数字电子技术项目教程 课件 项目三 电子密码锁电路的制作

1

基本RS触发器3

同步触发器

2

项目三

电子密码锁电路的制作

任务3-1学习电子密码锁电路知识

边沿触发器子任务3-1-1

基本RS触发器

子任务3-1-1基本RS触发器

触发器的基本知识

触发器是具有记忆功能的二进制信息存储元件、是构成时序逻辑电路的基本单元，一个触发器能够存储1位二进信号（0或1），n个触发器组合就可以存储n位二进制信号。1、触发器的基本概念

2、触发器的基本特点

子任务3-1-1基本RS触发器

（1）按电路结构形式分：触发器可以分为基本触发器、同步触发器和边沿触发器。

（2）按功能分：触发器可分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器和T’触发器。3、触发器的分类

子任务3-1-1基本RS触发器一、基本RS触发器电路组成如图3-1（a）所示是由两个与非门的输入和输出端交叉反馈相连就组成了一个基本RS触发器，（a）逻辑图

（b）逻辑符号图图3-1基本RS触发器的逻辑图和符号图

子任务3-1-1基本RS触发器二、基本RS触发器的逻辑功能

子任务3-1-1基本RS触发器2.逻辑功能表示方法触发器的逻辑功能可以用真值表（特征表）、特征方程、状态转换图和时序图（波形图）表示。

子任务3-1-1基本RS触发器图3-5

例题3-1时序图谢谢观看！1

基本RS触发器3

同步触发器

2

项目三

电子密码锁电路的制作

任务3-1学习电子密码锁电路知识

边沿触发器子任务3-1-2

同步触发器本节内容：一、同步RS触发器

二、同步D触发器

三、同步JK触发器子任务3-1-2同步触发器子任务3-1-2同步触发器一、同步RS触发器

（a）同步RS触发器的电路（b）同步RS触发器逻辑符号图1、同步RS触发器的电路组成及符号子任务3-1-2同步触发器一、同步RS触发器

2、同步RS触发器的逻辑功能分析(1)真值表：子任务3-1-2同步触发器根据有上述同步RS触发器的逻辑功能分析可列出其真值表，如表所示。CPRS功能0××010110001011010101110010111101××状态不定（不允许）子任务3-1-2同步触发器

子任务3-1-2同步触发器一、同步RS触发器

2、同步RS触发器的逻辑功能分析(1)特征方程子任务3-1-2同步触发器一、同步RS触发器根据真值表，可画出同步RS触发器的状态转换图如图所示：2、同步RS触发器的逻辑功能分析(3)状态转换图同步RS触发器的状态转换图

子任务3-1-2同步触发器一、同步RS触发器2、同步RS触发器的逻辑功能分析(4)时序图同步RS触发器在如图所示的同步RS触发器中：假设触发器的初态为0，并在CP脉冲的控制下，R、S两端输入如图所示的信号波形，根据同步RS触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图子任务3-1-2同步触发器二、同步D触发器

同步D触发器逻辑图和逻辑符号1、同步D触发器的电路组成及符号（a）电路图（b）逻辑符号子任务3-1-2同步触发器二、同步D触发器

2、同步D触发器的逻辑功能分析(1)真值表CPD功能0X0101100101110101同步D触发器真值表子任务3-1-2同步触发器二、同步D触发器

2、同步D触发器的逻辑功能分析(2)特征方程子任务3-1-2同步触发器二、同步D触发器从图上可看出：0态转换成1态的条件是D=1；1态转换成0态的条件是D=0；0态转换成0态的条件是：D=0；1态转换成1态的条件是D=1。

2、同步D触发器的逻辑功能分析(3)状态转换图

根据真值表，可画出同步D触发器的状态转换图如图所示：

同步D触发器的状态转换图子任务3-1-2同步触发器二、同步D触发器2、同步D触发器的逻辑功能分析(4)时序图同步D触发器逻辑图在如图所示的同步RS触发器中：假设触发器的初态为0，并在CP脉冲的控制下，R、S两端输入如图所示的信号波形，根据同步RS触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图子任务3-1-2同步触发器三、同步JK触发器

同步JK触发器逻辑图和逻辑符号1、同步JK触发器的电路组成及符号（a）电路图（b）逻辑符号子任务3-1-2同步触发器三、同步JK触发器

2、同步JK触发器的逻辑功能分析(1)真值表子任务3-1-2同步触发器综上逻辑功能分析可列出如表所示真值表：CPJK功能0××01011000101101010011001111110110子任务3-1-2同步触发器三、同步JK触发器

2、同步JK触发器的逻辑功能分析(2)特征方程子任务3-1-2同步触发器二、同步JK触发器

2、同步JK触发器的逻辑功能分析(3)状态转换图

根据真值表，可画出同步JK触发器的状态转换图如图所示：

同步JK触发器的状态转换图子任务3-1-2同步触发器三、同步JK触发器2、同步JK触发器的逻辑功能分析(4)时序图同步D触发器逻辑图在如图所示的同步JK触发器中：我们假设触发器的初态为0，并在CP脉冲的控制下，J、K端输入如图所示的信号波形，根据同步JK触发器的逻辑功能可以画出输出端Q的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图谢谢观看！1

