数字电子技术_触发器
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数字电子技术实验报告 实验三:触发器及其应用一、实验目的:1、 熟悉基本RS 触发器,D 触发器的功能测试。
2、 了解触发器的两种触发方式(脉冲电平触发和脉冲边沿触发)及触发特点。
3、 熟悉触发器的实际应用。
二、实验设备:1、 数字电路实验箱;2、 数字双综示波器;3、 指示灯;4、 74LS00、74LS74。
三、实验原理:1、触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件,是构成多种时序电路的最基本逻辑单元,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。
触发器有集成触发器和门电路(主要是“与非门”)组成的触发器。
按其功能可分为有RS 触发器、JK 触发器、D 触发器、T 功能等触发器。
触发方式有电平触发和边沿触发两种。
2、基本RS 触发器是最基本的触发器,可由两个与非门交叉耦合构成。
基本RS 触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。
基本RS 触发器也可以用二个“或非门”组成,此时为高电平触发有效。
3、 D 触发器在CP 的前沿发生翻转,触发器的次态取决于CP 脉冲上升沿来到之前D 端的状态,即Q n+1 = D 。
因此,它具有置“0”和“1”两种功能。
由于在CP=1期间电路具有阻塞作用,在CP=1期间,D 端数据结构变化,不会影响触发器的输出状态。
和 分别是置“0”端和置“1”端,不需要强迫置“0”和置“1”时,都应是高电平。
74LS74(CC4013),74LS74(CC4042)均为上升沿触发器。
以下为74LS74的引脚图和逻辑图。
D R D S四、实验原理图和实验结果:设计实验:1、一个水塔液位显示控制示意图,虚线表示水位。
传感器A、B被水浸沿时会有高电平输出。
框I是水泵控制电路。
逻辑函数L是水泵的控制信号,为1时水泵开启。
设计框I的逻辑电路,要求:水位低于A时,开启水泵L;水位高于B时,关闭水泵L。
数字电⼦技术实验五触发器及其应⽤(学⽣实验报告)实验三触发器及其应⽤1.实验⽬的(1) 掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能(2) 掌握集成触发器的逻辑功能及使⽤⽅法(3) 熟悉触发器之间相互转换的⽅法2.实验设备与器件(1) +5V直流电源(2) 双踪⽰波器(3) 连续脉冲源(4) 单次脉冲源(5) 逻辑电平开关(6) 逻辑电平显⽰器(7) 74LS112(或CC4027);74LS00(或CC4011);74LS74(或CC4013)3.实验原理触发器具有 2 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。
(1) 基本RS触发器图4-5-1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S为置“1”端,因为S=0(R=1)时触发器被置“1”;R为置“0”端,因为R=0(S=1)时触发器被置“0”,当S=R=1时状态保持;S=R=0时,触发器状态不定,应避免此种情况发⽣,表4-5-1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,此时为⾼电平电平触发有效。
图4-5-1 基本RS触发器(2) JK触发器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4-5-2所⽰。
JK触发器的状态⽅程为Q n+1=J Q n+K Q nJ和K是数据输⼊端,是触发器状态更新的依据,若J、K有两个或两个以上输⼊端时,组成“与”的关系。
Q与Q为两个互补输出端。
通常把 Q=0、Q=1的状态定为触发器0 状态;⽽把Q=1,Q=0定为 1 状态。
图4-5-2 74LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号下降沿触发JK触发器的功能如表4-5-2注:×— 任意态↓— ⾼到低电平跳变↑— 低到⾼电平跳变Q n (Q n )— 现态 Q n+1(Q n+1)— 次态φ— 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。
