類型？

(3)按觸發(fā)方式的不同，觸發(fā)器可分為哪幾種類型？

(4)按電路結(jié)構(gòu)的不同，觸發(fā)器可分為哪幾種類型？

(5)基本RS觸發(fā)器有哪兩種常見(jiàn)的電路結(jié)構(gòu)形式？說(shuō)明它們有何不同。

(6)和基本RS觸發(fā)器相比，同步RS觸發(fā)器在電路結(jié)構(gòu)上有何不同？

(7)什么叫邊沿觸發(fā)器？它有什么優(yōu)點(diǎn)？

(8)如何將邊沿JK觸發(fā)器接成D觸發(fā)器、T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器？

(9)TTL邊沿JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器工作時(shí)，其直接置“0”端RD和直接置“1”端SD應(yīng)處于什么狀態(tài)？

(10)什么叫主從觸發(fā)器？它的工作特點(diǎn)是什么？

學(xué)習(xí)要求：

(1)掌握基本RS觸發(fā)器的工作原理和特點(diǎn)。

(2)掌握RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器的邏輯符號(hào)、邏輯功能(特性表和特性方程)和觸發(fā)方式(高電平、低電平、上升沿和下降沿觸發(fā))。

(3)掌握觸發(fā)器直接置0和直接置1的含義。

任務(wù)1與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器

及功能測(cè)試

(一)任務(wù)要求

用與非門74LS00構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，并測(cè)試其邏輯功能。

(二)任務(wù)內(nèi)容

(1)按圖6-1-1所示連接電路，用與非門74LS00構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。

(2)元器件：74LS00一片，發(fā)光二極管兩個(gè)，620Ω電阻兩個(gè)，邏輯開(kāi)關(guān)板一個(gè)，面包板一塊。圖6-1-1基本RS觸發(fā)器(3)測(cè)試基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。按圖6-1-1所示，將RD端和SD端分別接到兩個(gè)邏輯電平開(kāi)關(guān)上，按表6-1-1所示分別設(shè)置RD端和SD端的狀態(tài)，觀察LED的狀態(tài)，記入表中，并寫出Q端和Q端的狀態(tài)(燈亮記“1”，燈滅記“0”)。

(三)任務(wù)結(jié)論

根據(jù)測(cè)試與討論的結(jié)果，寫出實(shí)踐研究報(bào)告(目的、原理及方法、數(shù)據(jù)測(cè)試、分析及總結(jié))。表6-1-1基本RS觸發(fā)器的邏輯功能

任務(wù)2

JK觸發(fā)器功能測(cè)試

(一)任務(wù)要求

測(cè)試74LS73JK觸發(fā)器的邏輯功能。

(二)任務(wù)內(nèi)容

(1)74LS73芯片：如圖6-1-2所示，74LS73內(nèi)部集成了兩個(gè)JK觸發(fā)器，除了電源端VCC和地端GND公用外，異步置零端CLR′和時(shí)鐘端CP均為獨(dú)立的。

(2)元器件：74LS73一片,發(fā)光二極管兩個(gè)，620Ω電阻兩個(gè)，邏輯開(kāi)關(guān)板一個(gè)，面包板一塊。

(3)畫出測(cè)試電路原理圖。圖6-1-2

74LS73管腳排列圖

(4)測(cè)試JK觸發(fā)器的邏輯功能。選擇74LS73其中一個(gè)觸發(fā)器測(cè)試其功能。將信號(hào)發(fā)生器的矩形波脈沖選擇開(kāi)關(guān)置于“點(diǎn)脈沖”位置，按表6-1-2所示，CLR′接11管腳為低電平“0”，接VCC端為高電平“1”，用邏輯電平開(kāi)關(guān)確定J、K端的狀態(tài)，接通電源，按點(diǎn)脈沖啟動(dòng)按鈕，觀察輸出端發(fā)光二極管的狀態(tài)，發(fā)光二極管亮記“1”，發(fā)光二極管不亮“0”，記入表6-1-2中。

(5)總結(jié)JK觸發(fā)器的功能。

(三)任務(wù)結(jié)論

根據(jù)測(cè)試與討論的結(jié)果，寫出實(shí)踐研究報(bào)告(目的、原理及方法、數(shù)據(jù)測(cè)試、分析及總結(jié))。表6-1-2

JK觸發(fā)器的邏輯功能表

任務(wù)3

D觸發(fā)器功能測(cè)試

(一)任務(wù)要求

用74LS73JK觸發(fā)器構(gòu)成D觸發(fā)器，并測(cè)試D觸發(fā)器的邏輯功能。

(二)任務(wù)內(nèi)容

(1)把JK觸發(fā)器構(gòu)成D觸發(fā)器，畫出邏輯原理圖。

(2)元器件：74LS73一片，74LS00一片，發(fā)光二極管兩個(gè)，620Ω電阻兩個(gè)，邏輯開(kāi)關(guān)板一個(gè)，面包板一塊。

(3)測(cè)試D觸發(fā)器的邏輯功能。按照以上所設(shè)計(jì)的原理圖測(cè)試D觸發(fā)器的功能。將信號(hào)發(fā)生器的矩形波脈沖選擇開(kāi)關(guān)置于“點(diǎn)脈沖”位置，按表6-1-3所示，CLR′接11管腳為低電平“0”，接VCC端為高電平“1”，用邏輯電平開(kāi)關(guān)確定J、K端的狀態(tài)，接通電源，按點(diǎn)脈沖啟動(dòng)按鈕，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)，記入表6-1-3中。

