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江西省电子信息技师学院江西省电子信息工程学校,实用数字电子技术项目教程主编:朱向阳 罗国强,内容介绍:,江西省电子信息技师学院电子系,项目1 声光控制灯电路制作项目2 八路抢答器电路制作项目3 电子生日蜡烛的制作项目4 流水彩灯的制作项目5 31/2位直流数字电压表的制作,项目3电子生日蜡烛的制作与调试,“电子生日蜡烛”就是应用基本RS触发器的特性，模拟仿真的“电子蜡烛”、推动音乐IC来进行工作的。另外，像“多路灯光控制器”、“编码电子锁”等电子产品，新颖而有趣，均是与触发器的应用有关。,江西省电子信息技师学院电子系,内容提要,任务1 RS触发器的逻辑功能测试,任务2 JK触发器的逻辑功能测试,任务3 D触发器的逻辑功能测试,任务4 电子生日蜡烛电路的制作与调试,江西省电子信息技师学院电子系,江西省电子信息技师学院电子系,任务1 RS触发器的逻辑功能测试,任务目标：1熟悉基本RS触发器的功能、基本组成和工作原理2能使用EWB仿真软件测试基本RS触发器的功能和真值表任务教学方式：同步RS触发器的内容需用投影方式，展示其电路结构以及逻辑功能与基本RS触发器的异同点,江西省电子信息技师学院电子系,任务1 RS触发器的逻辑功能测试,触发器是具有记忆功能的电路，它是数字电路和计算机系统中具有记忆和存储功能部件的基本逻辑单元。它的输出有两个稳定状态，分别用二进制数码0、1表示。触发器在某一时刻的输出不仅和当时的输入状态有关，而且与在此之前的电路状态有关，即当输入信号消失后，触发器的状态被记忆，直到再输入信号后，它的状态才可能变化。1基本RS触发器电路组成,江西省电子信息技师学院电子系,（a）逻辑电路（b）逻辑符号,由与非门构成的基本RS触发器,将两个与非门的输入端与输出端交叉耦合就组成一个基本RS触发器如图（a）所示，其中、是它的两个输入端，“非号”表示低电平（负脉冲）触发有效，Q、是它的两个输出端，基本RS触发器的逻辑符号如图（b）所示。图中触发器逻辑符号上输出端的小圆圈则表示输出端。,江西省电子信息技师学院电子系,2基本RS触发器逻辑功能基本RS触发器的两个输入端（称为置“0”端）和（称为置“1”端），字母上的“”号表示低电平有效。（1）当=1、=1时，触发器保持原状态不变。（2）当=0、=1时，触发器被置为“0”状态。（3）当=1、=0时，触发器被置为“1”状态。（4）当=0、=0时，触发器状态不确定。,总结：基本RS触发器的逻辑功能是：置“0”、置“1”和保持,江西省电子信息技师学院电子系,基本RS触发器的真值表,基本RS触发器的特性方程,江西省电子信息技师学院电子系,问题？,触发器有哪两个稳定状态？为什么说触发器能长期保持所记忆的信息？（提示：触发器由一个稳态到另一稳态，必须有外界信号的触发。否则它将长期稳定在某一状态）,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：测试基本RS触发器的逻辑功能,江西省电子信息技师学院电子系,基本RS触发器逻辑仿真电路,江西省电子信息技师学院电子系,在数字电路系统中，往往有很多的触发器，为了使它们能按统一的节拍工作，大多需要加控制脉冲到各个触发器使其得到控制，只有当控制脉冲来时，各触发器才工作（触发器的翻转时刻受控制脉冲的控制，而翻转到何种状态由输入信号决定）。该控制脉冲称为时钟脉冲，简称CP，其波形如下图所示。,江西省电子信息技师学院电子系,1同步RS触发器的电路组成,（a）逻辑电路（b）逻辑图形符号,2同步RS触发器的工作原理,同步RS触发器就好像是在基本RS上加了两道门（与非门），该门的开与关受时钟脉冲的控制。,江西省电子信息技师学院电子系,同步RS触发器的真值表,同步R S触发器在无时钟脉冲到来时不工作，在有时钟脉冲到来时，其逻辑功能与基本RS触发器相同，有置“0”、“1”和保持功能。