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16 数字电子技术实验(3).pptx

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本课件为集成触发器应用实验，给出基于74LS74的三人抢答器多种参考电路及其封锁原理、用74LS194实现序列信号发生器的设计过程，并布置双向八位彩灯控制与四位串行加法电路的设计任务。

实验三集成触发器及其应用封面，标示本课件主题与所涵盖的三人抢答器的多种实现方案、序列信号发生器的移位设计等内容

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第1页：实验三集成触发器及其应用

数字电子技术实验实验三集成触发器及其应用

第2页：三人抢答器

实验要求任务：1.三人抢答器电路设计器件选用74LS74（D触发器）和少量门2.“111 1000 1001 1010”序列信号发生器电路设计

第3页：三人抢答器电路设计实验任务

三人抢答器电路设计实验任务：
设置1个主持人按键，3个抢答人按键。
主持人按键能清除以前的抢答结果。
一人抢答成功后，其他人再抢无效。设计要求：设计3种抢答器电路，分别叙述抢答的工作原理，绘制电路图，比较各种电路的特性。注：原理叙述时要注明主持人按键和抢答人按键的逻辑值，即
主持人按键在清0和不清0时，分别处在什么电平位置；
抢答人按键平时处在什么电平位置，抢答时处在什么电平位置。

第4页：三人抢答器参考电路1

三人抢答器参考电路1

第5页：三人抢答器参考电路2

三人抢答器参考电路2

第6页：三人抢答器参考电路3

三人抢答器参考电路3

第7页：三人抢答器参考电路4原理

三人抢答器参考电路4原理: 抢答者合上抢答开关（＝1），同时产生数据D和CP脉冲
设计缺点: 第一个抢答人合上开关后，不能拉下来，否则其他人能再次抢答

第8页：三人抢答器参考电路5原理

三人抢答器参考电路5原理:抢答者合上抢答开关（＝1），产生CP脉冲。抢答成功后Q’＝0封锁其他抢答人的CP脉冲。

第9页：序列信号发生器状态表

“111 1000 1001 1010”序列信号发生器电路设计要求：
有完整的设计过程（列移位状态表、求D0、画电路）；
具有自启动能力。

第10页：状态表与自启动

4 1 0 0 0 1 05 0 0 0 1 0 06 0 0 1 0 0 17 0 1 0 0 1 115 0 1 1 1 1 08 1 0 0 1 1 09 0 0 1 1 0 110 0 1 1 0 1 011 1 1 0 1 0 112 1 0 1 0 1 113 0 1 0 1 1 114 1 0 1 1 1 1
列移位状态表
确定D0的取值序列信号：111 1000 1001 1010D0Q3Q2Q1Q0序列态序0 1 1 1 1 01 1 1 1 1 0 02 1 1 1 0 0 03 1 1 0 0 0 1111110111111010010110100Q3Q2Q1Q0D0在0000状态能自启动时，Do表达式为：

第11页：状态表与自启动

4 1 0 0 0 1 05 0 0 0 1 0 06 0 0 1 0 0 17 0 1 0 0 1 115 0 1 1 1 1 08 1 0 0 1 1 09 0 0 1 1 0 110 0 1 1 0 1 011 1 1 0 1 0 112 1 0 1 0 1 113 0 1 0 1 1 114 1 0 1 1 1 1
列移位状态表
确定D0的取值序列信号：111 1000 1001 1010D0Q3Q2Q1Q0序列态序0 1 1 1 1 01 1 1 1 1 0 02 1 1 1 0 0 03 1 1 0 0 0 1111110111111010010110100Q3Q2Q1Q0D0在0000状态能自启动时，Do表达式为：1化简：0 0 0 01求自启动:

第12页：参考电路

参考电路1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01

第13页：实验五预习要求任务

实验五预习要求任务：移位寄存器及应用
设计双向八位彩灯控制电路
4位串行加法电路设计选用器件:74LS194（双向移位寄存器）74LS74（D触发器）和少量门

第14页：74LS194与功能表

（1）74LS194：输入输出1234567801111111×1↑↑↑↑↑↑××××1 11 01 00 10 10 0××××××1×0××1×0××××××××××D0D1D2D3××××××××××××××××××××0 0 0 0Q00Q10Q20Q30D0D1D2D3Q1nQ2nQ3n1Q1nQ2nQ3n01Q0nQ1nQ2n0Q0nQ1nQ2nQ0Q0Q0左移,右移,并入,保持—4种功能，双变量控制S1、S0。(功能表P146)功能：⑴双向八位彩灯控制电路设计

第15页：彩灯控制电路由2片74LS

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CPFF1FF2（2）彩灯控制电路由2片74LS194、2个D触发器和1个与门组成。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第16页：74LS194与级联

174LS194DLDRS1 S01CP1.两片74LS194级联成8位移位寄存器。Q0 Q1 Q2 Q374LS194DLDRS1 S0Q0 Q1 Q2 Q3

第17页：彩灯移位非左即右

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01CP2.彩灯移位非左即右，即S1S0＝01或S1S0＝10，由D触发器构成的T’触发器控制（FF2）。DFF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第18页：74LS194

