multisim实验四实验报告

仲恺农业工程学院实验报告纸

__自动化学院_（院、系）__工业自动化__专业__144_班_电子线路计算机仿真课程

实验四：触发器及其应用仿真实验

一、实验目的

1.掌握集成JK触发器和D触发器的逻辑功能及其使用方法。

2.熟悉触发器之间相互转换的设计方法。

3.熟悉Multisim中逻辑分析仪的使用方法。

二、实验设备

PC机、Multisim仿真软件。

三、实验内容

1.双JK触发器74LS112逻辑功能测试

（1）创建电路

创建如下图所示电路，并设置电路参数。

图4-1 74LS112逻辑功能测试

（2）仿真测试

①J1和J5分别74LS112的异步复位端输入，J2和J4分别为J、K数据端输入，J3为时钟端输入，X1和X2指示74LS112的输出端Q和Q_的状态。

②异步置位和异步复位功能测试。

闭合仿真开关

拨动J1为“0”、J5为“1”，其他开关无论为何值，则74LS112被异步置“1”，指示灯X1亮，X2灭。理解异步置位的功能。

拨动J1为“1”、J5为“0”，其他开关无论为何值，则74LS112被异步清“0”，指示灯X1灭，X2灭，理解异步复位的功能。

③74LS112逻辑功能测试

首先拨动J1和J5，设定触发器的初态。

接着，拨动J1和J5均为“1”，使74LS112处于触发器工作状态。

然后，拨动J2-J4，观察指示灯X1和X2亮灭的变化，尤其注意观察指示灯令亮灭变化发生的时刻，即J3由“1”到“0”变化的时刻，从而掌握下降沿触发的集成边沿JK触发器的逻辑功能。如下图所示：

图4-2 JK触发器逻辑功能测试

设定触发器的初态为Q = 1。将J2置1后，再将J3置1，可以观察到此时触发器状态并无改变。

将J3清0，观察到输出Q = 1。同样的，将J2清0，同时将J4置1，在J3由1->0的时刻，可以观察到Q = 0。

2.JK触发器构成T触发器

（1）创建电路

创建如图所示电路，并设置电路参数。

图4-3 74LS112构成T触发器

（2）仿真测试

①闭合仿真开关。

②打开示波器窗口，如图所示。

示波器窗口从上到下同时显示三个波形，即时钟输入信号（A通道）、Q端输出信号（B通道）及Q端输出信号（C通道）。由读数指针T1所在位置看出：当时钟输入信号下降沿到来时，触发器输出状态翻转，即Q由“0”变“1”，同时Q由“1”变“0”；由读数指针T2所在位置看出：当时钟输入信号上升沿到来时，触发器输出状态不变，即Q保持“1”，Q保持“0”。所以，每当时钟输入信号下降沿到来时，Q的状态就翻转，实现了下降沿触发的边沿T触发器的功能，同时也是二分频电路。

图4-4 T触发器输入输出波形

3.双D触发器74LS74逻辑功能测试

（1）创建电路

创建如下图所示电路，并设置电路参数。

图4-5 74LS74逻辑功能测试

（2）仿真测试

①J1和J4分别74LS74的异步复位端输入，J3为数据端输入，J2为时钟端输入，X1和X2指示74LS74的输出端Q和Q_的状态。

②异步置位和异步复位功能测试。

闭合仿真开关

拨动J1和J4，其他开关无论为何值，观察指示灯显示，理解异步置位的功能和异步复位的功能。

③74LS112逻辑功能测试

首先拨动J1和J4，设定触发器的初态。

接着，拨动J1和J4均为“1”，使74LS74处于触发器工作状态。

然后，拨动J2和J3，观察指示灯X1和X2亮灭的变化，尤其注意观察指示灯令亮灭变化发生的时刻，即J2由“1”到“0”变化的时刻，从而掌握上升沿触发的集成边沿D触发器的逻辑功能。如下图所示：

图4-6 D触发器逻辑功能测试

（3）思考与练习

如何使用双D触发器74LS74芯片构成T及T’触发器，并仿真测试？

如图，由两个D触发器可构成T触发器

图4-7 D触发器构成的T触发器

将D触发器的Q'端与D端相连，便可将D触发器转换成T’触发器，如图：

图4-8 D触发器构成的T’触发器

4.D触发器构成八分频电路

（1）创建电路

创建如下图所示电路，并设置好电路参数。

图4-9 由74LS74构成八分频电路

（2）仿真测试

①双击逻辑分析仪图标，设定时钟控制区每格显示脉冲数为2。点击Set按钮，在弹出的Clock setup窗口中，设置Clock Source为Internal；设置Clock Rate 为2kHz，如图所示。

②闭合仿真开关。

③逻辑分析仪窗口同时显示5个波形，如图所示，从上到下依次为：输入时钟信号波形、U1A输出波形（2分频）、U1B输出波形（4分频）、U2A输入波形（8分频）和逻辑分析仪内部时钟脉冲波形，从而理解和掌握用触发器设计分频电路的设计方法。

如图所示，即为分频波形

图4-10八分频电路逻辑分析仪显示波形

（3）思考与练习

如何设计使用双JK触发器74LS112芯片构成八分频电路，并仿真测试？

在实验2中，该电路除了实现T触发器的功能外也是二分频电路。则由3个74LS112芯片即可构成相应的八分频电路。其电路图和逻辑分析仪波形如下：

图４－１１由７４LS１１２构成八分频电路

图４－１２逻辑分析仪显示波形

四、实验总结

该实验内容主要为触发器及其相关的电路，掌握了JK触发器和Ｄ触发器的逻辑功能和使用方法，并熟悉了一些触发器间相互转化的设计方法。