数电实验+触发器.docx

1、数电实验+触发器西北工业大学学 生 实 验 报 告课程名称：数字电路学生班级：02020801 学生学号：2008300547学生姓名实验项目名称：触发器及其应用同组同学姓名： 实验时间：2010年10月28日一、 实验目的和要求：1) 实验目的A. 通过实验的方法熟悉RS触发器、D触发器的功能测试。B. 了解触发器的两种出发方式（脉冲电平触发、脉冲边沿触发）及触发特点。C. 熟悉触发器的结构特点，学会用基本门电路组装触发器。D. 熟悉触发器的实际应用2) 实验要求3) 按实验要求认真操作实验步骤中的每一条。4) 做完实验后给出本实验的实验报告。二、 实验设备1) 数字电路实验箱2) 数字双踪

2、示波器3) 74LS153 74LS74 三、 实验原理 触发器是一个具有记忆功能的二进制信息储存器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元，也是数字逻辑电路中的一种重要的单元电路。在数字系统和计算机中有着广泛的应用。触发器具有两个稳定状态，即“0”和“1”，在一定的外界信号的作用下，可以从一个状态翻转到另一个稳定状态。触发器有集成触发器和门电路组成的两种。按其功能可分为RS触发器，触发器，和触发器。触发方式有电平触发和边沿触发两种。1. 基本RS触发器基本RS触发器是最基本的触发器，是由两个与非门交叉耦合构成的基本电路。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种逻辑功能，通常称为置“1

3、”端，因为时触发器被置“1”； 为置“0”端，当时状态保持。基本RS触发器也可以用两个“与非门”组成，此时低电平触发有效。 图3.1RS触发器的原理图和逻辑符号2. D触发器电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。 SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=

4、1，Q非=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为0,SD和RD通常又称为直接置1和置0端。我们设它们均已加入了高电平，不影响电路的工作。工作过程如下： a.CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3=Q4=1，触发器的状态不变。同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D非，Q6=Q5非=D。 D触发器逻辑符号 D触发器工作原理b.当CP由0变1时触发器翻转。这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。Q3=Q5非=D，Q4=Q6非=D非。由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=Q3=D。 c.触发器翻转

5、后，在CP=1时输入信号被封锁。这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是0，若Q3为0，则经G3输出至G5输入的反馈线将G5封锁，即封锁了D通往基本RS 触发器的路径；该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。Q4为0时，将G3和G6封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁。Q4输出端至G6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入信号，正跳沿

6、时触发翻转，正跳沿后输入即被封锁,三步都是在正跳沿后完成，所以有边沿触发器之称。与主从触发器相比,同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力和更高的工作速度。功能描述四、 实验内容1. 通过实验实现水泵开启关闭设计，要求水位下降到A以下时水泵开启，水位上升至B以上时水泵关闭，要求只能使用74LS00门电路。由此水位控制器的工作原理可以列出其真值表为：AY011 10保持11000不存在其中水位在标准线以下记为0，以上记为1，由真值表反映的逻辑关系可知，RS基本触发器恰好能满足输入与输出的逻辑关系，所以用与非门实现RS基本触发器连接电路的模拟图如下：2. 设计两人抢答装置，要求先抢答者按下开关的同时，

7、封锁后抢答者的开关控制，最后由主持人清除灯光显示和封锁信号，电路的连接如下图所示，观察抢答前后CP和CP1信号的变化，并绘制出大概波形。3. 用74LS74实现二分频电路。用示波器观察CP信号和Q信号的波形并比较。电路的原理图如下图所示：利用D触发器上跳沿进行转换的特点，下跳沿无效，从而多用半个周期的功能，将信号接到D上则D的给进信号就会滞后CP一个周期。实现电路图如图所示：五、 实验结果分析1. 实验二CP与CP1波形前后比较：抢答前信号比，此时二者波形都为方波而CP1为CP信号的非：抢答后二者信号为：此时CP1的信号被阻断，其他抢答信号不能干扰结果。2. 实验三CP信号和Q信号的波形并比较。由此可以看出二者的频率相差一倍。六、 注意事项1. 给入的CP脉冲信号频率和幅值要控制好，注意要使输出信号的波形明显，容易识别。2. 注意触发器清“0”端和置“1”端的功能。七、 实验心得在本实验中，实现实验内容的方法很多，触发器的熟悉应用十分必要，但熟悉触发器的结构也同样十分重要，这有利于我们利用手中现有的条件，组装触发器，从而进一步的巩固我们的数电知识。