实验五 触发器 R-S、D 、J-K

一、实验目的

1、熟悉并掌握R-S、D、J-K 触发器的构成，工作原理和功能测试方法； 2、学会正确使用触发器集成芯片；

3、了解不同逻辑功能触发器相互转换的方法。

二、实验仪器及器件

1、双踪示波器 2、实验用元器件

74LS00 1 片 74LS74 双D 型触发器 1 片 74LS112 双J-K 触发器 1 片

三、实验内容及结果分析

1、基本R-SFF 功能测试

将两个TTL 与非门首尾相接构成基本R-SFF 电路如图4.1 所示。 (1) 按下面的顺序在Sd、Rd端加信号：

观察并记录FF 的Q、Q端的状态，将结果填入表4.1 中，并说明在上述各种输入状态下， FF执行的是什么功能？

表 4.1 表 4.2

Sd 0 1 1 1 Rd 1 1 0 1 Q 1 1 0 0 Q 0 0 1 1 逻辑功能 置0 保持 置1 保持 Sd 0 1 Rd 脉冲 脉冲 Q 1 0 1 Q 0 1 0 脉冲 （2） Sd端接低电平， Rd端加脉冲（手动单脉冲）。 （3） Sd端接高电平， Rd端加脉冲（手动单脉冲）。 （4）连接Sd、Rd ，并加脉冲（手动单脉冲）。

观察（2）、（3）、（4）三种情况下，Q、Q端的状态。见表4.2 总结基本R-S FF 的Q 或Q端的状态改变和输入端Sd、Rd的关系。 Q=R+Q、Q=S+Q

（5）当Sd=Rd=0 时，观察Q、Q端的状态。此时使Sd、Rd同时由低电平跳为高电平时，注意观察Q、

Q端的状态，重复3～5 次看Q、Q端的状态是否相同，以正确理解“不定”状态的含义。

表4.3 Sd 0 1 Rd 0 1 Q 1 1 Q 1 0 Sd 0 1 Rd 0 1 Q 1 0 Q 1 1 Sd 0 1 Rd 0 1 Q 1 0 Q 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 2、维持—阻塞型D 触发器功能测试

双D型正边沿维持—阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图4.2 所示。 (1) 在Sd、Rd端加低电平，观察并记录Q、Q端的状态。

(2) 在Sd、Rd端加高电平，D 端分别接高、低电平，用点动脉冲作为CP，观察并记录当CP 为0、↑、1、↓时Q 端的变化（即由低电平跳为高电平和高电平跳为低电平）。

(3) 当Sd=Rd=1、CP=0（或CP=1），改变D 端信号，观察Q 端的状态是否变化？ 整理上述实验室数据，将结果填入表4.4中。

令 Sd=Rd=1，将D 和Q端相连，CP 加连续脉冲，用双踪示波器观察并记录Q相对于CP 的波形。 表 4.4

Sd 0 Rd 0 CP X D X Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Qn?1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 X X 1 0 X X 0 0 1 0 ↑ 1 1 1 1 0 1 ↓ 0 1 1 3、负边沿J-K 触发器功能测试

1 双 J-K 负边沿J-K 触发器74LS112 芯片的逻辑符号如图4.5所示。

(1) 按表4.3 给出的控制状态顺序，测试其逻辑功能，并将结果填入表4.5 中。

(2) 令J=K=1 时，CP 端加连续脉冲，用双踪示波器观察Q 和CP 波形，并与D型触发器实验2的(4) D和端相连时观察到的Q端的波形相比较，有何异同点？ 表4.5

Sd 0 0 1 1 1 1 1 Rd 0 1 0 1 1 1 1 CP X X X ↓ ↓ ↓ ↓ J X X X 0 1 X X K X X X X X 0 1 Qn Qn?1 X X X 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 相同点：两个Q的波形的周期都是10us，幅度都是5V。

不同点：维持—阻塞型D 触发器在CP脉冲上升沿到来后瞬间转换输出状态；负边沿J-K 触发器在CP脉冲下降沿到来后瞬间转换输出状态。 4、触发器功能转换

(1) 将D 触发器和J-K 触发器转换成T，触发器，列出表达式，画出实验电路图。 (2) 接入连续脉冲，观察各触发器CP 及Q端波形。比较两者关系。 (3) 自拟实验数据表并填写。 D触发器特性方程：Qn+1=D J-K触发器特性方程：Qn+1=JQn+KQn

T，触发器的特性方程：Qn?1?Qn，故实验电路图如图所示。 D触发器转换成T，触发器

JK触转发器换成T，触发器

四、总结各触发器的特点

基本RS触发器 维持阻塞D触发器 SDD负边沿JK触发器 QQS1D＞C1Q结 构 或 逻 辑 符 号 &&CPRD RQSDJCPKRD S1J ＞C1 1KR QQSDRDSD—异步置1信号 RD—异步置0信号 CP—时钟脉冲信号 D—输入信号 SD—异步置1信号 RD—异步置0信号 CP—时钟脉冲信号 J、K—输入信号 SD—置1输入 0有效 RD—置0输入 Q、Q—状态输出 n?1n??Q?SD?RDQ ???RD?SD?1(约束条件)Q、Q—状态输出 Qn?1Q、Q—状态输出 特 性 方 程 ?D Q n+1 0 0 1 1 Qn?1?JQ?KQn CP J K Q n 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Q n+1 0 1 1 1 0 0 1 0 n SD RD Q n 0 0 0 Q n+1 不定 不定 1 1 0 0 0 1 CP D Q n 0 0 0 1 1 0 1 1 特 性 表 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 触发 方式 动 作 特 点 电位触发。 上升沿（正边沿）触发。 在时钟脉冲CP的上升沿接受输入信号并改变状态，在时钟脉冲CP的其他期间状态不变。 下降沿（负边沿）触发。 在时钟脉冲CP的下降沿接受输入信号并改变状态，在时钟脉冲CP的其他期间状态不变。 输入信号直接控制输出状态。 时钟触发器有3类决定状态输出的外部信号： ① 异步置位信号Sd、异步复位信号Rd 0有效，异步控制。当Sd=0、Rd=1时，使触发器的次态Q n+1=1；当Rd=0、Sd=1时，使触发器的次态Q n+1= 0。 ② 时钟脉冲信号CP 在Sd=Rd=1无效时，CP决定触发器何时接收输入信号、何时改变状态。 ③ 输入信号 D，J、K 在CP的控制下，决定触发器的状态如何变化。 说 明