基本RS触发器3

同步触发器

2

项目三

电子密码锁电路的制作

任务3-1学习电子密码锁电路知识

边沿触发器子任务3-1-3

边沿触发器本节内容：一、边沿JK触发器

二、边沿D触发器

三、边沿T和T’触发器子任务3-1-3边沿触发器子任务3-1-3边沿触发器一、边沿JK触发器

如图所示是边沿JK触发器的逻辑符号图，图（a）是CP脉冲上升沿触发的JK触发器，（b）图的CP端加了一个小圆圈，代表的是CP下降沿触发的JK触发器。（a）（b）1、边沿JK触发器的逻辑符号边沿JK触发器的逻辑符号图子任务3-1-3边沿触发器一、边沿JK触发器

2、边沿JK触发器的逻辑功能描述(1)真值表CPRS功能0或1、或××0101000101010101100101110110状态不定（不允许）子任务3-1-3边沿触发器一、边沿JK触发器

2、边沿JK触发器的逻辑功能分析(2)特征方程子任务3-1-3边沿触发器一、边沿JK触发器根据真值表，可画出边沿JK触发器的状态转换图如图所示：2、边沿JK触发器的逻辑功能分析(3)状态转换图同步RS触发器的状态转换图

子任务3-1-3边沿触发器一、边沿JK触发器2、边沿JK触发器的逻辑功能分析(4)时序图边沿JK触发器在如图所示上升沿触发的JK触发器中：假设触发器的初态为0，并在CP脉冲上升沿有效触发，、端输入如图所示的信号波形，根据边沿JK触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图子任务3-1-3边沿触发器二、边沿D触发器

如图所示是边沿D触发器的逻辑符号图，图（a）是CP脉冲上升沿触发的D触发器，图（b）图是CP下降沿触发的D触发器。（a）1、边沿D触发器的逻辑符号边沿D触发器的逻辑符号图（b）子任务3-1-3边沿触发器二、边沿D触发器

2、边沿D触发器的逻辑功能分析(1)真值表CPD功能0X0101100101110101同步D触发器真值表如表所示是上升沿触发的D触发器的真值表：子任务3-1-3边沿触发器二、边沿D触发器

2、边沿D触发器的逻辑功能分析(2)特征方程子任务3-1-3边沿触发器二、边沿D触发器从图上可看出：0态转换成1态的条件是D=1；1态转换成0态的条件是D=0；0态转换成0态的条件是：D=0；1态转换成1态的条件是：D=1。

2、边沿D触发器的逻辑功能分析(3)状态转换图

可画出边沿D触发器的状态转换图如图所示：

边沿D触发器的状态转换图子任务3-1-3边沿触发器二、边沿D触发器2、边沿D触发器的逻辑功能分析(4)时序图边沿D触发器逻辑图在如图所示上升沿触发的D触发器中，假设触发器的初态为0，并在CP脉冲上升沿有效触发，D端输入如图所示的信号波形，根据边沿D触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

边沿T触发器的逻辑符号如图所示，图（a）是CP脉冲上升沿触发的T触发器，图（b）图是CP下降沿触发的T触发器。边沿T触发器的逻辑符号1、边沿T触发器(1)逻辑符号（a）CP上升沿有效(b)CP下降沿有效子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

2、边沿T触发器(2)真值表T功能0010110110同步D触发器真值表子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

2、边沿T触发器(3)特征方程子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器从图上可看出：

0态转换成1态的条件是T=1，1态转换成0态的条件也是T=1，这个是触发器的状态取反；

0态转换成0态的条件和1态转换成1态的条件是：T=0，这个是触发器的取反。2、边沿T触发器(4)状态转换图

根据真值表，可画出边沿T触发器的状态转换图如图所示：

边沿T触发器的状态转换图子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器2、边沿T触发器(5)时序图T触发器在如图所示上升沿触发的T触发器中，假设触发器的初态为0，并在CP脉冲上升沿有效触发，T端输入如图所示的信号波形，根据边沿T触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

T’触发器的逻辑符号如图所示，图（a）是CP脉冲上升沿触发的T’触发器，图（b）图是CP下降沿触发的T’触发器。T’触发器的逻辑符号1、T’触发器(1)逻辑符号（a）CP上升沿有效(b)CP下降沿有效子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

2、T’触发器(2)真值表T功能10110T’触发器真值表子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器

2、T’触发器(3)特征方程子任务3-1-3边沿触发器三、边沿T和T’触发器2、T’触发器(4)时序图T’触发器在如图所示上升沿触发的T触发器中，假设触发器的初态为0，并在CP脉冲上升沿有效触发，根据边沿T’触发器的逻辑功能可以画出输出端的波形，从而依次分析可画出其时序图。时序图谢谢观看！子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路一、熟悉电路1．功能要求（1）只有按顺序依次按下“1578”，才会实现解锁功能，解锁标志是红色发光管LED1点亮。（3）如果输入密码过程中，误按1578”以外的按键，如“02346”中任意一个，前面已输入的密码会清零。（3）按下“J10”键，解锁功能关闭，“LED1熄灭，同时蜂鸣器发出报警声，提示已锁定。子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路2．参考电路一、熟悉电路子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路二、电路结构组成及工作原理1．电路组成

