电子技术基础全文11.doc

实验一 认识实验一、实验目的 熟悉TTL数字集成电路的引脚排列与使用方法。 掌握数字电路实验箱的使用方法。 掌握数字万用表的使用方法。 学会撰写实验报告。二、实验仪器与器件序号名称及型号数量 ELL-型数字电路实验箱 一台 UT2003数字万用表 一块 TTL数字集成块 *双踪示波器 一台三、实验内容与方法 实验仪器与器件的介绍1) 集成块外形及引脚排列方法见图1-1。2) 数字万用表的使用方法 直流电压档的使用将电源开关置于“ON”，红表笔插入“V/”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，量程开关置于“DC V”范围内适当量程上即可测量直流电压。在使用直流电压档时应注意以下几点： 在无法估计被测电压大小时，应先拨至最大量程，然后再根据情况选择合适的量程。 若万用表显示器仅在最高位上显示“”，则表明被测电压超量程，应选择更高量程。 测量电压时，数字万用表应与被测电路并联连接。 数字万用表电压档输入电阻很高，当表笔开路时，万用表低位上会出现无规律变化的数字，此属正常现象，并不影响测量准确度。注意：不能用电流、电阻档测电压。 直流电流档的使用实图1-1集成电路的外形图红表笔插入“A”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，将量程开关置于“DC A”范围内适当量程上即可测量直流电流。在使用直流电压档时应注意以下几点： 测量电流时，应把数字万用表串联在被测电路中。 当被测电流源内阻很低时，应尽量选用较大量程，以提高测量准确度。 当被测电流大于200mA时，应将红表笔插入“10A”插孔内。测量大电流时测量时间不得超过15秒。 电阻档的使用使用电阻档时，红表笔插入“V/”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，将量程开关置于“OHM”范围内适当量程上即可测量电阻。在使用电阻档时，应注意以下几点： 在用“20M”档时，显示的数值几秒钟才能稳定下来，数值稳定后方可读数。 在用“200”档时,应先短路两支表笔，测出表笔引线电阻值（一般为0.10.3），再去测量电阻，并应从测量结果中减去表笔引线的电阻值。 测量电阻时，绝对不能带电测量，否则测量结果无意义。 数字万用表置于电阻档时，红表笔带正电，黑表笔带负电，在检测有极性的元件时，必须注意表笔的极性。数字万用表使用的注意事项：使用前要仔细阅读说明书，熟悉各部分的使用方法。输入插孔旁边注有危险标记的数字为该插孔的极限值，使用中绝对不能超出此值。数字万用表使用完毕后，应将量程开关置于电压档最高量程，再关闭电源。数字万用表其它使用方法参见本教材第四章。3) ELL-型数字电路实验箱面板介绍及使用方法图1-2是ELL-型数字电路实验箱的面板图。实图1-2 ELL-型数字电路实验箱的面板图 信号源面板上有五个频率输出点，可同时输出，分别为1MHz、100KHz、10KHz、1KHz、1Hz，可用作信号源，随着电源5V和12V的转变其VPP也随之改变。 指示灯（逻辑电平显示器、LED显示器）L1L8八个指示灯可作为输出指示，当输入为高电平时灯亮。其下方的插孔称为逻辑电平输入插孔或LED输入插孔。 数码管面板上共有数码管六个，其对应的输入为8421码的数据线，分别对数据线Dx、Cx、Bx、Ax进行编码，可得到从“09”的显示（x=16）。数据线下边为对应的公共端LEDx，数码管为共阴极，故对应的LEDx接低电平时，数码管才能点亮。 逻辑电平开关在指示灯的下面有K1K8共八个逻辑电平开关，用于改变输入信号的逻辑状态（无抖动开关）。开关向上拨动为高电平（状态），向下拨动为低电平（状态）。其下方的插孔称为逻辑电平输出插孔。 单脉冲面板上有单脉冲输出端分别为P+、P- 。按下按键：P+由高变低，P- 由低变高；放开按键：P+由低变高，P- 由高变低。(6) 电源实验板最右下脚提供了+5V、+12V、-12V电源，面板上提供有正电源VCC接线柱，实验时可根据所用芯片类型用连接线将电源(+5V或+12V)接入实验板上右下端的VCC插孔。实验板上地线已经连接好，可直接使用。 电源转换TTL与CMOS电平转换，TTL为+5V电源、CMOS为+12V电源，电路板上的VCC随使用电源的值变化。电源转换可直接用引线将右下脚的+5V或+12V电源引入（VCC为实验板上实验用电源）注意：在接通电源前，一定要先检查所芯片用是TTL还是CMOS的，再接电源，否则将会导致芯片毁坏。 