课题三--触发器的应用.ppt

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触发器的应用,任务一 应用,RS,触发器制作手动脉冲,信号发生器,任务二 学习和测试,JK,触发器,任务三 应用,D,触发器组装,4,人抢答器,任务四 触发器功能转换,课题三 触发器的应用,任务一 应用,RS,触发器制作手动脉冲信号发生器,采用开关通断的方法并不能产生理想脉冲信号。开关接通瞬间会产生多个连续脉冲，这种现象在逻辑电路中会引起失误，例如造成计数器重复计数。,开关电路和开关信号波形,任务引入,课题三 触发器的应用,用,RS,触发器,CD4043,组装的手动脉冲信号发生器电路如下，它可以产生理想的脉冲信号，非常适用于时序逻辑电路实验。,手动脉冲信号发生器电路图,课题三 触发器的应用,一、触发器特性,两个基本特性：,（,1,）有两个能自行保持的稳定状态，即“,1,”状态或“,0,”状态。,（,2,）在输入信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。,相关知识,课题三 触发器的应用,二、基本,RS,触发器,1.,电路组成,2.,工作原理,课题三 触发器的应用,3,真值表,课题三 触发器的应用,4,特性方程,基本,RS,触发器的卡诺图,基本,RS,触发器的特性方程为：,约束条件表明，基本,RS,触发器不允许两个输入端同时为低电平。,课题三 触发器的应用,5,状态转换图,基本,RS,触发器的状态转换图,状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状态不变时对输入信号的要求。,课题三 触发器的应用,例,3-1,波形图,【,例,3-1】,若基本,RS,触发器的输入信号波形如下图所示，试绘出输出端与之对应的波形，假定触发器的初始状态,Q=0,。,课题三 触发器的应用,三、集成,RS,触发器,集成,RS,触发器,CD4043,课题三 触发器的应用,课题三 触发器的应用,手动脉冲信号发生器使用,CD4043,的第,1,个,RS,触发器，使能端,EN=1,。当触动按钮,S1,时，,1S,输入高电平，,1Q,输出高电平，即产生脉冲信号的上升沿，发光二极管,LED,亮；当触动按钮,S2,时，产生脉冲信号的下降沿，,LED,灭。由于利用了,RS,触发器的保持功能，所以开关簧片接通时产生的抖动信号不能改变开关的状态。,一、手动脉冲信号发生器电路原理,任务实施,课题三 触发器的应用,二、手动脉冲信号发生器的制作和测试,1.,实验器材,焊接板有许多排列的孔洞。各类元件插入万能焊接板的元件面，在焊接面提供了相当多焊盘位置，供连接选用。,课题三 触发器的应用,2.,注意事项,（,1,）电阻均采用水平安装方式，并贴紧万能焊接板，色标法电阻的色环标志顺序方向一致。,（,2,发光二极管均采用垂直安装方式，高度要求为管底部离万能焊接板,62mm,。,（,3,）集成电路插座、按钮应紧贴万能焊接板安装。,（,4,）所有焊点均采用直脚焊，焊接完成后剪去多余引脚，留头在焊面以上,0.5,1mm,，且不能损伤焊接面。,课题三 触发器的应用,4.,测试步骤,（,1,）将电源线连接到,+5V,电源上。,（,2,）当触动按钮,S1,瞬间，触发器,CD4043,输出端,1Q,输出信号为高电平，发光二极管,LED,亮，松开,S1,，,LED,仍然亮。,（,3,）当触动按钮,S2,瞬间，触发器,CD4043,输出端,1Q,输出信号为低电平，,LED,灭，松开,S2,，,LED,仍然灭。3.,组装步骤,（,1,）根据材料清单核对电子元器件数量、规格、型号。,（,2,）检测各电子元器件。,（,3,）根据手动脉冲信号发生器电路图焊接电路。,课题三 触发器的应用,任务二 学习和测试,JK,触发器,在实际应用中，为了保证数据一致变化，希望所有触发器能在同一个时钟脉冲作用下同时动作，简称为,同步触发,。,为了提高数字电路的抗干扰能力，又进一步要求在同一个时钟脉冲信号的上升沿或下降沿时刻的输入信号为有效信号，即,脉冲边沿触发器,。,JK,触发器是目前功能完善、种类较多和通用性最强的一种脉冲边沿触发器。