集成触发器功能测试及转换
实验四集成触发器和用SSI的设计同步时序电路-PPT文档资料
74LS74
2片
74LS00
1片
微动开关 4只
1台
74LS112 2片 74LS04 1片
器件引脚图
74LS112 双下降沿JK 触发器
1CP 1 1K 2 1J 3 1SD 4 1Q 5 1Q 6 2Q 7 GND 8
16 VCC 15 1RD 14 2RD
74LS112 13 2CP
12 2K 11 2J 10 2SD 9 2Q
实验四 集成触发器和用SSI设计同步时序电路
一、实验目的
1.掌握触发器的原理、作用及调试方法； 2.学习简单时序逻辑电路的设计和调试方法。
二、预习要求
根据实验内容，设计出电路，并画出逻辑图，标出管脚。
三、实验原理
1.触发器
SD
S
J
1J
Q
CP
C1
K
1K
Q
RD
R
边沿JK触发器
Qn1JQnKQn
CP下降沿时刻有效
74LS74 双上升沿D 触发器
1RD 1 1D 2 1CP 3 1SD 4 1Q 5 1Q 6 GND 7
74LS74
14 VCC 13 2RD 12 2D 11 2CP 10 2SD 9 2Q 8 2Q
74LS04 六反相器
1A 1 1Y 2 2A 3 2Y 4 3A 5 3Y能测试。
按下表要求观察和记录Q与Q 的状态
表1
SD RD J K CP
Qn+1
Qn=0
Qn=1
1
1
1100 1101 21 1 1 0
31 1 1 1
2. 3人智力抢答电路
QA Q A
QB QB
实验五集成触发器
Qn=1 说明
且每次测试时都要将
0→1
触发器异步清零或置1。
0 0 1→0
按照右表测试并记录结果。
（c）将J、K触发器
0
接成 T’触发器。
CP接1kHz连续脉冲；
1
通过示波器双踪观察
CP和Q的波形，
1
画图并分析结果。
0→1
1 1→0
0 0→1
1→0
1
0→1
1→0
实验五 触发器
4. 实验内容及要求
（2）测试双D触发器74LS74的逻辑功能。
Q
Q
1J C1 1K J CP K SD
74LSll2双JK触发器引脚排列及逻辑符号
实验五 触发器
实验五 触发器
（3）D触发器
可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。
Q n+1 = D
14 13 12 11 10 9 8
Vcc 2RD 2D CP SD 2Q 2Q
74LS74
Q
Q
C1 1D
（5）单脉冲发生器实验 （选做） 用74LS74双D型触发器，设计一个单发脉冲发生器的实验线路。要
求将频率为１Hz的信号脉冲和手控触发脉冲分别作为两个触发器的CP 脉冲输入。只要手控脉冲送出一个脉冲，该脉冲与手控触发脉冲的时 间长短无关。
实验五 触发器
试问：能实现单发脉冲输出的原理是什么?画出电路的输出时序波形图. 下图是用双JK触发器组成的单发脉冲发生器，以供设计时参考。
实验五 触发器
3. 实验原理 （1）基本RS触发器
Q & R
Q &
S
实验五 触发器
（2）JK触发器
常用作缓冲存储器、移位寄存器和计数器。 Qn+1 = JQn + KQn
数电实验
Si Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ci Ai Bi Ai Ci 1 Bi Ci 1
得 p78 图4 . 3. 6 ------太繁琐
教材p78图4.3.7 用异或门和与非门来实现全加运算。----自己推导公 式----p78。
实验预习要求 1、复习有关计数器部分内容 2、绘出各实验内容的详细线路图 3、拟出各实验内容所需的测试记录表格 4、查手册，给出并熟悉实验所用各集成块的引脚排列图 实验报告 1、画出实验线路图，记录、整理实验现象及实验所得的有 关波形。对实验结果进行分析。 2、总结使用集成计数器的体会。
移位寄存器及其应用
(5)平均传输延迟时间tpd ：是衡量门电路开关速度的参数， 它是指输出波形边沿的0.5Um至输入波形对应边沿0.5Um点 的时间间隔。
tpd
1 tpd (tpdL tpdH ) 2
T 6
实验五：组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
二、实验内容 1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符 合设计要求为止。 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 4、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路； 根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三 个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非 门实现。