,真值表中“”表示取值可以为0或1,江西省电子信息技师学院电子系,例3.1 由图中的R和S信号波形，画出同步RS触发器Q和的波形。,解：设RS触发器的初态为0，当时钟脉冲CP=0时，触发器不受R和S信号控制，保持原状态不变。只有在CP=1的期间，R和S信号才对触发器起作用。,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：同步RS触发器的逻辑功能仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,触发器的空翻现象,江西省电子信息技师学院电子系,1同步式触发类型 同步式触发一般采用高电平触发，即在高电平“CP=1”期间，输入信号起作用。,江西省电子信息技师学院电子系,2边沿触发类型 上升沿（又称正边沿）触发方式是指触发器只在时钟脉冲CP上升沿那一时刻，根据输入信号的状态按其功能触发翻转。而下降沿触发方式是指触发器只是在CP下降沿那一时刻按其功能翻转，其余时刻均处于保持状态。这样同样能确保触发器在一个CP周期内只动作一次。,江西省电子信息技师学院电子系,3主从触发类型 克服“空翻”另一个有效方法通常是采用主从触发器。主从触发器一般是由主触发器、从触发器和非门构成。它为双拍式工作方式，即将一个时钟分为两个阶段（节拍）。（1）CP高电平期间主触发器接收输入控制信号。而从触发器被封锁，保持原状态不变。（2）在CP由高电平转成低电平时（即下降沿）主触发器被封锁，保持CP高电平所接收的状态不变，而从触发器封锁被解除，打开接受主触发器的状态。,江西省电子信息技师学院电子系,为了便于识别不同触发方式的触发器，目前器件手册中CP端采用特定符号加以区别，如下表所示。,江西省电子信息技师学院电子系,任务2 JK触发器的逻辑功能测试,任务目标：1熟悉JK触发器的功能、基本组成和工作原理；2能使用EWB仿真测试JK触发器的功能和真值表；3应用集成JK触发器进行电子产品灯光控制器设计。任务教学方式：同步JK触发器的内容需用投影方式，表现其电路结构以及逻辑功能与同步RS触发器的差异；沿JK触发器的内容讲授时，应结合仿真电路，并举例说明边沿触发的特点,江西省电子信息技师学院电子系,任务2 JK触发器的逻辑功能测试,同步JK触发器是在同步RS触发器的基础上从输出端引出两条馈线，将Q将与R端相连，端与S端相连，再加上两个输入端J和K构成的。,（a）逻辑电路(b)逻辑符号,江西省电子信息技师学院电子系,JK触发器的真值表,=J,n,+,JK触发器特性方程,江西省电子信息技师学院电子系,（a）逻辑电路（b）逻辑符号,主从JK触发器的逻辑功能与JK触发器是一样的，都具有翻转、置“1”、置“0”和保持的功能。但因为主从JK触发器同时拥有主触发器和从触发器，当一个触发器工作时，另一个触发器不工作，将输入端与输出端隔离开来，有效地解决了输入信号变化对输出的影响问题。,江西省电子信息技师学院电子系,解决空翻问题另一种主要办法是使触发器边沿触发，如采用边沿触发的JK触发器。,（a）上升沿触发（b）下降沿触发,江西省电子信息技师学院电子系,例32 下图为下降沿JK触发器的输入波形，设初始状态为0，试画出输出Q的波形。解：JK触发器在CP期间有效读取J、K信号，在CP下降沿到来时作相应翻转，根据JK触发器特性方程可画出Q的波形。,江西省电子信息技师学院电子系,问题？,1能否在触发器逻辑符号上判别上升沿和下降沿两种触发方式？2实际JK触发器产品，一般设有预置端。带预置端的JK触发器具有何种功能？,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：JK触发器逻辑功能的仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,T触发器又称计数型触发器。将JK触发器的J、K两个端连接在一起作为一个输入端就构成了T触发器。T触发器的逻辑电路及逻辑符号分别如下图所示。