实验指导5-验证型资料

1、“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”实验五实验五 触发器研究分析触发器研究分析一、实验目的一、实验目的1.学会正确使用D、 JK集成触发器。2. 掌握门控D锁存器、边沿JK、D触发器的工作原理。3.深刻理解门控锁存器电平触发方式和触发器边沿触发方式的区别。二、实验器件与设备仪器二、实验器件与设备仪器 1四2输入与非门74LS00 2片 2双D正沿触发器74LS74 1片 3双JK负沿触发器74LS73 1片 4六反相器74LS04 1片 5四2输入与门74LS08 1片 6数字信号显示仪 7GOS6051示波器 8. TDS4数字系统综合实验平台“纸上得来终觉浅

2、，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”芯片引脚图芯片引脚图四四2输入与门：输入与门：Y=AB“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”芯片引脚图芯片引脚图特别注意：特别注意：74LS73引脚引脚11是是GND，引脚，引脚4是是VCC“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”三、时序逻辑电路测试和锁存器及触发器特性三、时序逻辑电路测试和锁存器及触发器特性1.1.时序逻辑电路测试时序逻辑电路测试时序逻辑电路测试的目的是验证其状态的转换是否与状态图或时序图时序逻辑电路测试的目的是验证其状态的转换是否与状态图或时序图相符合。可用电平显示

3、灯、数码管、示波器或数字信号显示仪等观察输出状相符合。可用电平显示灯、数码管、示波器或数字信号显示仪等观察输出状态的变化。态的变化。常用的测试方法有两种：常用的测试方法有两种：静态测试（又称单拍工作方式）静态测试（又称单拍工作方式）单拍工作方式单拍工作方式：以单脉冲源作为时钟脉冲，用电平指示灯观察，逐拍：以单脉冲源作为时钟脉冲，用电平指示灯观察，逐拍进行观测输出变化，来判断输出状态的转换是否与状态图相符。单拍工作方进行观测输出变化，来判断输出状态的转换是否与状态图相符。单拍工作方式是检查设计与接线是否正确无误的第一步。式是检查设计与接线是否正确无误的第一步。动态测试（又称连续工作方式）动态测试

4、（又称连续工作方式）连续工作方式连续工作方式：以连续脉冲源作为时钟脉冲，用示波器或数字信号显：以连续脉冲源作为时钟脉冲，用示波器或数字信号显示仪观察波形，来判断输出波形是否与时序图相符。动态测试的主要目的测示仪观察波形，来判断输出波形是否与时序图相符。动态测试的主要目的测试电路的试电路的频率频率及及稳定稳定特性等。通常时序逻辑电路都必须进行连续工作方式的特性等。通常时序逻辑电路都必须进行连续工作方式的测试。测试。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”2. 2. 触发器特性触发器特性触发器是具有记忆功能能存储数字信息的最常用的一种基本单元电路，是构成时序逻辑电路的基

5、本逻辑部件。触发器具有两个稳定的状态：0状态和1状态；在适当触发信号作用下，锁存器和触发器的状态发生翻转，即锁存器和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，锁存器和触发器翻转后的状态保持不变（记忆功能）。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”四、实验内容四、实验内容1.1.测试双测试双D D触发器触发器74LS7474LS74中一个触发器的逻辑功能中一个触发器的逻辑功能静态测试（又称单拍工作方式测试）静态测试（又称单拍工作方式测试）测试分析要求测试分析要求：按照下页表格测试，并根据实验测试结果填：按照下页表格测试，并根据实验测试结果填写写74LS

6、7474LS74的真值表。的真值表。测试提示：测试提示：在表格中的第一和第二行的测试中反复领会强制置在表格中的第一和第二行的测试中反复领会强制置0 0端端CLRCLR（又称复位）和强制置（又称复位）和强制置1 1端端PRPR（又称置位）的（又称置位）的强制强制特性。特性。 在表格中的第三和第四行的测试中利用实验台单脉冲信号在表格中的第三和第四行的测试中利用实验台单脉冲信号源和源和D D输入信号的手动操作反复体验输入信号的手动操作反复体验74LS7474LS74上沿触发方式上沿触发方式的边沿的边沿触发器的触发方式的特性。触发器的触发方式的特性。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝

7、知此事要躬行。”nQ1nQ1nQ10(01) 11110(01) 0110110逻辑功能CLK DPREPRECLRCLR“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”动态测试（又称连续工作方式测试）动态测试（又称连续工作方式测试）测试要求：测试要求：第一：在D触发器的D引脚接0.1MHz信号源，CLK接0.5MHz信号源，利用数字信号仪测试触发器的工作波形，并记录分析D触发器动态工作特性。第二：根据此实验学会用双通道示波器测试和观察三个同步时序波形的方法。方法:先用双通道示波器测试D端和CLK端波形，并记录D和CLK波形；再用双通道示波器测试D端和Q端波形，在D端和CL