开关在板上的右下方，有两个开关（命名为S1、S2），对应的端口反映在面板上，作为选用，可作为临时的电平转换用。 IC插座在面板的左侧分布着共24个IC插座，用8PIN、14 PIN、16 PIN、20 PIN、24 PIN、28 PIN、40 PIN共七种规格，实验中将选用的集成电路插在上面，而引线则用周边的插孔。 元件转换插口线路板上左下脚有两排大孔，用于外接分立元件（如电阻、电容）。将元件插入小孔内，两端的大孔则用于电路连接。 双列直插连接插座在面板的右侧、电源插座上方，用一个双列直插连接插座，用于与箱外电路的信号连接。 实验箱及集成块的使用规则1) 先熟悉ELL-型数字电路实验箱的面板及开关，插上220V交流电源。注意：面板上220V交流电源开关此时应放在“OFF”位置上。只有当检查集成块及接线连接正确后方可开启电源，置开关于“ON”位置上。每测试完一项参数后，或要改接电路前，一定要先关掉电源开关。2) 集成块的使用 首先必须分清选用的是TTL芯片还是CMOS芯片。 将所用集成块缺口向左，插入面板上的IC插座上，一定要插紧。 集成块的电源（VCC）及地（GND）管脚一定要有效地接至实验箱的电源和地上。实际上很多电路图上省略了电源和地，但并不意味着可以不接。建议：当电路插接完毕，可以用数字万用表的电阻档测量一下电源、地之间的电阻。阻值150时可初步判断接线正确，可以开启电源。 实验内容1) 根据图1-1，了解实验中提供的集成电路的管脚数及其排列。注意：集成块的缺口下方为“”，而其余管脚按逆时针方向排列。2) 机箱内部连线的验证 测量IC插座与其周边插孔之间的连线用数字万用表的电阻档测量它们之间的对应关系。电阻档量程选择用“蜂鸣器”挡。结论：插座与其周边插孔之间已经具有了内部连线。以后测量IC管脚状态时，可以通过测量相应插孔上状态来完成。 测量IC插座下方的VCC插孔、GND插孔与电源（+5V/+12V）之间的连线测量方法同上一步骤。结论：GND插孔与电源的GND端已经有内部连线，而VCC插孔与+5V/+12V之间没有连线。实验时，需根据选用的集成电路的不同，自行连接电源线。TTL电路选用+5V，而CMOS电路可选用+12V。 尝试用连接线将IC插座的1、2、16脚、VCC及电源的+5V插孔相连，并用万用表电阻档测试是否连通（在断电状态下操作）。3) 将实验中提供的14PIN的集成块插入面板上一个14PIN的插座上。注意：将集成块的型号正向对着使用者，缺口在左端，与面板上的IC插座上的缺口位置一致。绝对不可插反，否则将会损坏器件。插入时，注意每个管脚应都插入到插孔中。拨出集成块时，应尽量使用专用工具或小改锥，使所有的管脚均匀受力，否则极易将某个管脚掰断，集成块则报废了。在某些情况下，使用的集成块的管脚数少于IC插座管脚数时，应留意空出的管脚的位置，插线时要特别注意。习惯将集成块靠右插入。表1-114脚接红表笔14脚接黑表笔阻值通常情况下，14PIN的集成电路的第管脚是地，而第14管脚是电源。用万用表电阻档测试14管脚与管脚间的电阻，分别将两组参数记录在表1-1中。这是一种最简单地测试集成电路好坏的方法。 4) 实验箱的测试（不涉及集成块） 接通电源，LED（发光二极管）及数码管全灭。 将逻辑电平开关K1接到LED（发光二极管）的输入口，依次检测L1L8的亮灭状况。设计实验步骤，要求能够测试到所有的逻辑电平开关和LED。（提示：用一个逻辑开关去测试所有的LED，然后用一个LED来显示所有的逻辑开关的状态。）记录逻辑电平开关和LED显示器的状况，在表1-2中将不符合实际情况的划掉。表1-2逻辑电平开关状态逻辑状态LED输入状态显示状态拨向上H LH亮灭拨向下H LL亮灭 将P+、P-分别接L1、L2，检测一下正负单脉冲状况。记录在表1-3中。表1-3P+按下P+释放P-按下P-释放L1灭亮L2结论： 数码管的输入为8421码的数据线，分别为Dx、Cx、Bx、Ax。将4个逻辑电平开关K1、 K2、 K3、 K4分别与Dx、Cx、Bx、Ax端相连，然后按8、4、2、1码操作逻辑开关，数码器显示09各个数字。例如：K1、 K2、 K3、 K4的值为，则数码管上应显示“”。测试两组数码管，取x、。自拟测试表格并记录。注意：各组测试时，相应的公共端LEDx应接地。 *用示波器测试连续脉冲发生器，观察波形并读出相应的频率。方法参照示波器的使用说明。四、实验报告 实验报告的一般要求实验报告一般包括：实验目的，实验使用的仪器、器件，实验内容和步骤，思考和讨论等四部分。实验内容和步骤包括方框图、状态转换图或真值表、文字说明、逻辑图等几项内容。