,(a)T触发器电路(b)上升沿触发(c)下降沿触发,T触发器具有的逻辑功能是：“保持”和“翻转”。,Qn+1=T,n,Qn,+,T触发器的特性方程,T触发器的特性方程,Qn+1=,n,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：灯光控制器的仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,任务3 D触发器的逻辑功能测试,任务目标：1熟悉D触发器的逻辑功能、基本组成和工作原理；2能使用EWB软件仿真测试D触发器，并得出其逻辑功能和真值表。任务教学方式：同步D触发器内容需采用投影方式，表明其电路结构以及逻辑功能与同步JK触发器的差异,江西省电子信息技师学院电子系,D触发器又称为延时触发器或数据锁存触发器，在数字系统中应用十分广泛，它可以组成锁存器、寄存器和计数器等。较简单的D触发器是在同步RS触发器的基础上增加一个非门构成的。,（a）逻辑电路(b)逻辑图形符号,江西省电子信息技师学院电子系,D触发器的真值表,D触发器的特性方程,Q=D,n+1,（a）上升沿触发（b）下降沿触发,边沿D触发器逻辑符号,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：D触发器的逻辑功能仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：四路智力抢答器电路仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,任务4 电子生日蜡烛的制作与调试,任务目标：1进一步熟悉基本RS触发器的逻辑功能；2能使用EWB仿真软件测试“电子生日蜡烛”电路的功能；3应用与非门电路构建基本RS触发器，继而完成“电子生日蜡烛”电路的设计与制作。任务教学方式：课堂演示仿真过程，并强调仿真过程的注意事项，而后引导学生学会结合仿真得到的数据，相互讨论并得出正确结论 制作时提醒学生注意一般电子产品安装的工艺要求；装配时，教师边指导，边演示操作要领,江西省电子信息技师学院电子系,任务4 电子生日蜡烛的制作与调试,电子生日蜡烛电路如下图所示，电路由核心集成电路IC1（4011）及外围元件组成。图中，IC2示意为音乐芯片，BM为驻极体话筒，HTD为蜂鸣器。,M,江西省电子信息技师学院电子系,由IC1-C与IC1-D（两与非门）构成基本RS 触发器。刚接通电源时，电容C4上的电压不会突变，使IC1-C输出高电平，IC1-D输出低电平，Q1、Q2均不导通，发光管（“蜡烛”）LED2不亮，音乐集成电路IC2也不工作。LED1是光敏二极管（或用双金属片替代）。Q1用于驱动发光二极管LED2（“蜡烛”）点亮。Q2控制音乐芯片IC2是否得电。用打火机灯光照耀LED1（或加热双金属片）时，LED1反向导通（光电流较大，反向内阻变小），RS触发器输出状态翻转，IC1-D输出高电平，Q1导通，“蜡烛”LED2点亮。IC1-C输出低电平，Q2导通，音乐片IC2得电，奏响了“祝你生日快乐”的音乐声。,江西省电子信息技师学院电子系,由IC1-A、IC1-B及电阻、电容构成两反相器。当对着B吹气时，吹气声由BM拾取，经IC1-A、IC1-B放大后，触发RS触发器翻转，此时，IC1-D输出低电平、IC1-C输出高电平，于是Q1、Q2均截止，发光二极管LED2不亮（类似于“蜡烛”被吹灭），音乐声也终止，“灯熄乐停”。调节R8（电位器）来改变翻转灵敏度。,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：电子生日蜡烛电路仿真测试,江西省电子信息技师学院电子系,做一做：电子生日蜡烛电路的制作与调试,M,江西省电子信息技师学院电子系,“电子生日蜡烛”元件面图,江西省电子信息技师学院电子系,“电子生日蜡烛”焊面图,江西省电子信息技师学院电子系,THE END,江西省电子信息技师学院电子系,