实验预习要求 1、根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件 画出逻辑图。 2、如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？ 3、“与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？
数电实验内容1-6
实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试一、实验目的1．掌握数字逻辑实验箱、示波器的结构、基本功能和使用方法 2．掌握TTL 集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法 二、实验仪器及器件1．实验仪器：数字实验台、双踪示波器、万用表2．实验器件：74LS00一片、74LS20一片、74LS86一片、导线若干 三、实验内容1．DZX-1型数字电路实验台功能实验（1）利用实验台自带的数字电压/电流表测量实验台的直流电源、16位逻辑电平输出/输入（数据开关）的输出电压。
（2）将8段阴极与阳极数码显示输入开关分别与16位逻辑电平输出连接，手动拨动电平开关，观察数码显示，并将数码显示屏上的数字对应的各输入端的电平值记录下来。
2．VP-5566D 双踪示波器实验 （1）测量示波器方波校准信号将示波器的标准方波经探头接至X 端，观察并记录波形的纵向、横向占的方格数，并计算周期、频率、幅度。
（2）显示双踪波形利用实验台上的函数信号发生器产生频率为KHz 的连续脉冲并接至示波器X 端，示波器的标准方波接至Y 端，观察并记录两波形。
3．测试与非门的逻辑功能（1）将74LS20（4输入2与非门）中某个与非门的输入端分别接至四个逻辑开关，输出端Y 接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表，并写出Y 的表达式。
a b c d e f g ha b c d af be f g hg e c d(a) 外形图(b) 共阴极(c) 共阳极+V CCa b c d e f g hA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 Y（2）将引脚1接1KHz 连续脉冲Vi （即接脉冲信号发生器Q12端口），引脚2接逻辑电平输出，引脚4、5接逻辑电平“1”，用示波器双踪显示并记录引脚1和引脚6端的波形Vi 和V o 如下图示（标出电平的幅度值）。
第4章 集触发器学习指导
图4.10
解：对(a)电路，因为是D触发器，所以有
对(b)电路，因为是RS触发器,所以有
对(c)电路，因为是T触发器,
对(d)电路，因为是JK触发器,
因此，能实现 的电路是（b）和（d）两个电路。
知识点：复位端的作用。
例4.11由下降沿JK触发器组成的电路及其CP、J端输入波形如图4.11 所示，试画出Q端的波形(设初态为0)。
＝1， ＝0是一个稳定状态，称为1态； ＝0， ＝1是另一个稳定状态，称为0态；
其他情况如 ＝ ＝0或 ＝ ＝1，不满足互补的条件，称之为不定状态，它既不能算作0态，也不能算作1态。
2、在适当的输入信号作用下，触发器能从原来所处的一个稳态翻转成另一个稳态。
3、在输入信号取消后，能够将得到的新状态保存下来，即记忆住这一状态。
二、重点难点
本章主要内容包括：
（1）基本触发器的电路组成和工作原理。
（2）RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T’触发器的逻辑功能以及触发器的描述方法：逻辑功能表、特性方程、驱动（激励）表、状态转移图（表）和时序（波形）图。
重点需要掌握的内容在于各类触发器的逻辑功能和逻辑功能描述方法；各种触发方式的特点、脉冲工作特性。
1．画出图P4.1所示由与非门组成的基本RS触发器输出端 、 的电压波形，输入端 、 的电压波形如图中所示。
图P4.1
2．试分析图P4.2所示电路的逻辑功能，列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.2
3．若主从结构JK触发器CP、 、 、J、K端的电压波形如图P4.3所示，试画出Q、 端对应的电压波形。
图P4.3
10．下列触发器中，没有约束条件的是。
实验六 触发器
实验六触发器一、实验目的1. 学习触发器逻辑功能的测试方法。
2. 熟悉基本RS触发器的组成、工作原理和性能。
3. 熟悉集成JK触发器和D触发器的逻辑功能及触发方式。
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”和逻辑状态“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的逻辑单元。
