D触发器电路设计.pptx

内容提要内容提要“555555电电路路路路应应用用用用”实验报实验报告中出告中出告中出告中出现现的的的的问题问题本次本次本次本次实验实验目的目的目的目的本次本次本次本次实验实验内容及内容及内容及内容及设计过设计过程程程程时时序序序序电电路路路路调试调试技巧技巧技巧技巧实验实验注意事注意事注意事注意事项项实验报实验报告要求告要求告要求告要求2024/4/8 周一东南大学电工电子实验中心 1思考思考题：改：改变555定定时器参考器参考电压可有哪几种方可有哪几种方法？法？“555电路路应用用”实验报告中出告中出现的的问题答案：改变三个答案：改变三个电阻的阻值电阻的阻值本次本次实验目的目的掌握集成触掌握集成触发器的工作原理及使用方法器的工作原理及使用方法学学习时序序逻辑电路的路的设计和和调试方法方法掌握移位寄存器等中掌握移位寄存器等中规模集成模集成时序序逻辑电路的使路的使用方法用方法本次本次实验内容内容用用74LS74设计一个模十一个模十计数器（即数器（即09循循环显示）示）(必做必做)设计广告流水灯（必做）（教材广告流水灯（必做）（教材106页第第3题）触触发器器逻辑功能功能测试（选做）（教材做）（教材105页第第1题）1）设计电路路2）连接接电路并路并进行静行静态验证或或动态验证用用74LS74设计一模十一模十计数器数器实验要求要求用用74LS74设计一模十一模十计数器数器74LS74功能介功能介绍状态方程:D触发器逻辑符号:D触发器功能表:74LS74管脚图:用用74LS74设计一模十一模十计数器数器实验电路路设计设计广告流水灯广告流水灯实验要求要求设计要求：共有要求：共有8个灯个灯,要求用要求用74LS138及及74LS74设计电路，始路，始终使灯使灯为1暗暗7亮，且亮，且这一个暗灯循一个暗灯循环右移。右移。1）连好好电路路2）静）静态验证 触触发器器时钟脉冲接自脉冲接自单脉冲，脉冲，观察每来一个察每来一个单脉脉冲，暗灯的移冲，暗灯的移动情况情况3）动态观察波形察波形 时钟脉冲接自脉冲接自连续脉冲，用示波器脉冲，用示波器观察且察且记录CP及各触及各触发器器输出端出端Q0、Q1、Q2的波形的波形设计广告流水灯广告流水灯设计过程程 根据题意，输出有根据题意，输出有8种状态，所以需用种状态，所以需用74LS74设设计一个模计一个模8计数器，并将计数器的输出送至译码器计数器，并将计数器的输出送至译码器74LS138进行译码即可。设计的电路如下图所示：进行译码即可。设计的电路如下图所示：时序序电路路调试技巧技巧静静态调试1、把、把经过消抖消抖处理的手理的手动单次脉冲次脉冲发生器生器输出端出端连接到接到电路路的的时钟脉冲脉冲输入端入端2、把、把输入端、入端、时钟端、端、输出端和一些关出端和一些关键节点如各触点如各触发器的器的输出端等接至出端等接至发光二极管或数光二极管或数码管上，管上，连接接时注意注意输出信出信号高、低位的排列号高、低位的排列顺序。序。静态调试静态调试是时钟输入端加单步脉冲，同时根据状态转移是时钟输入端加单步脉冲，同时根据状态转移的要求合理设置输入信号值，遍历时序电路的全部状态，来的要求合理设置输入信号值，遍历时序电路的全部状态，来验证电路的结果是否符合要求，发现和确定故障点的调试方验证电路的结果是否符合要求，发现和确定故障点的调试方法。常用的调试步骤如下：法。常用的调试步骤如下：可编程脉冲源单脉冲译码显示电路 静态调试静态调试是时钟输入端加单步脉冲，同时根据状态转移是时钟输入端加单步脉冲，同时根据状态转移的要求合理设置输入信号值，遍历时序电路的全部状态，来的要求合理设置输入信号值，遍历时序电路的全部状态，来验证电路的结果是否符合要求，发现和确定故障点的调试方验证电路的结果是否符合要求，发现和确定故障点的调试方法。常用的调试步骤如下：法。常用的调试步骤如下：1、把经过消抖处理的手、把经过消抖处理的手 动单次脉冲发生器输动单次脉冲发生器输 出端连接到电路的时出端连接到电路的时 钟脉冲输入端。钟脉冲输入端。2、把输入端、时钟端、把输入端、时钟端、输出端和一些关键节输出端和一些关键节 点如各触发器的输出点如各触发器的输出 端等接至发光二极管端等接至发光二极管 或数码管上，连接时或数码管上，连接时 注意输出信号高、低注意输出信号高、低 位的排列顺序。位的排列顺序。时序电路调试技巧时序电路调试技巧静态调试静态调试5、如各、如各单元元电路工作正常，路工作正常，则相互相互连接，接，进行整体行整体调试，调试方法和方法和单元元电路基本相同。路基本相同。时序序电路路调试技巧技巧静静态调试3、首先调试控制电路部分，保证计数器、分频器、序列发生、首先调试控制电路部分，保证计数器、分频器、序列发生 器等控制信号产生电路能正常工作。根据电路的要求，依器等控制信号产生电路能正常工作。根据电路的要求，依 次按动逻辑电平开关和手动单次脉冲按钮，观察输入、输次按动逻辑电平开关和手动单次脉冲按钮，观察输入、输 出状态的变化和转换情况是否符合状态转换表的规定。出状态的变化和转换情况是否符合状态转换表的规定。4、如电路存在故障，则把电路固定在某一故障状态，逐级进、如电路存在故障，则把电路固定在某一故障状态，逐级进 行检查，找出故障点。