,任务引入,课题三 触发器的应用,一、集成,JK,触发器,集成,JK,触发器,74LS112,的逻辑符号和管脚排列,相关知识,课题三 触发器的应用,1,真值表,JK,触发器,74LS112,真值表,输 入,输 出,功 能,CP,J,K,Qn,Qn+1,0,0,0,0,保持,0,0,1,1,0,1,0,0,置,0,0,1,1,0,1,0,0,1,置,1,1,0,1,1,1,1,0,1,翻转,1,1,1,0,二、,JK,触发器功能分析,课题三 触发器的应用,2,特性方程,JK,触发器卡诺图,JK,触发器的特性方程为：,课题三 触发器的应用,3,状态转换图,JK,触发器状态转换图,课题三 触发器的应用,【,例,3-2】,已知加到,CP,脉冲下降沿触发的,JK,触发器上的信号波形，试绘出,Q,端与之对应的波形，假定触发器的初始状态,Q=0,。,例,3-2,波形图,课题三 触发器的应用,JK,触发器逻辑功能测试电路,任务实施,课题三 触发器的应用,操作步骤,（,1,）关闭直流稳压电源开关，将集成电路芯片,74LS112,插入面包板。,（,2,）将,+5V,电压接到,IC,的管脚,16,，将电源负极接到,IC,的管脚,8,。,（,3,）将手动脉冲信号发生器连接,+5V,电源，脉冲信号输出线连接,C1,（,1,脚）。,（,4,）用插接线将输出端,1Q,（,5,脚）接电阻和,LED,串联电路。,（,5,）检查无误后接通电源。,（,6,）用插接线将直接置位端,1,（,4,脚）接低电平将直接复位端,1,（,15,脚）接高电平，,JK,触发器的输出应为高电平。,课题三 触发器的应用,（,7,）用插接线将直接置位端接高电平，将直接复位端接低电平，,JK,触发器的输出应为低电平。,（,8,）用插接线将直接置位端（,4,脚）和直接复位端（,15,脚）接高电平。,（,9,）用插接线使,JK=00,，手动发出,CP,脉冲，,JK,触发器的输出应保持。,（,10,）用插接线使,JK=10,，手动发出,CP,脉冲，,JK,触发器的输出应为逻辑,1,。,（,11,）用插接线使,JK=01,，手动发出,CP,脉冲，,JK,触发器的输出应为逻辑,0,。,（,12,）用插接线使,JK=11,，手动发出,CP,脉冲，在每个脉冲信号的下降沿时刻，,JK,触发器的输出状态翻转一次。,课题三 触发器的应用,任务三 应用,D,触发器组装,4,人抢答器,用,D,触发器,74LS175,组装的,4,人抢答器电路。,任务引入,课题三 触发器的应用,一、集成,D,触发器,4D,触发器,74LS175,的逻辑符号和管脚排列,相关知识,课题三 触发器的应用,1,电路组成,D,触发器的电路结构和逻辑符号,二、,D,触发器功能分析,1-,置,0,维持线,2-,置,1,阻塞线,3-,置,0,阻塞线,4-,置,1,维持线,课题三 触发器的应用,2,功能分析,在,CP=0,时，,N3,，,N4,门被封锁，其输出端,R,、,S,均为,1,，,D,触发器的输出状态保持不变。,当,CP,脉冲信号由,0,变为,1,时，,N3,，,N4,门打开，它们的输出由,N5,、,N6,门决定。,（,1,）,D=0,时,，,N5,门的输出,A=1,，,N6,门的输出,B=0,，则,R=0,，,S=1,，使,D,触发器的输出信号,Q=0,，,D,触发器置,0,。,此时,R=0,反馈到,N5,门，即使输入信号,D,在此期间发生变化，也不会影响触发器置,0,，故将该反馈线称为置,0,维持线。与此同时，,N5,门的输出端,A=1,反馈到,N6,门，保证,N4,门输出,S=1,，防止出现触发器输出信号,Q=1,的情况，故将该反馈线称为置,1,阻塞线。,课题三 触发器的应用,（,2,）,D=1,时，,N5,门的输出,A=0,，,N6,门的输出,B=1,，则,R=1,，,S=0,，使,D,触发器的输出信号,Q=1,，,D,触发器置,1,。此时,S=0,反馈到,N3,门，保证了,N3,门的输出,R=1,，防止出现触发器输出信号,Q=0,的情况，故将该反馈线称为置,0,阻塞线。与此同时，,S=0,反馈到,N6,门，保证,N6,门输出,B=1,，因此，即使输入信号,D,在此期间发生变化，也不会影响,N6,门的状态，故将该反馈线称为置,1,维持线。,上述分析表明，,无论触发器的原来状态如何，维持阻塞,D,触发器的输出随着输入,D,的变化而变化，且只在时钟脉冲上升沿到来时触发。,课题三 触发器的应用,3,真值表,上升沿触发的,D,触发器真值表,课题三 触发器的应用,4,特性方程,D,触发器的特性方程为：,D,触发器状态转换图,5,状态转换图,课题三 触发器的应用,例,3-3,波形图,【,例,3-3】,设,CP,脉冲上升沿触发的,D,触发器的初态为,0,，根据图示,CP,，,D,端的波形，绘出与之对应的,Q,端的波形。,课题三 触发器的应用,4,人抢答器测试电路,1,电路组成,任务实施,课题三 触发器的应用,2,操作步骤,（,1,）关闭直流稳压电源开关，将两片,IC,插入面包板。