实验II、触发器及其应用

一、实验目的

1、掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能

2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法

3、熟悉触发器之间相互转换的方法

二、实验原理

触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。

1、  基本RS触发器

如图1为两个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称为置“1”段，因为=0（=1）时触发器被置为“1”；为置“0”端，因为=0（=1）时触发器被置“0”，当==1时状态保持；==0时，触发器状态不定，应避免此种情况发生，表1为基本RS 触发器的状态表。

 

图1、基本RS触发器

表1、基本RS触发器功能表

基本RS触发器也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。

2、  JK触发器

在输入信号为双端的情况下，JK触发器的功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK触发器，是下降沿出发的边沿触发器。引脚功能及逻辑符号如图2所示。

 

图2、74LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号

JK触发器的状态方程为： =J+ 

J和K是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若J、K有两个或者两个以上输入端时，组成“与”的关系。和为两个互补输出端。通常把=0，=1的状态定为触发器“0” 状态；而把=1，=0定为“1”状态。下降沿触发JK触发器功能表如表2所示。

表2、JK触发器功能表

JK触发器常被用作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。

3、  D触发器

在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为=D，其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态，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。有很多种型号可供各种用途的需要而选用。如双D 74LS74、四D 74LS175、六D 74LS174等。

下图为双D774LS74的引脚排列及逻辑符号。功能表如表3.

表3、74LS74功能表

 

4、  触发器之间的相互转换

在集成触发器的产品中，每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。但可以利用转换的方

法获得具有其他功能的触发器。例如将JK触发器的J、K两端连接在一起，并认为它为T 端，即得到所需的T触发器。如图4（a）所示，其状态方程为：=T+。T触发起的功能表如表4所示。

图4（a）JK变T触发器                        （b）T’触发器

表4、T触发器的功能表

由功能表可见，当T=0时，时钟脉冲作用后，其状态保持不变；当T=1时，时钟脉冲作

用后，触发器状态翻转。所以，若将触发器的T端置“1”，如图4（b）所示，即得T’触发器。在T’触发器的CP端每来一个CP脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称之为反转触发器，广泛用于计数电路中。

同样，若将D触发器端与D端相连，便转换为T’触发器。如图5所示。

JK触发器也可转换为D触发器，如图6所示。

                    

图5、D转变为T’                         图6、JK转变为D

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源               2、双踪示波器

3、连续脉冲源                4、单次脉冲源

5、逻辑电平开关              6、逻辑电平显示器

7、74LS112    74LS74

四、实验内容

1、测试基本RS触发器的逻辑功能 按照图1，用两个与非门组成基本RS触发器，输入端、接逻辑开关的输出接口，输出端Q、接逻辑电平显示输入插口，记录相关数据。

2、测试双JK触发器74LS112逻辑功能

（1）测试_D、_D的复位、置位功能

任取一只JK触发器，_D、_D、J、K端接逻辑开关输出插口，CP端接单次脉冲源，Q、端接至逻辑电平显示输入插口。要求改变_D、_D（J、K、CP处于任意状态），并在_D=0（_D=1）或者D=0（_D=1）作用期间任意改变J、K及CP的状态，观察Q、状态。自拟表格并记录。

（2）测试JK触发器的逻辑功能

按照表8的要求改变J、K、CP端状态，观察Q、状态变化，观察触发器状态更新是否

发生在CP脉冲的下降沿（即CP由1→0）.

（3）将JK触发器的J、K段连在一起，构成T触发器。 在CP端输入1Hz连续脉冲，观察Q端的变化。 在CP端输入1Hz连续脉冲，用双踪示波器观察CP、Q、端波形，注意相位关系，并描述下来。

3、测试双D触发器74LS74的逻辑功能

（1）测试_D、_D的复位、置位功能 测试方法同实验内容2、1，自拟表格记录

（2）测试D触发器的逻辑功能 按照表9要求进行测试，并观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的上升沿（即由0→1），并记录。

（3）将D触发器的端与D端相连接，构成T’触发器。 测试方法同实验内容2、3,并记录。

4、双时钟脉冲电路

用JK触发器及非门构成的双相时钟脉冲电路如图9所示，此电路是用来将时钟脉冲CP转换成两相时钟脉冲CP_A及CP_B，其频率相同、相位不同。 分析电路工作原理，并按照图9连线，用双踪示波器同时观察CP、CP_A；CP、CP_B；CP_A、CP_B波形，并描绘。

图9 双相时钟脉冲电路

5、  乒乓球练习电路

电路功能要求：模拟两名运动员在练球时，乒乓球能往返运转。 提示：采用双D触发器74LS74设计实验线路，两个CP端触发脉冲分别由两名运动员操作，两触发器的输出状态用逻辑电平显示器显示。

 

第二篇：实验报告

班级 计科二班 学号 03 姓名 樊艳波

实验6：触发器

一、实验目的：

熟悉几种常见触发器的逻辑功能，准确理解触发器特性描述和正确对其逻辑功能进行测试操作。熟练使用示波器来观看触发器的时序图。

二、实验内容

1、用74LS00搭接一个基本RS触发器，并对其功能进行测试，填写基本RS触发器的特性表。

2、将2个D触发器接成异步计数器，在此基础上实现4分频，再用示波器记录分频信号波形。

3、用4个D触发器设计一个4位的环形计数器。

三、实验环境

四、实验数据记录

1、用74LS00搭接一个基本RS触发器，并对其功能进行测试，填写基本RS触发器的特性表。 答：

芯片选择:74LS00

7400的管脚图

测试电路图如下

设计思路：通过2输入与非门实现R-S锁存器，本设计中的反相器是通过2输入与非门实现的，由于增加了反相器，因此该锁存器的功能表和通用的R-S锁存器相一致

2、将2个D触发器接成异步计数器，在此基础上实现4分频，再用示波

器记录分频信号波形。

答：

芯片选择：74LS74

7474的引脚图

电路图如下

实际电路中Q1’,Q2’ 在接线时并不是通过Q1，Q2分别求反得到的，7474芯片有Q1’,Q2’的输出

实验所得波形图如下

参数说明

CH1：输入脉冲信号（5KHz） CH2：输出脉冲信号（1.25KHz）

的功能，其中第一个D触发器的输出端Q1接第二个D触发器的时钟输入，Q2即为分频后的结果

3、用4个D触发器设计一个4位的环形计数器。

（单向 0000——>1000——>0100——>0010——>0001——>0000） 答：芯片选择74LS175、74LS08

74175的管脚图 7408的管脚图

实验电路图：

电路图中的A’,B’,C’,D’在接线时并不是通过ABCD求反得到的，74175芯片含A’,B’,C’,D’输出端

实验结果：测试时能正确的循环计数和人和状态均能自动进入循环体 设计思路：通过四个D同步触发器级联而成，第一个触发器的数据输入端D=ABCD,只有当ABCD=0000时才会产生一个1其余情况全为0，以此实现1在循环体中的逐渐移动

五、实验日志与总结

1、本次试验主要学习了R-S锁存器和D触发器的一些知识，熟悉了其逻辑功能和使用方法，并运用D触发器构成了4次分频器和环形计数器

2、通过本次试验，我进一步提高了自己设计电路的能力，掌握了电路查错和检查芯片的一些基本方法，比如带电测试其管脚的电压值等

3、在本次试验中学习了芯片74LS74、74LS175的管脚分配和使用方法，复习了芯片74LS00、74LS08

4、本次试验没有能够实现能左右移动的环形计数器，只做了一个右移的，但自己动手尝试努力过，还需不断提高自己的设计能力。