1.基本RS触发器基本RS触发器是一种无时钟控制的低电平直接触发的触发器。
它具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。
通常S端为置“1”端，因为S=0时触发器被置“1”；R为置“0”端，因为R=0时触发器被置“0”；当S=R=1时，状态保持。
基本RS触发器可以用两个“与非门”（如图6-1）或两个“或非门”组成。
2.JK触发器在输入信号为双端输入的情况下，JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一Q+K Q n，J和K是数据输入端，是触发器状态更新的种触发器。
其状态方程为：Q n+1=J n依据，若J、K有两个或两个以上输入端时，组成“与”的关系。
Q与Q为两个互补输出端，通常把Q=0、Q=1的状态规定为触发器的“0”状态；而把Q=1、Q=0规定为“1”状态。
JK触发器输出状态的更新发生在CP脉冲的下降沿。
JK触发器通常被用作缓冲存储器、移位寄存器和计数器等。
3.D触发器在输入信号为单端输入的情况下，D触发器用起来比较方便。
它的状态方程为：Q n+1＝D n，其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，所以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触发器可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。
4.触发器间的转换在集成触发器中，每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。
我们可以利用转换的方法获得具有其它功能的触发器。
例如将JK触发器转换成T和Tˊ触发器，也可将JK触发器转换成D触发器。
三、实验仪器及器件1. DS1052E型示波器2. EL-ELL-Ⅳ型数字电路实验系统3. 器件：集成电路芯片74LS00 74LS112 74LS74四、实验内容及步骤1.基本RS 触发器的逻辑功能测试在实验仪上选用74LS00，按图6-1连接实验电路，即为基本RS 触发器。
数字逻辑实验指导书(multisim)
实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。
54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。
所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。
74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。
在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。
因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。
三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。
触发器之间的相互转换
二、触发器之间的相互转换
将JK触发器转化为T、D触发器，很简单，大家都会，那如 何将T转换为JK、D触发器及如何将D转换为JK、T触发器呢？
D JK
已有 Qn+1 = D 欲得
因此，令 D J Qn KQn
J K
Qn+1 = JQn + KQn J Qn K Qn
1D Q CP C1 Q
测试方法及步骤：
1.R、S端和J、K端分别接逻辑开关Ki; 2.CP1接P端，加单次负脉冲，Q1端接电平显示器L。 3.先验证RS的置位、复位功能(填入表1)。 4.R=S=1时，改变J、K组态，记录输出端的状态。填入记录表，验证功
能（填入表二）。
5.将JK触发器的J、K端连着一起，构成T触发器。在CP端输入1KHz连 续脉冲，观察Q的变化，用双踪示波器观察CP、Q的波形，注意相位关 系，描绘之。
下面将介绍四种常用的计数制。
1、十进制计数制 对于十进制数，基数X=10，其整数位权值由右向左依次为个、十、
百、千、...而小数位由左向右依次为十分之一、百分之一、...很容易被 识别。例：
2、二进制计数制
对于二进制数，基数X=2，其整数位权值依次为 的权值为，
，小数位
例：
2．真值表 3.特征方程
Qn1 D
真值表
【任务实施】
测试内容一：
RS触发器功能测试：
测试方法及步骤：
1.用74LS00组成RS触发器； 2.R、S端分别接逻辑开关K, Q 端接 逻辑电平显示端L1,L2。 3.测试结果填入记录表即可。
测试内容二：
JK触发器74LS112功能测试