其中方框图的作用是给出某一电路的概貌，并能反映出该电路的总体设计构思，因而在形式上较为简单，方框图一般一涉及具体电路，但要求能够清晰地反映出输入输出通路，主要的控制信号等。状态转换图或真值表是设计电路的依据，同时又是表达设计思想的最简洁的一种方式，通过状态转换图可以帮助理解实验电路的控制作用和逻辑关系。文字说明要求简洁、明确，通过文字说明进一步简述电路的工作原理、逻辑功能和设计思想。逻辑图的绘制要求逻辑图的信号流向或自上而下，或自左而右，这样容易看清所有的输入输出信号，逻辑电路的核心部分应绘制在图中间或上面部分，并有显著的标记。实验报告的最后一项内容是对实验结果进行讨论，主要是对重要的实验现象、结论进行讨论，并加以分析和说明，以便进一步加深理论知识的理解。 本次实验报告要求描述TTL数字集成电路的引脚排列与使用方法，归纳总结ELL-型数字电路实验箱的面板特征及信号特征。五、预习要求 阅读本教材中关于数字万用表及示波器的使用的有关章节。 事先拟制实验步骤4)的表格。注：文中加“*”的内容为选做内容，加“*”的仪器为选做内容所用的仪器。实 图2-1 74LS00管脚图实验四基本TTL门电路及其逻辑变换一、实验目的熟悉基本的与门、与非门、或门、异或门、非门电路的逻辑功能测试方法。 掌握门电路的逻辑变换方法。二、实验原理 本实验中采用的门电路的介绍实 图4-2 74LS08管脚图和逻辑符号实 图4-1 74LS04管脚图和逻辑符号实 图4-4 74LS86管脚图和逻辑符号实 图4-3 74LS32管脚图和逻辑符号图4-1、4-2、4-3、4-4是基本门电路74LS04、74LS08、74LS32、74LS86的引脚图和逻辑符号图。而74LS00的引脚图和逻辑符号图参见实验二的图2-1。 逻辑变换的基本公式和定理1） 常量之间的关系与运算：或运算：非运算：2） 基本公式0-1律： 互补律： 等幂律：双重否定律：3） 基本定理交换律：结合律：分配律：反演律（摩根定律）：三、实验仪器与器件序号名称及型号数量 ELL-型数字电路实验箱 一只 74LS00、74LS04、74LS08、74LS32、74LS86 各一块四、实验内容与方法下面是用上述几个门电路实验中输入信号A、B、C、D接逻辑电平开关K1、K2、K3、K4，输出接L1。注意：图中缺省电源和地，但实验中一定要接。依据管脚图可知，本实验中所用的5种芯片均为14PIN，其中14脚接VCC，7脚接地GND。 表4-1输入端输出端ABL1亮灭逻辑状态00011011实 图4-5 与逻辑的实现1 用74LS00一只实现与门，图见图4-5（14 脚接VCC、7脚接GND）。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-1进行实验验证，并记录在表格中。 表4-2输入端Y1YABL1逻辑状态L2逻辑状态00011011实 图4-6 或门、或非门的实现2 用74LS00一只实现或、或非门，图见图4-6（14 脚接VCC、7脚接GND）。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-2进行实验验证，并记录在表格中。Y1 Y 实 图4-7 异或门的实现用74LS00一只实现异或门，图见图4-7（14 脚接VCC、7脚接GND）。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-3进行实验验证，并记录在表格中。 表4-3输入端输出端ABL1亮灭逻辑状态00011011 表4-4输入端输出端ABL1亮灭逻辑状态00011011 用74LS04、08、32各一块组成图4-8的异或、4-9同或电路（选做）。要求：根据给出的管脚图，事先在图4-8、4-9电路中标出各管脚号。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-4、表4-5进行实验验证，并记录在表格中。实 图4-8 异或门的实现 表4-5输入端输出端ABL1亮灭逻辑状态00011011实 图4-9 同或门的实现 用74LS00一只实现与或非门，图见图4-10。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-6进行实验验证，并记录在表格中。实 图4-10 与或非门的实现Y1 = Y = 用74LS86一只和74LS00一只实现半加功能，图见图4-11。按图在实验箱中接线，确认无误后，接通电源。然后按表4-7进行实验验证，并记录在表格中。实 图4-11 半加器的实现表4-7输入端输出端ABYC00011011YC五、实验报告 整理实验数据，小结真值表、逻辑表达式、逻辑图之间的换算规律。 