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DCP3.设S1S0＝10（194的Q3从DL接收数据，从Q0移出数据），在CP作用下彩灯依次点亮。10FF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第19页：74LS194与D触发器

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP4.在8个CP过后，彩灯全亮，反馈信号送至D触发器（FF1）。1FF1FF210Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第20页：第9个CP

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP4.第9个CP，使FF1置1，其/Q＝0，将74LS194清0，彩灯全灭；熄灭后反馈信号由1→0。1→0FF2FF10101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第21页：74LS194

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP5.同时，FF1的Q端由0→1，产生FF2的CP信号，使FF2翻转，S1S0＝01。01→00→1FF2FF110Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第22页：第10个CP

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP6.第10个CP，使FF1重新置0，Q端由1→0，/Q端由0→1，解除对74LS194的清0，使74LS194可以进行反向移位。001FF2FF11→00→1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第23页：第11个CP开始

174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP7.第11个CP开始，彩灯反向逐个点亮。由此电路实现彩灯逐个点亮－－全亮后熄灭－－再反向逐个点亮－－全亮后熄灭的循环控制。001FF2FF101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3

第24页：双向八位彩灯控制电路设计（EWB）

双向八位彩灯控制电路设计（EWB）

第25页：画输出波形（需包含19个CP）

波形11189101918实验报告回答问题：1.画输出波形（需包含19个CP）。2.如cp1到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11时电路的工作状态。预习报告要求：1.设计电路。2.简述工作原理。

第26页：位串行加法电路设计需解决的问题

⑵4位串行加法电路设计需解决的问题：1.进行一位全加～用一位全加器；2.被加数、加数的移位输出～移位寄存器(并入串出)；3.一位全加和的保存～移位寄存器(串入并出)；4.低位进位的保存并参与高位的相加～触发器。串行加法:即利用一位全加器进行多位二进制数相加。一位全加器加数被加数01100111本位和进位低位进位

第27页：位串行加法电路设计194

⑵4位串行加法电路设计194(1):被加数，低位串出。194(2):加数，低位串出。194(3):最终和，高位串入。∑:1位全加器，进行1位加法。D:寄存本位进位，使之参与高位相加。[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第28页：被加数和加数设置如执行

被加数和加数设置如执行：6＋7

第29页：全加器与触发器

第1拍：194置数，
＝0110，
＝0111，
＝0000全加器：0＋1＋0本位和＝1本位进位＝0置数[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第30页：全加器与触发器

第2拍：194右移，
＝0011，
＝0011，
＝1000全加器：1＋1＋0本位和＝0本位进位＝1011001111 0000右移[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第31页：全加器与触发器

第3拍：194右移，
＝0001，
＝0001，
＝0100全加器：1＋1＋1本位和＝1本位进位＝1001100110 1000低位进位经D锁存参与相加。[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第32页：全加器与触发器

第4拍：194右移，
＝0000，
＝0000，
＝1010全加器：0＋0＋1本位和＝1本位进位＝0000100011 0100低位进位经D锁存参与相加。[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第33页：全加器与触发器

第5拍：194右移，
＝0000，
＝0000，
＝1101全加器：0＋0＋0本位和＝0本位进位＝0000000001 10105拍后完成运算。[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第34页：d触发器工作

有关向高位的进位: 如进行13＋6运算
控制脉冲: 上升沿194、d触发器工作

第35页：d触发器工作

可以用开关进行被加数和加数的设置。被加数＝ASDF，加数＝ZXCV[N]控制S1，N＝1→S1S0＝11→置数N＝0→S1S0＝01→右移[M]控制脉冲：上升沿194、d触发器工作

第36页：预习要求

预习要求：
设计电路，叙述工作原理，举例说明每个CP电路的工作状态。
能否改进电路，使之4拍之后就完成运算。

第37页：FF1FF2CP1CPD2参考电路

1.2片74LS194级联成8位左移或右移电路,SR2=QD1,SL1=QA2。2.为使灯点亮，总的移入数据：SR1=SL2=1。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2参考电路⑴双向八位彩灯控制电路设计

第38页：74LS194参考电路

参考电路3. FF1的输出控制74LS194的移位方向，FF1构成了T’触发器，当有CP1时→FF1翻转→使74LS194换向移位。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2

第39页：参考电路

参考电路(1)(2)FF1FF2CP1CPD24.当8个灯未全亮时(D2=0)，每个CP的到来使→Q2=0;当8个灯全亮时(D2=1),下个CP来时→Q2’=0 →灯全灭。同时：→Q2=1→产生CP1→使FF1触发翻转→控制换向。Q2Q2’

第40页：74LS194参考电路

参考电路(1)(2)FF1FF2CP1CPD25.当8个灯被熄灭后(D2=0)，下个CP来时→Q2=0，使CP1回到0态。→Q2’=1，释放74LS194的清0端，使之可以移位。以后，每来一个CP，等按新的方向逐个点亮。Q2Q2’

第41页：波形实验报告回答问题

波形实验报告回答问题：1.画输出波形（需包含19个CP）。2.如cp1到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11时电路的工作状态。预习报告要求：1.设计电路。2.简述工作原理。11189101918