D触发器的使用

实验3 D触发器及其应用

一、实验目的

1、熟悉D触发器的逻辑功能；

2、掌握用D触发器构成分频器的方法；

3、掌握简单时序逻辑电路的设计方法。

二、实验设备

1、数字电路实验箱；

2、数字双踪示波器；

3、函数信号发生器；

4、集成电路：74LS00；

5、集成电路：74LS74；

三、实验内容

1、用74LS74（1片）构成二分频器、四分频器，并用示波器观察波形；

简单介绍分析：

（1）74LS74：双D触发器（上升沿触发的边沿D触发器）

D触发器在时钟脉冲CP的前沿（正跳变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Q n+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。/R D和/S D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，/R D和/S D端都应置高电平。74LS74（CC4013）,74LS175（CC4042）等均为上升沿触发的边沿触发器。

（2）74LS74引脚图：

（图3-1）

（3）二分频器的连接线路原理图：

图（3-2）

实验步骤如下：

a.按照上面的连线原理图（3-2）在实验板上连好线；

b.打开电源开关；

c.在CP端加入1kHz的连续方波，用示波器观察CP，1Q，2Q各点的波形。（4）四分频器的连接线路原理图：

图（3-3）

实验步骤如下：

a.按照上面的连线原理图（3-3）在实验板上连好线；

b.打开电源开关；

c.在CP端加入1kHz的连续方波，用示波器观察CP，1Q，2Q各点的波形。

2、实现如图所示时序脉冲（74LS74和74LS00各1片）

图（3-4）

简单介绍分析：

（1）逻辑分配：

（2）特征方程：

Q1n+1=Q0n=D1

Q0n+1=/Q1n=D0

F′=Q1n∗/Q0n

F=F′∗CP=Q1n∗/Q0n∗CP （3）实现上述时序脉冲的线路连接图如下：

（图3-5）

实验步骤如下：

a.按照上面的连线原理图（3-5）在实验板上连好线；

b.打开电源开关；

c.在CP端加入1kHz的连续方波，用示波器观察输入和输出波形并记录。

四、实验结果

1、用74LS74（1片）构成二分频器实验连接线路：

（图3-6）

2、示波器波形显示：

（图3-7）

3、用74LS74（1片）构成四分频器实验连接线路：

（图3-8）

4、示波器波形显示：

（图3-9）

5、用74LS74和74LS00实现时序脉冲的实验连接线路：

（图3-10）

6、示波器波形显示：

（图3-11）

五、故障排除

在构成二分频和四分频电路的时候，示波器显示的波形带有较多的毛刺，不知道这个应该怎样去除，才能使得图形更近符合理论。

还有就是在实现时序脉冲的时候，刚开始想了很多办法都无法实现三个逻辑变量的与，因为只给了一个74LS00作为辅助器件，后来经过讨论发现实际上可以借助74LS00（二输入端四与非门）来实现三个逻辑变量的与，就是相对有点麻烦，不过也是顺带复习了前面的实验内容，最后经过检查电路连接，得到了正确的实验结果和波形。

六、心得体会

这次实验比较难以理解，主要是因为理论课上老师还没有讲授到这部分内容，所以开始的时候我们听得不是很明白，也就很难下手去做这个实验。后来经过老师的讲解和图示的理解，我慢慢开始有点懂了。做数电实验逻辑上要十分清晰，这样在连线上才不会很乱。

我们在老师的电路图指导下，经过合作完成了这次实验。每次的设计性的实验对于我们来说都是相对难度比较大的，有时候我们就懒得动脑思考，很浮躁的不愿意动笔去画一画逻辑电路图和真值表，经过这几次实验，我发现真值表对于实验的完成还是很有帮助的，我们

只有在脑子中把要设计的东西先构思好，然后才能付诸实践，在实验中进一步发现问题并尝试着自己去探究解决问题，我想这样我们做实验才有意义，才能真正的提高我们的动手能力和动脑思考、创新思维。