数字电路实验报告四
更新时间:2024-04-06 21:49:01 阅读量: 综合文库 文档下载
实验三 译码器和数据选择器
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一、实验目的
1、熟悉并掌握RS、D、JK触发器的构成,工作原理和功能测试方法。 2、学会正确使用触发器集成芯片。
3、了解不同逻辑功能触发器FF相互转换的方法。 二、实验仪器及器材
74LS00 二输入端四“与非”门 1片 74LS74 双D触发器 1片 74LS112 双JK触发器 1片 三、实验内容
1、基本RS触发器(RS—FF)功能测试
两个TTL与非门首尾相接构成的基本RS—FF的电路图如图4.1所示。 (1)、按下面的顺序在Sd、Rd端加信号:
Sd=0 Rd=1 Sd=0 Rd=1 Sd=0 Rd=1 Sd=0 Rd=1
观察并记录FF的Q、Q端的状态,将结果填入表3.1中,并说明在上述各种状态下,FF执行的是什么功能?
表4.1 Sd 0 1 1 1 —
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——
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Rd 1 1 0 1 —Q 1 1 0 0 Qd 0 0 1 1 —逻辑功能 置1(置位) 保持(记忆) 置0(复位、清零) 保持(记忆) (2)、Sd端接低电平,Rd端加脉冲。 (3)、Sd端接高电平,Rd端加脉冲。 (4)、连接Sd、Rd,并加脉冲。
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记录并观察(2)、(3)、(4)三种情况下,Q、Q端的状态。从中你能否总结出基本RS—FF的Q或Q端的状态改变和输入Sd、Rd的关系。 所得的实验结果如下:
(2)
Rd
Q Q
(3)
———
—
—
—
—
0
1 0
Rd Q
—
—
—
0 0 1 Q
(4) Rd Sd
Q
—0 0 1 Q —
—
—
—
—
(5)当Sd、Rd都接低电平时,观察Q、Q端的状态。当Sd、Rd同时由低电平跳为高电平时,注意观察Q、Q端的状态,重复3~5次看Q、Q端的状态是否相同,以正确理解“不定”状态的含义。 重复多次后Q、Q端的状态不相同 2、维持阻塞型D—FF功能测试
双D型正边沿维持阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图4.2所示。图中Sd、Rd端为异步置1端、置0端(或称异步置位、复位端)。CP为时钟脉冲端。 试按下面的步骤做实验:
(1)、分别在Sd、Rd端加低电平,观察并记录Q、Q端的状态。
(2)、令Sd、Rd端为高电平,D端分别加高、低电平,用单脉冲作为CP,观察并记录当CP为L、↑、H、↓时,Q端状态的变化。
(3)、当Sd=Rd=H、CP=0(或CP=1),改变D端信号,观察Q端信号,观察Q端的状态是否变化?
