实验四双稳态触发器.doc

实验四 双稳态触发器
一、实验目的
1．熟悉并验证触发器的逻辑功能和触发方式。
2．掌握集成JK和D触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。
3．掌握用JK或D触发器组成分频器的方法。
二、实验原理及实验资科
触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。触发器具有两个稳定状态，即"0"和"1"，在适当触发信号作用下，触发器的状态发生翻转,即触发器可由一 个稳态转换到另一个稳态.当输入触发信号消失后,触发器翻转后的状态保持不变(记忆功能)。
根据电路结构的不同，触发器的触发方式不同，有电平触发，主从触发和边沿触发。根据功能的不同,触发器有RS触发器,JK触发器,D触发器,T触发器,T′触发器等类型。集成触发器的主要产品是JK触发器和D触发器,其他功能的触发器可由JK, D触发器进行转换。电路结构和触发方式与功能无必然联系。比如JK触发器既有主从式的，又有边沿式的，而主从触发器和边沿触发器都有RS、JK、D触发器。
1．带清除和预置端的高速CMOS双JK负沿触发器CC74HC112（74HC112)
(1) 功能如表5-1所示。
(2) 外引线排列见图5-3。
表5-1 74HC112功能表
RD
SD
CP
J
K

功能名称
1
0
×
×
×
1
0
置位
0
1
×
×
×
0
1
复位
0
0
×
×
×
1
1
不允许
1
1

0
0
Qn
Q n
保持
1
1

1
1
Q n
Qn
翻转
1
1

1
0
1
0
送数
1
1

0
1
0
1
图5-3 74HC112外引线排列图

2．带清除和预置端的TTL维持一阻塞双D触发器74LS74
(1) 功能见表5-2。
(2) 外引线排列见图5-2。
表5-2 74LS74 功能表
RD
SD
CP
D

功能名称
1
0
×
×
1
0
置位
0
1
×
×
0
1
复位
0
0
×
×
1
1
不允许
1
1

0
0
1
送数
1
1

1
1
0
1
1

Q
Qn
Qn
翻转

图5-2 74LS74外引线排列图

三、实验内容与步骤
(一)JK触发器74112
1．复位、置位功能
1）将74112芯片的J端、K端各接到实验箱的一个“0”、“1”电平开关上，RD和SD端按表5-3的要求分别接到实验箱的电平开关和常“1”单次脉冲上；Q和各接到一个电平指示灯上。后续表格如无特别说明，输入端和输出端的接法同上。接通芯片电源，操作电平开关，完成表5-3规定的实验内容。注意，在做表中第5行实验时，先将RD和SD接到同一个常“1”单次脉冲上。操作完成后恢复原来的接线。记录时对第3～5行可作简要的文字说明。
2）测量Q、Q端VOH和VOL的值
表5-3 74112复位、置位功能
RD
SD
J
K
CP
Q
Q

1
×
×
×

1

×
×
×

0
×
×
×

0

×
×
×

×
×
×

注意：表5-3后三行中，Q和均包含两栏，第一栏记录按下常“1”单次脉冲时Q和的状态，第二栏记录松开常“1”单次脉冲后Q和的状态。
2．逻辑特性
接线同1。操作电平开关和单次脉冲按钮开关，完成表5-4规定的实验内容，其中Qn状态通过操作RD和SD的电平开关实现。实验时注意这些开关的操作顺序，并观察Qn+1的出现对应CP脉冲的哪一个边沿(上升还是下降沿)，作好记录。

表5-4 74112逻辑功能
RD
SD
J
K
CP
Qn
Q n+1
1
1
0
0

0

1
1
0
0

1

1
1
0
1

0

1
1
0
1

1

1
1
1
0

0

1
1
1
0

1

1
1
1
1

0

1
1
1
1

1

CM0S电路实验注意事项:
·实验者的双手应在实验前放电(例如在暖气管道或水管上放电)，并避免在实验过程中触摸干燥织物。
·接线、拆线必须切断电源进行。
·实验操作时，应先接通实验芯片的电源后接通信号源；先断开信号源后断开电源。最坏情况是电源和信号源二者同时通断，但无论如何也不能颠倒操作次序。
·实验仪器设备应有良好接地。
(注:若实验室没有HC112，也可用74HC74双D触发器。74HC74的外引线排列和逻辑功
能分别见图5-2和表5-2)

(二)TTL双D触发器74LS74
1．复位、置位功能
将芯片中一个触发器的D端接到实验箱的一个“0”、“1”电平开关上，RD和SD端按下表分别接到电平开关和常“1”单次脉冲上，CP端接到实验箱的常"0"单次脉冲 上， Q和各接到一个电平指示灯上。接通芯片电源。
操作电平开关，仿照表5-3，完成D触发器的复位、置位实验。

1

1

0

0

2．逻辑特性
接线同1。操作电平开关和按钮开关，完成表5-5规定的实验内容。其中Qn的状态通过操作RD或SD的电平开关来实现。实验时注意这些开关的操作顺序，并观察Q n+1的出现对应CP脉冲的哪一个边沿(上升沿还是下降沿)，作好记录。

表5-5 74LS74逻辑功能
RD
SD
D
CP
Qn
Q n+1
1
1
0

0

1
1
0

1

1
1
1

0

1
1
1

1

3．二分频
将CP端改接到实验箱的连续脉冲信号源上，断开D端与电平开关的连线，再将D端与Q端连接，其它端子的接线与1相同，仿照74112的二分频实验，在RD=“0”、SD=“1”；RD=“1”、SD=“0”和RD=“1”、SD=“1”三种情况下，用双踪示波器分别观察CP和Q波形(CP频率约10KHZ)，作波形记录时同时测出Q信号的幅度(或电平)值。
选用Q信号作示波器内触发信号，示波器"输入耦合方式"开关置"DC"挡位。
用双踪示波器同时观察两个频率有倍数关系的信号时,一般选用频率较低的信号作为示波器的内同步信号。这样操作比较容易得到稳定的观察波形。

四、实验报告
1．实验预习
（1）详细阅读实验指导讲义,了解实验目的、内容和要求。
（2）熟悉触发器的逻辑功能和触发方式。
（3）熟悉触发器功能测试表格。
（4）完成预习报告。
2．实验结果及数据处理
（1）整理实验记录，完成74112和7474的复位、置位表以及逻辑特性表。并根据所测结果，总结74112触发器和7474触发器的特点。
（2）画出二分频实验波形图（在波形图上标上测得的有关参数）。
3．思考题：
（1）触发器的基本性质是什么？
（2）什么是电平触发？什么是边沿触发？基本RS触发器的约束条件是什么？基本RS触发器与JK、D触发器的区别是什么？
（3）触发器复位、置位的正确操作方法是什么？触发器实现正常逻辑功能时，其复位、置位端应处于什么逻辑状态?
（4）JK触发器实现二分频工作时，其J、K端应处于什么逻辑状态?还有其它连接方式可供选择吗?举例说明。
（5）如何用D 触发器构成4分频器和8分频器？画出电路连接图。