总结使用与门、与非门、非门、或门、异或门的经验。六、实验预习要求复习TTL集成电路的使用规则，特别是闲置管脚的处理方法。 根据实验中给出的电路图及各芯片的管脚图，实验前标出图中各管脚号。 根据实验中给出的电路图写出各输出函数的逻辑表达式并化简为基本逻辑关系式。实验五 组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计。用实验验证设计电路的逻辑功能。二、实验原理组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是：电路在任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入信号，而与这一时刻前电路的原始状态没有任何关系。其电路结构基本上由逻辑门组成，这种电路只有从输入到输出的通路，没有从输出反馈到输入的回路。这种电路没有记忆功能。使用中、小规模集成电路来设计的组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图5-1所示。根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。 根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。表5-1输入输出ABCDZ00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111三、实验仪器与器件序号名称及型号数量 ELL-型数字电路实验箱一只 74LS00、74LS04、74LS20各一块四、实验内容与方法验证题目1) 表决电路：用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。设计步骤：根据题意列出真值表如表5-1所示，再填入卡诺图表5-2中。由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 ZABCBCDACDABD表5-2DABC000111100001111111101根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图5-2所示。实 图5-2 表决电路逻辑图用实验验证逻辑功能。实验中的与非门选用三只74LS20，事先在图5-2中标出各管脚号。按图连线，其中输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口K1K4，输出端Z接LED电平显示输入插口L1，确认无误后，方可开启电源（注意：每个芯片的14脚接VCC，7脚接GND）。按真值表要求，逐次改变输入变量，观察输出结果，验证逻辑功能，与表5-1进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合。要求：事先自拟表格，实验中将结果填入表格中。2) 输血控制电路：人类有四种基本血型，A型、B型、AB型、O型。已知：O型血可以输给任意血型，但他只能接收O型血。AB型血可以接收任意血型，但他只能输给AB型血。A型血能输给A型或AB型，可接收A型和O型血。B型血能输给B型或AB型，可接收B型和O型血。根据这个实际问题，要求用与非门（包括非门）设计最简逻辑电路，其输入是一对欲进行“输送接收”的血型，当符合上述规则时，电路输出Y=1，否则Y。设计步骤：根据题意列出真值表如表5-所示，再填入卡诺图表5-中。由卡诺图得出逻辑表达式，并化简成“与非”表达式。列真值表时，可用AB表示输送端，CD表示接收端。00表示O型血，01表示B型血，10表示A型血，11表示AB型血。表5-4 DA BC0001111000111101111111011 根据逻辑表达式画出用“与非门”和非门构成的逻辑电路如图5-所示。最简时仅用74LS00、74LS04各一只即可。用实验验证逻辑功能, 按图5-3接线，其中输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口K1K4，输出端Y接LED电平显实 图5-3 输血控制电路示输入插口L8，按真值表要求，逐次改变输入变量，观察相应的输出值，并填在表5-3的验证栏中，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。设计题目实 图5-4 电子密码锁示意图设计一个数字锁，图5-4为示意图。其中A、B、C、D是4个代码输入端，E为开锁控制输入端。