整理上述的实验数据,将结果填入表4.2中。
(4)、令Sd=Rd=H,将D和Q端相连,CP加连续脉冲,在图4.3中记录Q相对于CP的波形。 表4.2 Sd Rd 0 1 ———
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——
—
—
—
—
—
—
—
CP × D × Qn 0 1 Qn+1 1 1 1 0 1 1 1 1
× ↑ ↓ × 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 CP
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
—
D-FF 输 出
Q Q
—
JK-FF 输 出
Q Q
—
D-T| 输 出
Q Q
—
JK-T\\ 输 出
Q Q
—
图4.3:D-FF及JK-FF、D-T|、 J K-T|的Q、Q相对的波形 3、负边沿JK触发器功能测试
双JK边沿触发器74LS112的逻辑符号如图4.4所示。 (1)、自拟实验步骤,测试其功能,并将结果填入编4.3中。 实验步骤:
ⅰ将74LS112双JK触发器的1J、1K、1Sd、1Rd接入不同电平开关,1CP接脉冲信号,1Q和1Q接电平显示。
ⅱ按表4.3输入信号,并将并将结果填入编4.3中。 (2)、若令J=K=1时,CP端加连续脉冲,用双踪示波器观察Q-CP波形,并记录在图4.3中。JK-FF这个Q-CP波形和D-FF的D和Q端相连时观
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察到的Q端的波形相比较(即第2中的第(4)不实验结果),有何异同? 同:输出的频率相同,输出信号都是在脉冲信号边沿改变。
异:D触发器时在上升沿改变输出状态,JK触发器时在下降沿改变输出状态。
表4.3
Sd 0 1 1 1 1 1 —Rd 1 0 1 1 1 1 —CP × × ↓ ↓ ↓ ↓ J × × 0 0 1 1 J × × 0 1 0 1 Qn × × 0 1 × × 0 1 Qn+1 1 0 0 1 0 1 1 0
4、触发器功能转换
/
(1)、将D-FF和JK-FF转换成T触发器,列出表达式,画出实验电路图。 T触发器状态方程:Qn+1 = Qn
/
——
D触发器状态方程:Qn+1 = D JK触发器状态方程::Q
/
n+1
=JQ + KQn
/
——
n
——
所以D→T:令D = Qn JK→T:令J = 1,K = 1
实验原理电路图:
/
其中D→T用74LS74(双D触发器)
/
JK→T用74LS112(双JK触发器)
D CP Sd —Q —1
J CP Sd Q ——Rd —Q 1 K Rd Q —D→T /JK→T
/
74LS74(双D触发器和74LS112(双JK触发器)对应的引脚如下:
实验步骤:
ⅰ根据实验原理电路图接线
ⅱ根据下面表格输入数据,记录输出显示 Sd Rd 1 1 ——CP ↑ Qn 0 1 Qn+1 1 0
Sd 1 —Rd 1 —CP ↓ J 1 J 1 Qn 0 1 Qn+1 1 0
(2)、接入连续脉冲,观察各触发器CP及Q端波形图,比较两者关系。 波形图如图4.3所示,可以看出两者都满足了T触发器状态方程:Q
/
n+1
= Q
——
n
但是D触发器时在CP上升沿改变输出状态,JK触发器时在CP下降沿改变输出状态。
五、实验总结
基本RS触发器特点:由两个与非门交叉耦合构成,具有记忆功能;Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。Sd=1,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其状态不变(保持记忆)。Sd=0,Rd=时,触发器次态不定。
维持阻塞型D触发器特点:当Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。Sd=0,Rd=时,触发器次态不定。Sd=1,Rd=1时,在时钟作用下,其次态Qn+1始终和D输入一致。
负边沿JK触发器特点:当Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。当Sd=1,Rd=1,J=0,K=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0);当Sd=1,Rd=1,J=1,K=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。当Sd=1,Rd=1,J=0,K=0时,无论触发器原来处于什么状态,其状态不变(保持记忆)。当Sd=1,Rd=1,J=1,K=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态与前态相反(翻转)。 T触发器特点:满足Qn+1 = Qn ,只有翻转功能,CP每作用一次,它就翻转一次。
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五、实验总结
基本RS触发器特点:由两个与非门交叉耦合构成,具有记忆功能;Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。Sd=1,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其状态不变(保持记忆)。Sd=0,Rd=时,触发器次态不定。
维持阻塞型D触发器特点:当Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。Sd=0,Rd=时,触发器次态不定。Sd=1,Rd=1时,在时钟作用下,其次态Qn+1始终和D输入一致。
负边沿JK触发器特点:当Sd=1,Rd=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0)。Sd=0,Rd=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。当Sd=1,Rd=1,J=0,K=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为0(清0);当Sd=1,Rd=1,J=1,K=0时,无论触发器原来处于什么状态,其次态一定为1(置1)。当Sd=1,Rd=1,J=0,K=0时,无论触发器原来处于什么状态,其状态不变(保持记忆)。当Sd=1,Rd=1,J=1,K=1时,无论触发器原来处于什么状态,其次态与前态相反(翻转)。 T触发器特点:满足Qn+1 = Qn ,只有翻转功能,CP每作用一次,它就翻转一次。
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