项目3由触发器构成的改进型抢答器.doc

项目3由触发器构成的改进型抢答器1 实训目的 （1）初步了解触发器的基本功能及特点。 （2）熟悉具有接收、保持、输出功能电路的基本分析方法。 （3）掌握触发器应用电路的分析方法。 （4）建立时序逻辑电路的基本概念。 2 实训设备与器件 实训设备：数字电路测试仪 1 台，直流稳压电源1台， 万用表1只，逻辑笔1支。实训器件：74LS00一片， 双-四输入与非门74LS20两片，按键式开关4个，指示灯（发光二极管）3只510 电阻3个，1 k电阻4个, 导线若干。 3 实训电路 实训电路如图所示。与图2.1比较，改进型抢答器电路减少了一个输入端，而在每一个输入端增加了两个与非门（图中的门4门），该电路作为抢答信号的接收、保持和输出的基本电路。S为手动清零控制开关，S1S3为抢答按钮开关。 该电路具有如下功能： （1）开关S作为总清零及允许抢答控制开关（可由主持人控制）。当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。由抢答按钮开关S1S3实现抢答信号的输入。 （2）若有抢答信号输入开关S1S3中的任何一个开关被按下）时，与之对应的指示灯被点亮。此时再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯仍“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。电路中，6个二输入与非门采用两个74LS00, 3个三输入与非门采用74LS20。 实训图 4 实训步骤与要求 1） 检测与查阅器件手册用数字电路测试仪检测所用的集成电路 通过查阅集成电路手册，标出图中各集成电路输入、输出端的引脚编号。 2） 连接电路按图连接电路 先在实训电路板上插接好IC器件在插接器件时 要注意IC芯片的豁口方向（都朝左侧），口方西向（都朝左侧），同时要保证IC管脚与插座接触良好，管脚不能弯曲或折断。 指示灯的正、负极不能接反。在通电前先用万用表检查各IC的电源接线是否正确。 3） 电路调试 首先按抢答器功能进行操作，若电路满足要求，说明电路没有故障。若某些功能不能实现，就要设法查找并排除故障。排除故障可按信息流程的正向（由输入到输出）查找，也可按信息流程逆向（由输出到输入）查找。 例如，当有抢答信号输入时，观察对应指示灯是否点亮若不亮，可用万用表（或逻辑笔）分别测量相关与非门输入、输出端电平状态是否正确，由此检查线路的连接及芯片的好坏。若抢答开关按下时指示灯亮，松开时又灭掉，说明电路不能保持，此时应检查与非门相互连接是否正确，直至排除全部故障为止。 4） 电路功能试验 （1） 按下总清零开关S后， 所有指示灯灭。 (2) 按下S1S3中的任何一个开关（如S1），与之对应的指示灯(VD1)应被点亮，此时再按其他开关均无效。（3）按总清零开关S，所有指示灯应全部熄灭。 （4）重复（2）和（3）步骤，依次检查各指示灯是否被点亮。 (5)电路分析分析实训电路，完成表各项内容，表中1表示高电平、开关闭合或指示灯亮；0表示低电平、开关断开或指示灯灭。如果不能正确分析，可以通过试验检测来完成。 S1 S2 S3 S4Q3 Q2 Q1 D 3 D2 D1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 功能表5 实训总结与分析 （1） 在项目2中，由于电路本身没有保持功能，所以抢答开关必须用手按住不动，指示灯才会被点亮，若手松开指示灯就熄灭。这种操作方式十分不便。在本实训中，通过在输入端接入两个首尾交叉连接的双输入与非门，解决了这一问题。实验证明，该电路能将输入抢答信号状态“保持”在其输出端不变。比如抢答开关S1按下时，与其连接的与非门5的输出端Q1变为高电平，使与非门1输出低电平，指示灯VD1点亮；当开关S1松开后，与非门5的输出状态仍保持高电平不变， 指示灯VD1仍保持点亮状态。（2）在图中，与非门4、 5连接构成的电路既有接收功能同时又具有保持功能。在电路中可将与非门4、5连接构成的电路看成一个专门电路虚框内电路），该电路能接收输入信号并按某种逻辑关系改变输出端状态。 在一定条件下，该状态不会发生改变，即“保持”不变 （3）这类具有接收、保持记忆和输出功能的电路简称为“触发器”。触发器有多种不同的功能和不同的电路形式。掌握触发器的电路原理、功能与电路特点是本章学习的主要内容。目前，各种触发器大多通过集成电路来实现。 对这类集成电路的内部情况我们不必十分关心，因为我们学习数字电子技术课程的目的不是设计集成电路的内部电路。学习时，我们只需将集成电路触发器视为一个整体，掌握它所具有的功能、特点等外部特性，使我们能合理选择并正确使用各种集成