数字电子技术_触发器
数字电子技术是一门研究使用数字信号发展、设计、分析和应用各种先进电子设备和系统的学科。
其中,触发器是数字电路设计中的重要组成部分。
触发器是一种在特定条件下改变其输出状态的双稳态多门数字电路。
触发器可以存储单个比特的数据,并且能够与时钟信号同步,可以在特定时间点输入数据或改变输出状态。
触发器有许多应用,例如在计算机存储器、寄存器和计数器中,以及在嵌入式系统、通信系统和其它数字电子设备中都有广泛应用。
本文将主要介绍常用的触发器种类、触发器的工作原理及其性能表现。
一、常见的触发器种类
1. RS触发器
RS触发器是最简单的触发器之一,它由两个输入端和两个输出端组成。
其输入分别为R(reset)和S(set),输出分别为Q和Q’,其中Q’是Q的补码。
当“S=0”和“R=0”时,触发器处于保持状态;而当“S=1”和“R=0”时,Q变为1;当“S=0”和“R=1”时,Q变为0;当“S=1”和“R=1”时,触发器处于不稳定状态,无法确定输出结果。
2. JK触发器
JK触发器也是常用触发器之一,它的结构类似于RS触发器。
除“J”和“K”之外,它还有一个时钟输入。
当时钟输入为上
升沿时,Q的输出状态会改变。
如果“J=1”和“K=0”,则Q输出“1”;如果“J=0”和“K=1”,则Q输出“0”;如果“J=K=1”,则Q反转;如果“J=K=0”,则Q不改变。
3. D触发器
D触发器也是基于RS触发器的结构,只是将两个输入端“R”和“S”分别改为单独的输入“D”和时钟输入,以简化触发器的设
计和使用。
当时钟输入为上升沿时,“D”所输入的数据被存储
在Q中。
4. T触发器
T触发器也是一种常用的触发器,它只有一个输入T和一
个时钟输入。
当时钟输入为上升沿时,T触发器的输出将翻转。
当T=0时,输出的状态不变,当T=1时,输出的状态翻转。
以上四种触发器是常见的触发器,它们都有自己的优缺点,可以根据实际情况选择设计和使用。
二、触发器的工作原理
触发器的工作原理可简单概括为输入端的变化会改变触发器的状态,而时钟输入会控制输出端的变化。
不同的触发器工作原理有所不同,但都遵循这一基本规律。
1. RS触发器的工作原理
RS触发器的工作原理是:当“R=1”且“S=0”时,输出Q=0,Q’=1;当“S=1”且“R=0”时,输出Q=1,Q’=0;当R=S=1时,输
出Q和Q’都为1(不稳定状态);当R=S=0时,输出Q和Q’
都保持原来状态。
2. JK触发器的工作原理
JK触发器的工作原理是:当“J=1”、“K=0”时,输出Q=1,Q’=0;当“J=0”、“K=1”时,输出Q=0,Q’=1;当“J=K=1”时,输
出Q和Q’都翻转;当“J=K=0”时,输出Q和Q’保持原来状态。
3. D触发器的工作原理
D触发器的工作原理是:当时钟触发时,输入端“D”的电
平高低将直接反映在输出端Q上,当时钟下降沿到来时,输出将保持输入时的状态。
4. T触发器的工作原理
T触发器的工作原理是:当T=1时,输出翻转;当T=0时,输出保持原状态。
三、触发器的性能
触发器有许多参数可以用来描述其性能,其中包括:保持时间、设置时间、时钟上升时间和保持电流。
这些参数是数字电路设计者在选择触发器时需要考虑的重要因素。
保持时间指触发器与信号输入保持不变的最小时间,称为保持周期,即可确定触发器在两个时钟周期之间的稳定状态。
设置时间是触发器从输入变化到输出变化的最小时间,需要最短的时间将输入值传递到输出。
时钟上升时间是时钟信号从下降到上升的时间,也称为触发时间穿越,是保持时间和设置时间之间的值。
保持电流是监测器的静态电流,包括输入电流和输出电流,这是确定触发器电源电压和工作温度范围的关键因素。
结论:
触发器是数字电路设计中的重要部分,它们可以存储单个比特的数据,并且能够与时钟信号同步。
常见的触发器有RS
触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。
每种触发器有其优缺点,具体选用时需要考虑参数,如保持时间、设置时间、时钟上升时间和保持电流等。
在数字电路设计中,选择合适的触发器和调整触发器的参数可以有效降低电路的功耗、提高电路的速度和减少误差率,从而提高系统整体的性能。