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数字逻辑实验指导书 葛长赟编写 大连东软信息学院 电子工程系 2016年 8月 . Word 资料 引 言 《数字逻辑》是软件工程专业的必修课，为后续课程的实施，为进一步学习各专业后续课程打下基础，是一门理论与实践相结合的课程。 通过这门课程的学习，使学生掌握数字电路与系统的基本工作原理和分析设计方法；理解标准的集成电路器件使用方法为后续学习奠定基础。 本门课程理论内容包括：数制与码制、逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析和设计、各种触发器及时序逻辑电路的分析和设计等，除数制与码制外，每部分内容都配备有相应的实验室实验，帮助学生理解和掌握相关知识内容。 本实验指导书旨在对《数字逻辑》课程的实验进行规范，内容包括：实验目的和要求、设备或环境、实验原理（项目分析和设计）、实验内容（项目实施）等。学生可遵照本实验指导书内容完成相应实验并提交实验报告。 .
Word 资料 设备与工具 这章主要介绍本实验指导书中会用到的硬件设备。 信号发生器 信号发生器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波，波形对称可调并具有反向输出，直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示，也可外测1Hz~10.0MHz的信号频率，电压用LED显示。
万用表 万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表，一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等。有些万用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数等。
数字电路实验箱 数字电路实验箱可以为学生提供内容丰富的实验平台，结构设计灵活，可在此平台上搭建电路，完成数字电路课程要求的基本实验。 .
Word 资料 实验三：触发器特性测试 1. 能力培养目标 理解RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理 能正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器
2. 项目任务要求 （1） 利用与非门构成RS触发器 （2） 测试D触发器的逻辑功能 （3） 测试JK触发器的逻辑功能
3. 项目分析 （1）RS触发器 把两个与非门的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器。RS触发器的__Q 和Q应该呈互补关系，但在__R= 0、__S= 0 时Q和__Q都为1，所
以此时为非法状态。 表2-5-1 RS触发器真值表 输 入 输 出 __R __
S Q __Q . Word 资料 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Q __Q
74LS00是最常见的二输入四与非门芯片之一，因此可选用74LS00芯片。
（2）D触发器 D触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。下表中的“X”表示该引脚的电平无论高低，对输出结果不发生任何作用；“↑”表示该引脚要接到单次脉冲开关，且应为上升沿，按下单次脉冲按钮时输出结果会发生变化。 表2-5-2 D触发器真值表 输 入 输 出
PR CLR CK D Q __Q
0 1 X X 1 0 1 0 X X 0 1 0 0 X X 1 1 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1
1 1 0 X Q __Q
双D触发器74LS74芯片的引脚结构图如下所示，其中引脚14（VCC）接5V电源，引脚7（GND）接地。CLR表示复位信号（清零），D表示触发信号，CK表示时钟信号，PR表示预置，Q表示同相位输出，__Q表示反相位
输出。
141312111098
1234567
双 D 触发器 74LS74
Vcc2CLR2D2CK2PR2Q2QGND1CLR1D1CK1PR1Q1Q .
Word 资料 图2-5-1 74LS74引脚结构图 （3）JK触发器
JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。下面分四种情况来分析主从型JK触发器的逻辑功能。 JK触发器在J=1，K=1的情况下，来一个时钟脉冲就翻转一次，即具有计数功能。 J=0，K=0时，触发器的状态保持不变。 J=1，K=0时，触发器的状态翻转成1态。 J=0，K=1时，触发器的状态翻转成0态。 表2-5-3 JK触发器真值表 输 入 输 出
CLR CK J K Q __Q
0 X X X 0 1 1 ↓ 0 0 Q __Q
1 ↓ 1 0 1 0 1 ↓ 0 1 0 1 1 ↓ 1 1 反 转
1 1 X X Q __Q
【注】上表中的 “↓”表示该引脚要接到单次脉冲开关，且应为下降沿，按下单次脉冲按钮时输出结果会发生变化。 .
Word 资料 141312111098
1234567
双 JK 触发器 74LS73
1J1Q1QGND2K2Q2Q2J1CK1CLR1KVcc2CK2CLR 图2-5-2 74LS73引脚结构图
（4）实验设备及材料
数电实验箱（含连接线） 1台 面包板（含连接线） 1台 二输入四与非门74LS00 1片 双D触发器74LS74 1片 双JK触发器74LS73 1片 示波器 1台
4. 项目设计 （1）利用与非门构成RS触发器 利用74LS00的两个与非门搭建RS触发器，输入端__R、__S接实验箱上
的逻辑开关输出，输出端__Q、Q接逻辑电平指示灯，电路接线图如下： .
Word 资料 &A
BY
&A
BY
LED0LED1K2
K1R
_
S_Q_
Q 图2-5-3 RS触发器逻辑电路接线图 （2）测试D触发器的逻辑功能
74LS74芯片包含两个D触发器，测试时可任选其中一组触发器。将引脚CLR（复位端）、PR（置位端）、D接实验箱上的逻辑开关输出，引脚Q、__Q接逻辑状态显示灯，测试电路接线图如下：
QQLED2LED1
DCKCLRK2K1PRAKK3_
图2-5-4 D触发器逻辑电路接线图 如果将输入引脚D接到连续脉冲信号时，可通过示波器观察D触发器
的输入输出的波形之间的关系，这时需要将引脚D接到固定脉冲信号源1KHz，引脚CK接10KHz，那么输出引脚Q也呈现连续波形。 （3）测试JK触发器的逻辑功能 74LS73芯片包含两个JK触发器，测试时可任选其中一组触发器。将引脚J、K、CLR接到逻辑开关输出，引脚Q、__Q接逻辑电平指示灯，测试电
路接线图如下： .
Word 资料 QQLED2LED1
CLRCKJK2K1KAKK3_
图2-5-5 JK触发器逻辑电路接线图 如果将输入接到连续脉冲信号时，可通过示波器观察D触发器的输入
输出的波形之间的关系，这时需要将引脚CK接到固定脉冲信号源1KHz，那么输出引脚Q也呈现连续波形。
5. 项目实施 （1）利用与非门构成RS触发器 按设计的电路接线图连线，按下表中的顺序一步步进行测试，并填写表格。 表2-5-4 RS触发器测试结果表
步骤 输 入 输 出 __R __
S Q __Q
① 0 1
② 1 1
③ 1 0
④ 1 1
⑤ 0 0
【填空】 时序电路的值与 有关。 根据触发器的定义，__Q和Q应互补，因此 时为非法状态。
（2）测试D触发器的逻辑功能
按设计的电路接线图进行连接，将CLR（复位）、PR（置位）引脚接实验板上逻辑电平输出开关，引脚CK接单次脉冲开关，引脚Q、__Q接逻辑电
平指示灯，按下表中的步骤依次改变CLR、PR的电平，观察现象并记录Q、__Q的值，填写表格。
表2-5-5 D触发器测试结果表
步骤
输 入 输 出
CLR PR D CK Q __Q