数字电子技术项目化教程图文 (3)

项目三 四路竞赛抢答器的制作与调试
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3. 特性分析 1) 真值表与状态表 根据功能分析得如表3-3所示的真值表，将真值表转换成 表3-4的形式，即状态表。
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为了解决同步RS触发器R、S输入信号之间有约束的问题， 可以将图3-5(a)所示的同步RS触发器的R端接至门D的 输出端，并将S改为D，便构成了图3-7所示的同步D触发器。 图3-7中，门A和门B组成基本触发器，门C和门D组成触发引 导门。
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基本RS触发器的等效输入为
由于同步RS触发器R、S端的输入信号之间有约束条件， 因此，限制了同步RS触发器的应用。
3) 状态转换图 同步RS触发器的状态转换图如图3-6所示。
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图3-6 同步RS触发器的状态转换图
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3.2.2 其他功能的触发器
一、D触发器
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2) 特征方程 特征方程也称状态方程，是描述触发器逻辑功能的函数 表达式。由状态表可画出基本RS触发器的卡诺图，如图3-3 所示。根据卡诺图可得Qn+1的函数表达式，即基本RS触发器 的特征方程为
约束条件规定了RD、SD不能同时为“0”。
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图3-3 基本RS触发器的卡诺图
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二、电路元器件参数及功能
四路竞赛抢答器电路元器件参数及功能如表3-1所示。
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3.2 知 识 链 接
3.2.1 RS触发器 一、基本RS触发器 1. 电路组成 基本RS触发器是一种最简单的触发器，是构成各种触发
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图3-7 D触发器
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当CP＝1时，将
代入基本RS触发
器的特征方程，即步D触发器在CP＝1时的状态表如表3-8所 示，状态图如图3-8所示。
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3. 特性分析 1) 真值表与状态表 同步RS触发器的状态表和真值表分别如表3-5和表3-6 所示。
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2) 特征方程 根据状态表，可求出同步RS触发器的特征方程。考虑 R=S=1时，状态不定，故应禁止这种输入，即
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3) 状态转换图 每个触发器只能存储一位二进制代码，所以其输出只有
0和1两个状态。状态转换图(简称状态图)是以图形的方式来 描述触发器状态转换规律的。基本RS触发器的状态图如图 3-4所示。
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图3-4 基本RS触发器的状态图
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图3-1 四路竞赛抢答器的整体结构图
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3.1.2 电路分析与电路元器件参数及功能
一、电路分析
如图3-1所示电路，当74LS373的D1～D4为高电平，Q1～ Q4也为高电平时，各数码管不亮。当某抢答者按下自己的按 键(例如按下S1)时，则D1=0，Q1=0， 三极管VT1导通，数码 管LED1显示“1”，表示第一路抢答成功。
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3.1.1 项目学习情境：四路竞赛抢答器的制作与调试
图3-1所示为四路竞赛抢答器的整体结构图。该项目需要 完成的主要任务有：
① 熟悉电路各元器件的作用；
② 查阅芯片74LS373的功能及应用； ③ 进行电路元器件的安装；
④ 进行电路参数的测试与调整；
⑤ 撰写电路制作报告。
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3.1 项目描述 3.2 知识链接 3.3 项目实施 3.4 项目总结
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3.1 项 目 描 述
触发器是构成时序逻辑电路必不可少的基本单元电路， 在数字信号的产生、变换、存储、控制等方面有着广泛的应 用。触发器是具有记忆功能的单元电路，由门电路构成，能 够存储1位二进制代码。触发器按工作状态分为双稳态、单稳 态和无稳态触发器(多谐振荡器)等。
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二、同步RS触发器
1. 电路组成 同步RS触发器的逻辑图和逻辑符号分别如图3-5(a)、(b) 所示。
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图3-5 同步RS触发器
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2. 功能分析 (1) 当CP=0时，导引门关闭，输入信号不能通过导引门， C门和D门输出均为1，由基本RS触发器原理可知，此时输出 保持原状态不变，即Qn+1＝Qn。 (2) 当CP=1时，触发器的状态将随输入信号R、S而改变。
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图3-8 D触发器的状态图
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二、T触发器和T′触发器
1. T触发器 将同步RS触发器的互补输出Q和 Q 分别接R和S输入端， 并在引导门的输入端加 T 输入信号就构成钟控T触发器，如 图3-9所示。由于Q和 Q 互补，它不可能出现SR＝11的情况， 因此这种结构解决了R、S之间的约束问题。 基本RS触发器的等效输入为
器的基础。基本RS触发器是将两个与非门的输入和输出端交 叉连接而构成的，其逻辑图和逻辑符号如图3-2所示。
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图3-2 基本RS触发器
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2. 功能分析 触发器有两个稳定状态，Qn为触发器的原状态(现态)， 即触发信号输入前的状态；Qn+`为触发器的新状态(次态)，即 触发信号输入后的状态。触发器的功能可采用状态表、特征 方程、逻辑符号图以及状态转换图等来描述。下面分析基本 RS触发器的功能。 基本RS触发器的逻辑图如图3-2(a)所示，由图可知，