表一
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二、实验仪器与材料
RXS-1B 数学电路实验箱，74LS74,74LS76,74LS86。
三、实验内容及步骤
任务一：维持－阻塞型触发器功能测试
双上升沿触发器维持－阻塞型触发器 74LS74 的引脚排列图如图下图13 12 11 10 9 8
VCC 2R D 2D 2C P 2S D 2Q 2Q
CP 0 0 D
Qn
Q n1
0 0 1
T 0 1 1
0 1
1
0
1
1
1
0
将 JK 触发器转为 T 触发器:
n
Q n 1 J Q K Q n ，
JK 的特性方程
CP 下降沿到来
Q n1 Q n ，
Qn+1= T Q TQ n
T 的特性方程
n
CP 不是下降沿 CP 下降沿到来 CP 不是下降沿
将 D 触发器转换为 T 触发器：
Qn+1=D,
D 的特性方程
CP=1
； T 的特性方程
Qn+1= T Q TQ n ，CP 下降沿到来 Q =Q , CP 不是下降沿时 CP
n+1 n
n
Q =Q ,
n+1
n
CP=0
由此可得：D= T Qn TQn ， 电路接线图
由 D 触发器转为 T 触发器的真值表
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称：
数字逻辑与数字系统
实验项目名称：
集成触发器功能测试及转换
学院：
计算机与软件学院
专业：
网络工程
指导教师：
俞航
报告人：
学号：
班级：
实验时间：
2014/12/09
实验报告提交时间：
2014/12/21
教务处制
一、 实验目的：
（1）熟悉并掌握 RS、D、JK、T 触发器的构成、工作原理和功能测试方法； （2）掌握不同逻辑功能触发器的相互转换； （3）掌握三态触发器和锁存器的功能及使用方法； （4）学会触发器、三态触发器、锁存器的应用。
1CP 1 1SD 2
16 1 K 15 1 Q
74LS76
1CD 3 1J V CC 2CP 4 5 6
14 1 Q 13 G ND 12 2 K 11 2 Q 10 2 Q 9 2J
2SD 7 2CD 8
JK 触发器 74LS76 下降沿的功能表
SD
0 1
RD
1 0
CP X X
J X X
K X X
Qn X X
Qn+1 1 0
1
1
0
X
0
0
1 1
1 1
1 X
X 0
0 1
1 1
1
1
X
1
1
0
任务三：触发器功能转换
(1)将 D 触发器和 J－K 触发器转换成 T 触发器，列出表达式，画出实验接线图。 (2)接入连续脉冲，观察各触发器 CP 和 Q 端波形。比较两者关系。 (3)自拟实验数据表并填写之。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字： 年 月 日
备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
记录 CP 为 （3）当 （4）令 波形。
RD 0、 1 时 Q 端状态。
SD ＝ RD ＝1、CP=0(或 CP=1)，改变 D 端信号，整理上述实验数据，将结果填入下表中。 SD ＝ RD ＝1，将 D 和 Q 端相连，CP 加入连续脉冲，用双踪示波器观察并记录 Q 相对于 CP 的
D 触发器 74LS74 上升沿的功能表
74LS74
1C P 3 1S D 4 1Q 1Q 5 6
G ND 7
图中
SD 、 RD 端异步置 1 端，置 0 端（或称异步置位，复位端） 。CP 为时钟脉冲端。 SD 、 RD 端加低电平，观察并记录 Q、 Q 端的状态。
试按下面步骤做实验： （1）分别在 （2）令
SD 、 RD 端为高电平，D 端分别接入高，低电平，用手动脉冲作为 CP，观察并
Qn+1=Qn
由此可得：J=K=T 电路接线图
由 JK 触发器转为 T 触发器的真值表
CP
J 0 0 0 0 1
K 0 0 1 1 0
Qn
0 1 0 1 0
Q n1
0 1 0 0 1
T 0 1 0 1 1
1 1 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
0 1 1
四、实验结论。
实验结论符合触发器的特征方程，各触发器间可以转换。
SD
0 1 1 1
RD
1 0 1 1
CP X X
D X X 0 1
Qn 0 1 0 1 0 1 0 1
Qn+1 1 1 0 0 0 0 1 1
任务二：下降沿 J－K 触发器功能测试
双 J－K 下降沿触发器 74LS76 芯片的引脚排列图如图。 自拟实验步骤，测试其功能，并将结果填入表中。 若令 J=K=1 时，CP 端加入连续脉冲，用双踪示波器观察 Q~CP 波形，并与 D 触发的 D 和 Q 端相连时观察到的 Q 端的波形相比较。