教案项目11 集成触发器的认知与应用.docx

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教案项目11集成触发器的认知与应用

《电子技术基础与技能》

任务1《RS触发器的原理与功能》

授课班级

课时

2

上课地点

教学目标

能力（技能）目标

知识目标

1、能用Rs触发器组成电路并实现其功能

1、了解基本RS触发器的电路组成，掌握RS触发器所能实现的逻辑功能。

2、了解同步RS触发器的特点、逻辑功能，理解时钟脉冲的作用。

教学重点

了解同步RS触发器的特点、逻辑功能，理解时钟脉冲的作用。

教学难点

能用Rs触发器组成电路并实现其功能

教学步骤

教学内容

任务导入

在数字系统中，因运算和控制的需要，常常要将曾经输入过的信号暂时保存进来，以便与新的输入信号共同确定新的输出状态，即需要具有记忆和存储功能的基本逻辑部件，触发器就是组成这类逻辑部件的基本单元。

触发器的种类很多从逻辑功能上区分：

有RS触发器、D触发器、JK触发器等；

从触发方式上分：

有电平触发型、边沿触发型等。

任务讲解

一、基本RS触发器

1、电路结构

2、逻辑功能

3、基本RS触发器的真值表:

表11-1-1基本RS触发器的真值表

4、波形分析

波形图：

反映触发器输入信号的取值与输出状态之间对应关系的图形,称为波形图。

设基本RS触发器的初始状态为0，则其输入、输出波形如图11-1-2所示。

图11-1-2基本RS触发器波形图

二、同步RS触发器

1、电路结构和逻辑符号

（a）逻辑电路（b）逻辑符号

图11-1-3同步RS触发器

2、逻辑功能

3、同步RS触发器的真值表

表11-1-2同步RS触发器的真值表

4、波形分析

设同步RS触发器的初始状态为0，其输入信号R、S,时钟信号CP和输出状态Q的波形如图11-5所示。

图11-1-4同步RS触发器波形图

任务训练：

触发器逻辑功能的测试

训练：

触发器逻辑功能的测试

1、分析基本RS触发器的逻辑功能

分析图11-1-5所示由与非门构成的基本RS触发器，填写表11-1-3中的功能分析部分。

2、选用2输入与非门74LS00一片，在数字电路学习机上合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好集成块。