特别要注意检查电路中时序功能件行检查，找出故障点。特别要注意检查电路中时序功能件 如集成触发器、计数器等的使能端、清零端、置位端是否如集成触发器、计数器等的使能端、清零端、置位端是否 按要求接好。可单独测试其复位、置位和翻转功能，直至按要求接好。可单独测试其复位、置位和翻转功能，直至 找到故障为止。找到故障为止。时序序电路路调试技巧技巧动态调试 动态调试动态调试是指电路的时钟输入端在某一规律时钟信号作用是指电路的时钟输入端在某一规律时钟信号作用下，借助示波器或逻辑分析仪观察各级工作波形，检查时序电下，借助示波器或逻辑分析仪观察各级工作波形，检查时序电路是否按照预定的状态图（流程图）要求，在时钟脉冲及输入路是否按照预定的状态图（流程图）要求，在时钟脉冲及输入信号作用下完成预定的状态转换及输出控制信号。信号作用下完成预定的状态转换及输出控制信号。动态调试与静态调试的区别动态调试与静态调试的区别在于时钟脉冲改由连续时钟脉在于时钟脉冲改由连续时钟脉冲信号源提供，输出可由示波器观测也可采用逻辑分析仪进行冲信号源提供，输出可由示波器观测也可采用逻辑分析仪进行观测。用示波器进行动态调试的一般步骤如下：观测。用示波器进行动态调试的一般步骤如下：1、把时序脉冲发生器输出的连续周期性脉冲信号接到时序逻、把时序脉冲发生器输出的连续周期性脉冲信号接到时序逻 辑电路的时钟输入端，同时将电路中的特定节点接到系统辑电路的时钟输入端，同时将电路中的特定节点接到系统 的显示部分作辅助检测电路。的显示部分作辅助检测电路。时序序电路路调试技巧技巧动态调试2、给电路的时钟输入端加一周期性的连续时钟信号，并从需观、给电路的时钟输入端加一周期性的连续时钟信号，并从需观察的所有波形中选择一个频率变化最慢、最有特征的波形作察的所有波形中选择一个频率变化最慢、最有特征的波形作为参考波形将该参考波形固定地送至双踪示波器为参考波形将该参考波形固定地送至双踪示波器CH1通道，通道，时钟信号送到时钟信号送到CH2通道。例如，用示波器观测一个十进制加通道。例如，用示波器观测一个十进制加法计数器的法计数器的CP及输出端及输出端Q0、Q1、Q2、Q3的波形图。根据的波形图。根据参考波形的选择原则，可以选择参考波形的选择原则，可以选择Q2或或Q3作为参考波形。作为参考波形。3、示波器触发方式选择、示波器触发方式选择“内触发内触发”方式，触发通道为时钟信方式，触发通道为时钟信号号 所在的通道。所在的通道。4、保持、保持CH1通道的参考波形不变，将电路的其他输出端依次通道的参考波形不变，将电路的其他输出端依次 接到接到CH2通道，分别观察各输出端信号与参考波形之间的通道，分别观察各输出端信号与参考波形之间的 关系，得到对应的波形图。这样观察的波形能正确反映彼关系，得到对应的波形图。这样观察的波形能正确反映彼 此之间的相位关系。此之间的相位关系。5、对记录下来的波形进行分析，判断被测电路功能是否正确、对记录下来的波形进行分析，判断被测电路功能是否正确注意事注意事项1、注意、注意检查容易容易产生故障的生故障的环节，掌握排除故障的方法。出，掌握排除故障的方法。出现故障故障时，可以从可以从简单部分开始逐部分开始逐级查找，逐步找，逐步缩小故障点的范小故障点的范围，也可以，也可以对某些某些预知点的特性知点的特性进行静行静态或或动态测试，判断故障部位。判断故障部位。2、应当十分注意各部分当十分注意各部分电路的路的时序关系。序关系。对各各单位位电路的路的输入和入和输出出波形的波形的时间关系要十分熟悉；也要注意掌握各关系要十分熟悉；也要注意掌握各单元之元之间的相互的相互时间关系，关系，应对照照时序序图检查各点波形，并要弄清哪些是上升沿触各点波形，并要弄清哪些是上升沿触发,，哪些是下降沿触哪些是下降沿触发，以及它和，以及它和时钟信号的关系信号的关系3、注意、注意时序序逻辑电路的初始状路的初始状态，检查能否自启能否自启动，应保保证电路开机路开机后后顺利地利地进入正常工作状入正常工作状态。4、注意、注意电路中的元件路中的元件类型，如型，如电路中有路中有TTL 电路、又有路、又有CMOS 电路，路，还有分立元件有分立元件电路，要路，要选择合适的合适的电源，注意源，注意电平平转换以及以及带负载能力等能力等问题。5、有些故障是由于、有些故障是由于竞争和冒争和冒险造成的，造成的，应该尽量避免将尽量避免将组合合电路的路的输出直接作出直接作为触触发器的器的时钟、异步复位和异步置数，或者在使用、异步复位和异步置数，或者在使用时进行同步行同步处理。理。由于时序逻辑电路对各单元之间时序关系有严格要求，由于时序逻辑电路对各单元之间时序关系有严格要求，所以出现故障不易找出原因，因此无论静态调试还是动态调所以出现故障不易找出原因，因此无论静态调试还是动态调试都应该注意以下问题：试都应该注意以下问题：广告流水灯布广告流水灯布线示范示范实验报告要求告要求1、实验目的目的2、实验原理原理3、实验内容内容(包括包括实验设计要求、要求、设计过程、程、电路路及及验证结果果)6、讨论实验中出中出现的的问题和解决方法和解决方法7、思考、思考题8、实验使用使用仪器器设备