(4)總結(jié)D觸發(fā)器的功能。

(三)任務(wù)結(jié)論

根據(jù)測(cè)試與討論的結(jié)果，寫出實(shí)踐研究報(bào)告(目的、原理及方法、數(shù)據(jù)測(cè)試、分析及總結(jié))。表6-1-3

D觸發(fā)器的邏輯功能【模塊理論指導(dǎo)】

1.模塊基本要求

掌握各種觸發(fā)器的邏輯符號(hào)、邏輯功能、觸發(fā)方式、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；觸發(fā)器波形圖的畫法。

理解各種觸發(fā)器的工作原理及異步置0和異步置1的優(yōu)先概念。

了解各種觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)(基本RS觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器和主從觸發(fā)器)；不同功能的觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換方法。

2.模塊重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)各種觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式(電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)和主從觸發(fā))、特性方程；三種輸入信號(hào)(CP時(shí)鐘信號(hào)；RS、D、JK及T觸發(fā)信號(hào)；異步置0、置1信號(hào))的作用。

難點(diǎn)觸發(fā)器的工作原理；異步置0和異步置1端的作用。

3.模塊知識(shí)點(diǎn)

1)觸發(fā)器的特性

觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，可分別用來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)的0和1；在觸發(fā)信號(hào)作用下，兩個(gè)穩(wěn)態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換稱為翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)信號(hào)消失后，已轉(zhuǎn)換的狀態(tài)可長(zhǎng)期保持，因此，觸發(fā)器具有記憶的功能。

2)觸發(fā)器的狀態(tài)

觸發(fā)器有兩個(gè)輸出端，正常工作時(shí)，Q和Q端處于相反狀態(tài)。觸發(fā)器的狀態(tài)一般用Q端的狀態(tài)來(lái)表示，若Q=0、Q=1，則稱觸發(fā)器處于0態(tài)；若Q=1、Q=0，則稱觸發(fā)器處于1態(tài)。

3)觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)

現(xiàn)態(tài)是指觸發(fā)信號(hào)作用前的狀態(tài)，用Qn表示。

次態(tài)是指觸發(fā)信號(hào)作用后的狀態(tài)，用Qn+1表示。

4)觸發(fā)器的分類

(1)按功能分：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器、T′觸發(fā)器。

(2)按結(jié)構(gòu)分：基本RS觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、維持—阻塞型觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器、主從觸發(fā)器。

(3)按觸發(fā)方式分：電平觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器、主從觸發(fā)器。

觸發(fā)器的分類如表6-1-4所示。表6-1-4觸發(fā)器分類表

模塊2觸發(fā)器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

學(xué)習(xí)內(nèi)容：

(1)理解觸發(fā)器的記憶功能。

(2)學(xué)習(xí)用觸發(fā)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的時(shí)序電路。

學(xué)習(xí)問(wèn)題：

(1)分析項(xiàng)目五模塊3任務(wù)1的三人表決電路有什么不足之處。

(2)如何解決問(wèn)題(1)的不足之處？

學(xué)習(xí)要求：

(1)深刻理解觸發(fā)器的記憶功能。

(2)掌握用觸發(fā)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的時(shí)序電路。

任務(wù)1改進(jìn)的三人表決電路

(一)任務(wù)要求

在項(xiàng)目五模塊3任務(wù)1的三人表決電路的基礎(chǔ)上，從實(shí)用角度出發(fā)，改進(jìn)其不足之處。要求表決前主持人能清零，表決結(jié)果用發(fā)光二極管表示，發(fā)光二極管亮表示提案通過(guò)，否則，提案不能通過(guò)。在主持人清零前表決結(jié)果能保持，表決完畢后，主持人清零，進(jìn)入下一個(gè)提案的表決。

(二)元器件

74LS00三片，74LS20一片，按鈕四個(gè)，發(fā)光二極管一個(gè)，620Ω電阻兩個(gè)。

(三)任務(wù)內(nèi)容

(1)畫出改進(jìn)后的邏輯圖。

(2)在面包板上插裝出此邏輯電路，驗(yàn)證其功能。

(四)任務(wù)結(jié)論

根據(jù)測(cè)試與討論的結(jié)果，寫出實(shí)踐研究報(bào)告(目的、原理及方法、數(shù)據(jù)測(cè)試、分析及總結(jié))。

任務(wù)2設(shè)計(jì)四人搶答電路

(一)任務(wù)要求

用TTL與非門和D觸發(fā)器構(gòu)成四人搶答器。A、B、C、D為搶答操作按鈕開(kāi)關(guān)，搶答前主持人先清零，任何一個(gè)人先將自己面前的按鈕按下，則與其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管(指示燈)被點(diǎn)亮，表示此人搶答成功；而緊隨其后的其他按鈕再被按下，與其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管則不亮。本輪搶答完畢后，主持人清零，準(zhǔn)備下一輪搶答。

(二)元器件

74LS175(集成四個(gè)D觸發(fā)器)一片,74LS00一片,74LS20(集成兩個(gè)四輸入的與非門，NC為空腳)一片，按鈕五個(gè)，發(fā)光二極管四個(gè)，1kΩ電阻五個(gè)，620Ω電阻兩個(gè)。74LS