3、对照附录1中74LS00的引脚图，选用74LS00中的二个与非门按图2-1接线构成基本RS触发器，2个输入端

、

分别接逻辑电平开关、2个输出端

、

分别接LED电平显示。

4、按表2-1要求改变输入逻辑电平开关的组合状态，由LED显示输出逻辑状态，将测试结果填入表11-1-3。

图11-1-5基本RS触发器逻辑功能测试电路图11-1-6维持阻塞D触发器逻辑功能测试电路

表11-1-3与非门构成的基本RS触发器逻辑功能分析、测试表

功能分析

实验测试

逻辑功能

输入

输出

输入

输出

1

1→0

1

1→0

0→1

0→1

1→0

1

1→0

1

0→1

0→1

0

0

0

0

结论

任务总结

通过本任务的学习要

掌握的知识：

1、了解基本RS触发器的电路组成，掌握RS触发器所能实现的逻辑功能。

2、了解同步RS触发器的特点、逻辑功能，理解时钟脉冲的作用。

具备的能力：

1、能用Rs触发器组成电路并实现其功能

作业布置

1、分析同步Rs触发器的逻辑功能。

2、基本RS触发器有何逻辑功能？

哪种情况应当避免。

任务2《JD触发器的功能及应用》

授课班级

课时

2

上课地点

教学目标

能力（技能）目标

知识目标

1、理解集成JK触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

2、会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

1、熟悉JK触发器的电路符号。

2、了解JK触发器的边沿触发方式。

3、掌握JK触发器的逻辑功能。

教学重点

理解集成JK触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

教学难点

会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

教学步骤

教学内容

任务导入

JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。

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。

由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。

任务讲解

一、电路符号

图11-2-1JK触发器电路符号

二、逻辑功能

（1）J=0、Ｋ=0,当ＣＰ到来时，输出保持原态不变，即Qn+1=Qn。

（2）J=0、Ｋ=1,当ＣＰ到来时，触发器被置为0态，即Qn+1=0。

（3）J=1、Ｋ=0,当ＣＰ到来时，触发器被置为１态，即Qn+1=１。

（4）J=1、Ｋ=1,当ＣＰ到来时，触发器将向相反的状态翻转

JK触发器不仅可以避免RS触发器存在的不确定状态，而且具有置0、置1、保持和翻转功能，是逻辑功能最齐全的触发器。

三、JK触发器的真值表

表11-2-1JK触发器真值表

四、带预置端的JK触发器

图11-2-2带预置端的JK触发器

五、波形分析

任务训练：

JK触发器Q端波形分析

训练：

已知如图11-8所示为CP、J、K的电压波形，试画出下降沿JK触发器Q端对应的电压波形。

设初始状态为0。

先找出CP的每一个下降沿，用虚线标志。

图11-2-3JK触发器波形图

分析过程：

1、初始状态为0，在第一个有效下降沿到来之前，触发器保持0状态不变。

2、当第一个CP下降沿来时，J=1，K=O，CP下降沿到达后

触发器置1态。

3、当第二个CP下降沿来时，J=O，K=1，CP下降沿到达后

触发器置O态。

4、当第三个CP下降沿来时，J=l，K=1，CP下降沿到达后触发器翻转,由O态变为1态。

5、当第四个CP下降沿来时，J=O，K=0，CP下降沿到达后

触发器保持原状态不变，仍为1态。

6、当第五个CP下降沿来时，J=1，K=1，CP下降沿到达后

触发器翻转，由1态变为O态。

任务总结

通过本任务的学习要

掌握的知识：

1、熟悉JK触发器的电路符号。

2、了解JK触发器的边沿触发方式。

3、掌握JK触发器的逻辑功能。

具备的能力：

1、理解集成JK触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

2、会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

作业布置

1、

任务3D触发器的功能及应用

授课班级

课时

2

上课地点

教学目标

能力（技能）目标

知识目标

1、理解集成D触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

2、会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

1、了解D触发器的电路结构

2、了解D触发器的逻辑功能

教学重点

理解集成D触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

教学难点

会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

教学步骤

教学内容

任务导入

D触发器（英文：

Dflip-flop）：

电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。

如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。

而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。

这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。

边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。

任务讲解

一、电路结构

二、逻辑功能

（1）D=0时：

由图9-9（a）可知，此时相当于J=0、K=1，因此，当CP脉冲加入后，输出端Q置为0，与输入端D的状态一致。

（2）D=1时：

此时相当于J=1、K=0，当CP脉冲加入后，输出端Q置为1，与输入端D的状态一致。

在时钟脉冲CP到来后，D触发器的状态与输入端D的状态相同，即Qn+1=D。

三、D触发器的真值表

表11-4-1D触发器的真值表

D

Qn

Qn+1

说明

0

×

0

置“0”

1

×

1

置“1”

四、波形分析

图11-3-1D触发器波形分析

图11-3-1中Q的初始状态为1态。

因为是下降沿触发，所以当D=1且CP脉冲下降沿时，触发器输出端Q置1；当D=0且CP脉冲下降沿时，触发器输出端Q置0。

五、集成边沿触发D触发器

集成边沿D触发器分为TTL和CMOS两种类型。

74HC74是高速CMOS边沿D触发器，其引脚功能如图11-3-2所示。

74HC74电路特点

（1）内含两个性能相同的D触发器。

（2）每一个触发器都带有直接置0端RD和直接置1端SD，且都为低电平有效。

（3）属于CMOS边沿触发器，CP上升沿触发。

任务训练：

触发器逻辑功能的测试

1、测试D触发器的逻辑功能

当RD’=SD’=1时，用CP脉冲控制D触发器，将测试结果记录在表2中。

CP端接单次脉冲或逻辑开关输出插口。

2、将D触发器的Q’端与D端相连，构成翻转功能的T触发器，CP接1Hz信号，观察Q端状态。

任务总结

通过本任务的学习要

掌握的知识：

3、了解D触发器的电路结构

4、了解D触发器的逻辑功能

具备的能力：

1、理解集成D触发器的逻辑功能，掌握它的使用方法。

2、会用触发器安装电路，实现所要求的逻辑功能。

作业布置

如何将主从JK触发器转换为D触发器？

D触发器的输出状态与输入端D有什么关系？