电路主要由时钟电路、清零电路、解锁电路、报警电路构成。2．电路工作原理

（1）时钟电路

从参考电路图可看出，时钟电路主要由555定时器构成的多谐振荡器。工作过程如下：电源VCC通过R3、R4对电容C2充电，充电过程中，NE555的2、6管脚电位逐渐升高，其电位升高到某一固定数值，NE555第3管脚变为低电平，同时7脚放电端打开，电容C2通过R4和NE555的7脚放电，NE555的2、6管脚电位逐渐降低，降低至某一固定数值，NE555第3管脚变为高电平，同时7脚放电端关闭，电源VCC再次通过R3、R4对电容C2充电······如此循环往复，NE555的第3管脚会输出连续的矩形波脉冲信号。此脉冲信号通过与非门U5C,作为计数脉冲加于与非门U5D的输入端，作为报警电路的工作信号CP。子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路二、电路结构组成及工作原理2．电路工作原理

（2）清零电路

从参考电路图可看出，清零是通过74LS74D触发器的清零端CD来实现的，它主要由与非门U3A、U4A和开关J0、J2、J3、J4、J6及电阻R9组成。当开关均不按下时，与非门U4A输出为低电平，U3A输出为高电平：当开关J0、J2、J3、J4、J6中有一个或一个以上按下时，与非门U4A输出为高电平，U3A输出为低电平，同时与它相连的触发器74LS74清零端CD得到低电平，执行清零操作。子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路二、电路结构组成及工作原理2．电路工作原理

（3）解锁电路

从参考电路图可看出，电路设计密码为1578,解锁电路由开关（J1、J5、J7、J8)、D触发器74LS74和电阻R5-R8成，当依次按下J1、J5、J7、J8时D触发器的时钟输入端CLK由低电平变成高电平，进行解锁操作，LED1点亮。具体过程如下：按下J1,触发器UIA的5管脚输出翻转0→1,再按下J5,触发器U1B的9管脚输出翻转0→1,再按下J7,触发器U2A的5管脚输出翻转0→1,再按下J8,触发器U2B的9管脚输出翻转0→1,LED1点亮，表示解锁成功。子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路二、电路结构组成及工作原理2．电路工作原理

（4）报警电路

从参考电路图可看出，报警电路由J10、与非门U5A、U5C、U5D和蜂鸣器U6组成，当J10不按下时，U5A输出为低电平，U5C被封闭，时钟信号无法到达蜂鸣器，故不报警；当J10按下时，U5A输出为高电平，U5C被打开，时钟信号通过U5C,经U5D反相后送达蜂鸣器，报警。按下J10的同时，与非门U4A输出为高电平，U3A输出为低电平，同时与它相连的触发器74LS74清零端CD得到低电平，执行清零操作。可见按下J10,实际是清零电路和报警电路同时启动工作。子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路三、主要芯片介绍1．集成D触发器74LS74①引脚及说明（内部2个D触发器）74LS74引脚图

1脚为第一个触发器的复位端低电平有效；

2脚为D1，

3脚为第一个触发器的时钟CP1；

4脚为第一个触发器的置位端低电平有效；

5脚为Q1；

6脚为Q1\；

7脚接地GND；

8脚为Q2\，9脚为Q2，

10脚为第二个触发器的置位端低电平有效；

11脚为第二个触发器的时钟CP2；

12脚为D2；

13脚第二个触发器的复位端低电平有效，

14脚为电源VCC。74LS74内部结构图子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路三、主要芯片介绍2．集成四2输入与非门74LS00①引脚及说明（内部4个D触发与非门）③74LS00引脚图

1脚为1A输入端；

2脚为1B输入端；

3脚为1Y输出端；

4脚为2A输入端；

5脚为2B输入端；

6脚为2Y输出端；

7脚接地GND；

8脚为3Y输出端

；

9脚为3A输入端；

10脚为3B输入端；

11脚4Y输出端；

12脚4A输入端；

13脚4B输入端；

14脚为电源VCC。②74LS00内部结构图子任务3-2-1熟悉电子密码锁电路三、主要芯片介绍2．集成2四输入与非门74LS20①引脚及说明（内部4个D触发与非门）③74LS20引脚图

1脚、2脚、4脚、5脚非分别为1A、1B、1C、1D输入端；

3脚为空脚；

6脚为1Y输出端；

7脚接地GND；

8脚为2Y输出端

；

9脚、10脚、12脚、13脚非分别为2A、2B、2C、2D输入端；11脚为空脚；

14脚为电源VCC。②74LS20内部结构图谢谢观看！子任务3-2-2

电子密码锁电路的制作子任务3-2-2

电子密码锁电路的制作一、设计方案1．设计要求（1）只有按顺序依次按下“1578”，才会实现解锁功能，解锁标志是红色发光管LED1点亮。（3）如果输入密码过程中，误按1578”以外的按