,（,2,）将,+5V,电压接到,IC,的管脚,U,CC,，将电源负极接到,IC,的管脚,NND,。,（,3,）用插接线将,74LS175,的输出端,Q,接电阻与,LED,串联电路。,（,4,）用插接线将,74LS175,的输入端,D,和直接复位端接地。,（,5,）用插接线连接,74LS32,或门电路，将输出端接入,CP,脉冲端。,（,6,）检查无误后接通电源。,课题三 触发器的应用,（,7,）拔出主持人插接线，使直接复位端为高电平，模拟抢答开始过程。,（,8,）模拟,1,号选手抢答。拔出插接线，使,1D,为高电平，观察输出端,1Q,相应的,LED,亮。,（,9,）模拟,2,号选手抢答。拔出插接线，使,2D,为高电平，观察相应的,LED,不亮，但,1Q,相应的,LED,仍保持亮，说明后抢答者的动作无效。,（,10,）模拟主持人动作，接入主持人插接线，使直接复位端清,0,，观察输出端,1Q,相应的,LED,灭。,课题三 触发器的应用,任务四 触发器功能转换,所谓触发器功能转换，就是把一种触发器转换为另一种逻辑功能的触发器，,转换的方法是利用触发器特性方程求转换逻辑关系，建立转换电路,。,由于输入信号为单端情况下，,D,触发器使用最为方便，而在输入信号为双端情况下，,JK,触发器的功能最为完善，并且在集成电路芯片中,D,和,JK,触发器的种类最多，所以,通常用,D,和,JK,触发器转换为其他逻辑功能的触发器,。,T,触发器和,T,触发器可以由,JK,触发器或,D,触发器转换得到。,任务引入,课题三 触发器的应用,一、,JK,触发器转换为,T,触发器和,T,触发器,T,触发器,T,触发器,J=K,J=K=1,相关知识,课题三 触发器的应用,T,触发器功能是当,T=1,时，在,CP,脉冲边沿时刻触发器的状态翻转；当,T=0,时，触发器的状态保持不变。,T,触发器的特性方程为：,课题三 触发器的应用,T,触发器的功能是当,T,恒为,1,时，只要有,CP,脉冲下降沿到达，触发器就要翻转，实际上它只是,T,触发器的一个特例。,T,触发器的特性方程为：,课题三 触发器的应用,二、,JK,触发器转换为,D,触发器,JK,触发器的特性方程为：,D,触发器的特性方程为：,相比较，显然有：,课题三 触发器的应用,三、,JK,触发器转换为,RS,触发器,JK,触发器转换为,RS,触发器,课题三 触发器的应用,四、,D,触发器转换为,T,触发器,D,触发器的特性方程为：,T,触发器的特性方程为,：,两式比较后令：,D,触发器转换为,T,触发器的逻辑电路图,课题三 触发器的应用,五、,D,触发器转换为,T,触发器,D,触发器的特性方程为：,T,触发器的特性方程为：,两式比较后令：,D,触发器转换为,T,触发器的逻辑电路图,课题三 触发器的应用,JK,触发器转换为,T,，,T,触发器,一、,JK,触发器转换为,T,，,T,触发器,任务实施,课题三 触发器的应用,操作步骤,（,1,）关闭直流稳压电源开关，将,74LS112,插入面包板。,（,2,）将,+5V,电压接到,74LS112,的管脚,16,，将电源负极接到,74LS112,的管脚,8,。,（,3,）用插接线将,74LS112,的输出端接电阻与,LED,串联电路。,（,4,）用插接线将,74LS175,的直接复位端、直接置位端接高电平。,（,5,）用插接线将输入端,1J,、,1K,接地。,课题三 触发器的应用,（,6,）将手动脉冲信号发生器的输出信号接,C1,端。,（,7,）检查无误后接通电源。,（,8,）输入手动脉冲信号，观察输出端电平应无变化。,（,9,）拔出插接线使输入端,1J,、,1K,为高电平。,（,10,）输入手动脉冲信号，在脉冲信号下降沿时输出端电平应翻转。,课题三 触发器的应用,D,触发器转换为,T,触发器,二、,D,触发器转换为,T,触发器,课题三 触发器的应用,操作步骤,（,1,）关闭直流稳压电源开关，将,74LS175,插入面包板。,（,2,）将,+5V,电压接到,74LS175,的管脚,16,，将电源负极接到,74LS175,的管脚,8,。,（,3,）用插接线将,74LS175,的输出端,1,接输入端,1D,。,（,4,）用插接线将,74LS175,的输出端,1Q,接电阻与,LED,串联电路。,（,5,）将手动脉冲信号发生器的输出信号接,CP,端。,（,6,）检查无误后接通电源。,（,7,）输入手动脉冲信号，观察脉冲信号上升沿时刻输出端,1Q,电平应翻转。,课题三 触发器的应用,