实验报告三触发器及应用

实验名称：触发器及其应用实验目的熟悉基本RS触发器、D触发器的功能测试。熟悉触发器的功能及使用方法。学会使用触发器按要求实现实际的逻辑功能。实验原理触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储期间，是构成时序电路的最基本的逻辑单元，也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。在数字系统和计算机中有着广泛的应用。触发器具有两个稳定状态，即“0”和“1”，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。基本RS触发器是最基本的触发器，如图1所示为由二个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器。基本触发器具有置“0”，置“1”和“保持”三种功能。通常称S为置“1”端，因为S=0时触发器被置“1”；R为置“0”端，因为R=0时触发器被置“0”，当S=R=1时，状态保持。此时低电平有效。禁止S和R同时输入0。图1D触发器在时钟脉冲CP的前沿（0→1）发生翻转，触发器的次态取决于CP脉冲上升沿到来之前D端的状态，即Qn+1=D。因此，它具有置0、置1两种功能。由于在CP=1期间电路具有维持阻塞作用，所以在CP=1期间，D端的数据状态变化，不会影响触发器的输出状态。RD和SD分别是决定触发器初始状态的置0、置1端。当不需要强迫置0、置1时，RD和SD端都应置为高电平。实验中使用的是74LS74它的引脚图和逻辑图分别如图2的（a）和（b）所示。D触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存，分频等。图2（a）图2（b）三、实验内容1、设计水泵的开启关闭装置。如图3所示。图3A、B两处装有水位传感器，传感器浸入水中时为高电平，不在水中时为低电平。A、B两处的电平输出控制水泵的开关。要求水位上升到B时，L=0，水泵关闭，出水；水位下降到A时，L=1，水泵开启，注水。即：A=0，B=0时，L=1；A=1，B=1时，L=0；而A=1，B=0则有两种情况，如果水位是从B之上（即A=1，B=1状态）减少到AB之间（即A=1，B=0的状态）的，那么L=0，如果水位是从A之下（即A=0，B=0状态）增加到AB之间（即A=1，B=0的状态）的，那么L=1；由此可见，当A=1，B=0时，是其之前的状态的保持，那么可用RS基本触发器来实现（需要两个与非门）。其中，以A代替S，以B代替R，B可以用一个与非门来实现（一片74LS00）。电路图的连接如图4所示：图4Q（即L）输出接小灯泡，以小灯泡的亮灭情况来显示L是否可以在规定的情况下输出0和1，以达到开启关闭水泵的作用。该电路实现的逻辑功能：AB小灯泡00亮10保持前一状态11灭2、设计智力竞赛中的二人抢答装置，要求先抢答者按下开关的同时封锁后抢答者的开关控制，最后由主持人清除灯光显示并封锁信号。并且必须由主持人开关给一个快速的开关信号只好，两个抢答者才可以开始抢答。抢答完成后，只能由主持人开关控制输出的信号（即小灯泡的亮灭），另外一个抢答者的开关不影响输出。逻辑电路图如下所示：脉冲信号由面包板上面的脉冲输出给出（具体实现方法：eq\o\ac(○,1)将脉冲输出的旋钮逆时针旋转到底，并且将脉冲输出直接接到小灯泡上，观察小灯泡是否有亮灭变换，如果有，则正常可以使用eq\o\ac(○,2)将正常的脉冲输出，旋钮顺时针旋转到底，并将其连入电路图）。使用示波器测出CP1，CP2接线上，抢