每把锁都有规定的4位代码（如1010等，可由实验者自定。一组代码与一个具体电路对应，修改密码需要修改电路才能实现）。如果输入代码符合该锁代码，开锁时（E），锁才能被打开（Y）；如果不符合，开锁时（E=1），电路将发出报警信号（Y21）。当然，当E时，无论输入代码为何值，Y2 、Y2均为1。实验要求：使用最少的与非门实现以上功能。五、实验报告 画出真值表、卡诺图，化简逻辑表达式，画出设计的电路图。 对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。六、实验预习要求根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。实验六 数据选择器及其应用一、实验目的掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法。 学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。二、实验原理数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）信号的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图6-1所示，图中有四路数据D0D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 八选一数据选择器74LS15174LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图6-2，功能如表6-1。 选择控制端（地址端）为A2A0，按二进制译码，从8个输入数据D0D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，为使能端，低电平有效。实 图6-2 74LS151管脚图使能端1时，不论A2A0状态如何，均无输出（Q0，1），多路开关被禁止。使能端0时，多路开关正常工作，根据地址码A2A0的状态选择D0D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。如：A2A1A0000，则选择D0数据到输出端，即QD0。A2A1A0001，则选择D1数据到输出端，即QD1，其余类推。表6-1输 入输 出A2A1A0QL1显示1010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7 双四选一数据选择器 74LS153所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。引脚排列如图6-3，功能如表6-2。表6-2 输 入输 出A1A0Q10000D0001D1010D2011D3实 图6-3 74LS153管脚图 、为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D01D3和2D02D3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q1、Q2为两个输出端。1） 当使能端（）1时，多路开关被禁止，无输出，Q0。2） 当使能端（）0时，多路开关正常工作，根据地址码A1、A0的状态，将相应的数据D0D3送到输出端Q。如：A1A000， 则选择DO数据到输出端，即QD0。 A1A001 ，则选择D1数据到输出端，即QD1，其余类推。数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。表6-3输 入输 出CBAF00000011010101111001101111011110 数据选择器的应用实现逻辑函数例1：用8选1数据选择器74LS151实现函数 解：采用8选1数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。根据函数表达式列出函数F的功能表，如表6-3所示，将函数F功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知：将输入变量C、B、A作为8选1数据选择器的地址码A2、A1、A0，使8选1数据选择器的各数据输入D0D7分别与函数F的输出值一一相对应，可以导出：只要A2A1A0CBA 且D0D70 D1D2D3D4D5D61则8选1数据选择器的输出Q便实现了函数 接线图如图6-4所示。 