数字电路_实验4: 触发器功能测试及应用

曾巧文 发布于:2012-5-1 21:52 分类:数字电路 标签: 实验 数字电路

 

1.实验目的与要求

通过实验,能够掌握D触发器和T触发器原理和应用。

2.实验设备

l  硬件:PC                           一台

         数字电路实验教学平台             一台

l  软件:Quartus II 6.0集成开发环境

3.实验内容

    (1)  利用8D触发器实现数据移位;

(2)  利用T触发器实验现电子开关。

4.实验预习要求

(1)  仔细阅读课本第三章的触发器,理解触发器原理和功能。

5.实验原理

    (1)  D触发器一般采用时钟脉冲CP上升沿触发翻转的边沿触发电路结构,D触发器是一种延迟型触发器,不管触发的现态是0还是1CP脉冲上升沿到来后,触发器的状态都将变成与CP脉冲上升沿到来时的D端输入值相同,相当于将数据D存入了D触发器中。D触发器的符号图如图1所示。利用8D触发器实现数据移位功能的参考逻辑图如图2所示。按键的原理图如图3所示。默认情况下按键为高电平,按下时变为低电平。图中clk接到按键输入端,数据端D接到一位拨码开关。当拨码开关为0时,按下按键,0从第一个D触发器移到第二个D触发器,同时,LED0亮,继续按键,数据0从第二个D触发器移动第三个触发器,同时,LED1亮。这样例实现数据的移位。

1  D触发器的符号

 

2

3

    (2) T触发器是一种只有保持和翻转功能的翻转触发器。T是它的激励信号输入端。将T端固定接逻辑1,则可得只有翻转功能的触发器,每一个时钟脉冲,T触发器的状态就翻转一次。T触发器的符号如图4所示。利用T触发器实现电子开关的参考逻辑图如图5所示。逻辑图中CP端接一个按键输入端, T端接高电平,按键默认情况下为高电平,当按键按下时电平由高电平变为低电平,这样便产生一个脉冲,Q端输出1,蜂鸣器响,同时LED灯亮。

         

4                                      5

在数字电路实验教学平台各个LED管对应的FPGA控制管脚表1所示:

LED0

LED1

LED2

LED3

LED4

LED5

LED6

LED7

234

233

1

2

222

221

180

179

1

   拨码开关对应的FPGA控制管脚表2所示:

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

77

75

73

67

65

63

61

58

2

按键和蜂鸣器对应的FPGA控制管脚表3所示:

KEY1

KEY2

KEY3

KEY4

KEY5

KEY6

BUZZ

49

53

55

57

59

60

214

3

 

6.实验步骤

(1) 启动Quartus II 6.0,利用建立工程向导建立一个工程文件。

    (2) 选择File->New->Block Diagram/Schematic,建立一个原理图输入文件。

    (3) 双击原理图空白处,输入所要添加的器件(dfftff),然后设置引脚的输入、输出值,编译通过后对引脚进行IO分配,并把没用到的引脚设置为三态输入(Assignments->Device->Device&Pin Options->Unused Pins->As input tri-stated)

     (4) 把编译成功的文件下载到核心板上,观察结果。

     (5) 填写实验报告(可以在背面填写或者另添纸填写)。

     (6) 完成基本实验后可以设计自己的实验,例如利用D触发器或者JK触发器实现电子开关。视情况进行加分鼓励。

基础实验

1.给出8D触发器实现数据移位功能的逻辑图并分析其原理。

2.给出T触发器实现电子开关的逻辑图并分析其原理。

 

高级实验

1.      T’ 触发器可以作为二分频电路,已知实验板晶振是 24.576 MHZ,管脚号是153,思考如何利用D触发器、JK触发器构造T’触发器对晶振进行分频,设计出一个让LED灯闪烁的电路?

2.      通过基础实验1大家会发现,按键后键盘信号有毛刺出现,你如何利用你学过的知识解决该问题?

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