实验三 触发器特性测试.doc

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. PAGE Word 资料 数字逻辑实验指导书 葛长赟编写 大连东软信息学院 电子工程系 2016年 8月 引 言 《数字逻辑》是软件工程专业的必修课,为后续课程的实施,为进一步学习各专业后续课程打下基础,是一门理论与实践相结合的课程。 通过这门课程的学习,使学生掌握数字电路与系统的基本工作原理和分析设计方法;理解标准的集成电路器件使用方法为后续学习奠定基础。 本门课程理论内容包括:数制与码制、逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析和设计、各种触发器及时序逻辑电路的分析和设计等,除数制与码制外,每部分内容都配备有相应的实验室实验,帮助学生理解和掌握相关知识内容。 本实验指导书旨在对《数字逻辑》课程的实验进行规范,内容包括:实验目的和要求、设备或环境、实验原理(项目分析和设计)、实验内容(项目实施)等。学生可遵照本实验指导书内容完成相应实验并提交实验报告。 设备与工具 这章主要介绍本实验指导书中会用到的硬件设备。 信号发生器 信号发生器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波,波形对称可调并具有反向输出,直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示,也可外测1Hz~10.0MHz的信号频率,电压用LED显示。 万用表 万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等。有些万用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数等。 数字电路实验箱 数字电路实验箱可以为学生提供内容丰富的实验平台,结构设计灵活,可在此平台上搭建电路,完成数字电路课程要求的基本实验。 实验三:触发器特性测试 能力培养目标 理解RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理 能正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器 项目任务要求 利用与非门构成RS触发器 测试D触发器的逻辑功能 测试JK触发器的逻辑功能 项目分析 (1)RS触发器 把两个 与非门的输入、输出端交叉连接,即可构成基本RS触发器。RS触发器的 和Q应该呈互补关系,但在= 0、= 0 时Q和都为1,所以此时为非法状态。 表2-5-1 RS触发器真值表 输 入 输 出 Q 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Q 74LS00是最常见的二输入四与非门芯片之一,因此可选用74LS00芯片。 (2)D触发器 D触发器的应用很广,可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。下表中的“X”表示该引脚的电平无论高低,对输出结果不发生任何作用;“↑”表示该引脚要接到单次脉冲开关,且应为上升沿,按下单次脉冲按钮时输出结果会发生变化。 表2-5-2 D触发器真值表 输 入 输 出 PR CLR CK D Q 0 1 X X 1 0 1 0 X X 0 1 0 0 X X 1 1 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 0 X Q 双D触发器74LS74芯片的引脚结构图如下所示,其中引脚14(VCC)接5V电源,引脚7(GND)接地。CLR表示复位信号(清零),D表示触发信号,CK表示时钟信号,PR表示预置,Q表示同相位输出,表示反相位输出。 图2-5-1 74LS74引脚结构图 (3)JK触发器 JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能,在各类集成触发器中,JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中,它不仅有很强的通用性,而且能灵活地转换其他类型的触发器。下面分四种情况来分析主从型JK触发器的逻辑功能。 JK触发器在J=1,K=1的情况下,来一个时钟脉冲就翻转一次,即具有计数功能。 J=0,K=0时,触发器的状态保持不变。 J=1,K=0时,触发器的状态翻转成1态。 J=0,K=1时,触发器的状态翻转成0态。 表2-5-3 JK触发器真值表 输 入 输 出 CLR CK J K Q 0 X X X 0 1 1 ↓ 0 0 Q 1 ↓ 1 0 1 0 1 ↓ 0 1 0 1 1 ↓ 1 1 反 转 1 1 X X Q 【注】上表中的 “↓”表示该引脚要接到单次脉冲开关,且应为下降沿,按下单次脉冲按钮时输出结果会发生变化。 图2-5-2 74LS73引脚结构图 (4)实验设备及材料 数电实验箱(含连接线) 1台 面包板(含连接线) 1台 二输入四与非门74LS00 1片 双D触发器74LS74 1片 双JK触发器74LS73 1片 示波器 1台 项目设计 (1)利用与非门构成RS触发器 利用74LS00的两个与非门搭建RS触发器,输入端、接实验箱上的逻辑开关输出,输出端、Q接逻辑电平指示灯,电路接

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