结论：当采用具有n个地址端的数据选择实现n变量的逻辑函数时, 应将函数的输入变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D）根据函数F输出值来赋值。表6-4BAF000011101110 例：用8选1数据选择器74LS151实现函数 解：首先列出函数F的功能表如表6-4所示。然后将A、B加到地址端A1、A0，而A2接地，由表6-4可见，将D1、D2接“1”及D0、D3接地，其余数据输入端D4D7都接地,则8选1数据选择器的输出Q，便实现了函数 结论：当函数输入变量数小于数据选择器的地址端（A）时，应将不用的地址端及不用的数据输入端（D）都接地。接线图如图6-5所示。 例：用4选1数据选择器74LS153实现函数: 解：函数F的功能如表6-5所示 表6-5输 入输出ABCF00000010010001111000101111011111表6-6输 入输出中 选数据端ABCF000100D00010101D1C100101D2C110111D31函数F有三个输入变量A、B、C，而数据选择器有两个地址端A1、A0少于函数输入变量个数，在设计时可任选A接A1，B接A0。将函数功能表改画成表6-6形式，可见当将输入变量A、B、C中A、B接选择器的地址端A1、A0，由表6-6不难看出：D00， D1D2C， D31。则4选1数据选择器的输出，便实现了函数 接线图如图6-6所示。 结论：当函数输入变量大于数据选择器地址端（A）时，可能随着选用函数输入变量作地址的方案不同，而使其设计结果不同，需对几种方案比较，以获得最佳方案。三、实验仪器与器件序号名称及型号数量 ELL-型数字电路实验箱 一只 74LS151、74LS153各一块四、实验内容与方法 测试数据选择器74LS151的逻辑功能按图6-7接线，地址端A2、A1、A0、使能端接逻辑电平开关K1K4，数据端D0D7、依次接1Hz信号，输出端Q接LED显示器L1，根据74LS151功能表来安排1Hz信号的接法，逐项进行测试，记录测试结果。（测试安排：对应Di的地址和其它地址各测一组数据以验证数据选择功能）。 测试74LS153的逻辑功能测试方法及步骤同上，记录之。 在例2或例3中任选一题进行验证。 用8选1数据选择器74LS151设计四输入多数表决电路（参考例）1） 写出设计过程（真值表见表5-1）2） 画出接线图3） 验证逻辑功能五、实验报告 用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试； 总结实验收获、体会。六、预习要求 复习数据选择器的工作原理。 用数据选择器对实验内容中各函数式进行预设计。实验七 基本触发器的功能测试一、实验目的 掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能。 掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法。 了触发器之间相互转换的方法。二、实验原理触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。 基本RS触发器图7-1为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器，它是无时钟控制、低电平直接触发的触发器。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称为置“1”端，因为0（1）时触发器被置“1”； 为置“0”端，因为0（1）时触发器被置“0”；当1时状态保持；0时，触发器状态不定，应避免此种情况发生。表7-1为基本RS触发器的功能表。基本RS触发器。也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。表7-1输 入输 出功能0110置1001置11保持00禁用实 图7-1 RS触发器 JK触发器实 图7-2 74LS112双JK触发器管脚图及逻辑符号在输入信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚功能及逻辑符号如图7-2所示。JK触发器的状态方程为J和K是数据输入端，是触发器状态更新的依据。与为两个互补输出端。通常把 0、1的状态定为触发器“0”状态；而把1，0定为“1”状态。下降沿触发JK触发器的功能如表7-2。表7-2输 入输 出功能CPJK0110置11001置000禁用1100保持111010置1110101置01111翻转11保持注： 任意态 高到低电平跳变 低到高电平跳变() 现态 （） 次态 不定态JK触发器常被用作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。 