8、K端波形的基础上绘制出（记录）Q端波形，从而实现用双通道示波器测试和观察三个同步时序波形。方法三：根据自己对D触发器理解和实验台条件，选择其它不同输入信号、输出信号或方法进行更全面的动态测试。（选做）“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”2.2.用门电路构成门控用门电路构成门控D D锁存器和锁存器和D D触发器电路测试分析触发触发器电路测试分析触发方式及逻辑功能方式及逻辑功能用与非门用与非门74LS0074LS00、反相器、反相器74LS0474LS04和四和四2 2输入与门输入与门74LS0874LS08按照下图构成按照下图构成触发器，设计测试方法，写出测试步骤

9、，测试逻辑功能，分析两个不同触发器，设计测试方法，写出测试步骤，测试逻辑功能，分析两个不同电路的触发方式，加深对理解触发器的原理。电路的触发方式，加深对理解触发器的原理。测试提示：测试提示：单拍测试单拍测试单拍测试单拍测试D D触发器时要体会的边沿触发的触发特性。触发器时要体会的边沿触发的触发特性。连续方式测试：连续方式测试：为了更好地理解上沿为了更好地理解上沿D D触发器的边沿触发方式触发器的边沿触发方式, ,请先请先采用示波器同时观察对比采用示波器同时观察对比CLKCLK和和CLKCLK波形波形, ,观察窄脉冲产生电路由时钟观察窄脉冲产生电路由时钟CLKCLK产生边沿触发脉冲信号。再取产生

10、边沿触发脉冲信号。再取CLKCLK采用采用0.1MHZ0.1MHZ信号源信号源,D,D采用采用0.5MHz0.5MHz信号源，信号源，用用数字信号同时观察数字信号同时观察CLKCLK、 CLK CLK 、D D、Q Q波形波形, , 分析分析CLKCLK、 CLK CLK 、D D、Q Q波形，分析电路边沿波形，分析电路边沿D D触发逻辑功能。触发逻辑功能。最好此处串最好此处串五个反相器五个反相器“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”3.3.测试双测试双JKJK触发器触发器74LS7374LS73中一个触发器的逻辑功中一个触发器的逻辑功能能仿照实验仿照实验1 1测

11、试步骤和方法，设计并写出测试测试步骤和方法，设计并写出测试JKJK负边沿触发负边沿触发器器74LS7374LS73的逻辑功能方案和步骤，并进行测试、分析和记录测的逻辑功能方案和步骤，并进行测试、分析和记录测试结果。试结果。提示提示： 特别注意特别注意74LS73的Vcc和GND端引脚号。动态测试JK触发器的逻辑功能时，时钟信号CK和J、K信号的频率分别取3MHz、1MHz和0.5MHz。测试分析要求：测试分析要求：根据实验测试结果分析74LS73JK触发器工作特性，并按照下页表格填写74LS73的真值表。分析动态测试所获得波形图时，特别注意JK触发器输入信号是否有足够的建立时间和保持时间。建立

12、时间和保持时间的长短可参考教材P68表3.7。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”nQ1nQ1nQ 1 10 0(10) (10) 1 1 1 11 11 10 0(10)(10) 1 0 1 01 11 10 0(10) (10) 0 10 11 11 10 0(10) (10) 0 00 01 1 0 0逻辑功能逻辑功能CLK J KCLK J KCLRCLR特别注意：特别注意：74LS73的的11引脚是引脚是GND， 4引脚是引脚是VCC“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”五、实验预习要求五、实验预习要求1.1.复习双稳态触

13、发器的基本特性和触发特性。复习双稳态触发器的基本特性和触发特性。2.2.复习复习RSRS触发器、触发器、D D触发器和触发器和JKDJKD触发器工作原理。触发器工作原理。3.3.仿照实验内容仿照实验内容1 1的测试方法，并结合实验内容的测试方法，并结合实验内容3 3，设计，设计并写出测试并写出测试JKJK负边沿触发器负边沿触发器74LS7374LS73的逻辑功能方案和步骤。的逻辑功能方案和步骤。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”六、问题回答六、问题回答1. D1. D触发器触发器74LS7474LS74和和JKJK触发器触发器74LS7374LS73的的PREPRE端和端和CLRCLR端各起端各起什么作用，什么电平为有效电平？当什么作用，什么电平为有效电平？当74LS7474LS74触发器需要实现触发器需要实现Q Qn n1 1D D时，时，PREPRE端和端和CLRCLR端应接什么电平？端应接什么电平？2. 74LS742. 74LS74中的中的D D触发器当时钟脉冲信号触发器当时钟脉冲信号CLKCLK为为1 1、0 0 或下