D触发器 在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为，其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态。D触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生等。有很多种型号可供选用以满足各种用途和需要。如双D 74LS74、四D 74LS175、六D 74LS174等。图7-3 为双D 74LS74的引脚排列及逻辑符号。功能如表7-3。表7-3输 入输 出CPD0110100100111101100111触发器之间的相互转换（本部分内容是为实验八准备，放在此处以保持触发器内容的完整性）表7-4输 入输出CPTQn1011100110111在集成触发器的产品中，每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。但可以利用转换的方法获得具有其它功能的触发器。例如将JK触发器的J、k两端连在一起，并认它为T端，就得到所需的T触发器。如图7-4(a)所示，其状态方程为： T触发器的功能如表7-4。由功能表可见，当T0时，时钟脉冲作用后，其状态保持不变；当T1时，时钟脉冲作用后，触发器状态翻转。所以，若将T触发器的T端置“1”，如图7-4(b)所示，即得T触发器。在T触发器的CP端每来一个CP脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称之为反转触发器，广泛用于计数电路中。同样，若将D触发器 端与D端相连，便转换成T触发器。如图7-5所示。JK触发器也可转换为D触发器，如图7-6。三、实验仪器与器件序号名称及型号数量 ELL-型数字电路实验箱 一只 74LS112、74LS74 各一块四、实验内容与方法测试基本RS触发器的逻辑功能按图-1，用两个与非门组成基本RS触发器，输入端、接逻辑电平开关的输出插口K1、K2，输出端、接逻辑电平LED显示L1、L2，按表7-要求测试，记录之。 测试双JK触发器74LS112逻辑功能表7-110101101011001) 测试、的复位、置位功能将一只JK触发器74LS112插入实验箱内的一个16脚插座上，、J、K端分别接逻辑电平开关K1K4，CP端接单次脉冲源P-，输出端、接逻辑电平LED显示L1、L2。要求画出电路连接图并自拟表格并记录之（参照表7-2自拟表格）。实验时，要求改变、（J、K、CP处于任意状态），并在0（1）或0（1）作用期间任意改变J、K及CP的状态，观察、状态是什么？是否发生改变？2) 测试JK触发器的逻辑功能按表7-6的要求改变J、K、CP端状态，观察、状态变化，并注意观察触发器状态更新是发生在CP脉冲的下降沿（即CP由10）还是上升沿，记录之。其中0和1是借助于、来设置，设置完成后，置1、1。CP：01用P+来完成；10用P-来完成，各测试一组数据。 表7-6JKCP010 001100 101101 001101 10110 测试双D触发器74LS74的逻辑功能1) 测试、的复位、置位功能将一只D触发器74LS74插入实验箱内的一个14脚插座上，、D端分别接逻辑电平开关K1K3，CP端接单次脉冲源P+或P-，端接至逻辑电平显示L1。根据实验要求和图7-3给出的管脚图，自己画出实验电路并标注详细的管脚号。实验中，要求在D、CP处于任意状态时，按表7-7改变、，观察、状态是什么？然后在0（1）或0（1）作用期间任意改变D及CP的状态，观察、状态是否发生改变？记录实验结果并填在表7-7中。表7-7CPD11010110101100表7-8DCP010011010110根据实验结果回答下列问题：、哪个端是置端，哪个端是置端？正常使用时，各自应接高电平还是低电平？*选做：分析图7-7的暂态和稳态特性，画出波形图方可进行实验。自拟实验目的和步骤。说明图7-7的作用。2) 测试D触发器的逻辑功能按表7-8要求进行测试，并观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的上升沿（即由01），记录之。五、实验报告列表整理各类触发器的逻辑功能。总结观察到的现象，说明各触发器的触发方式上升沿触发还是下降沿触发。、的作用时什么？总结在正常使用时、的接法六、实验预习要求复习有关触发器内容 事先阅读实验