JK觸發器介紹
JK觸發器是數字電路觸發器中的一種基本電路單元。JK觸發器具有置0、置1、保持和翻轉功能,在各類集成觸發器中,JK觸發器的功能最為齊全。在實際應用中,它不僅有很強的通用性,而且能靈活地轉換其他類型的觸發器。由JK觸發器可以構成D觸發器和T觸發器。
JK觸發器工作特性
建立時間:是指輸入信號應先于CP信號到達的時間,用tset表示。由圖7.5.5可知,J、K信號只要不遲于CP信號到達即可,因此有tset=0。保持時間:為保證觸發器可靠翻轉,輸入信號需要保持一定的時間。保持時間用tH表示。如果要求 CP=1期間J、K的狀態保持不變,而CP=1的時間為tWH,則應滿足:tH≥tWH。
傳輸延遲時間:若將從CP下降沿開始到輸出端新狀態穩定地建立起來的這段時間定義為傳輸時間,則有:tPLH=3tpd tPHL=4tpd 最高時鐘頻率:因為主從觸發器都是由兩個同步RS 觸發器組成的,所以由同步RS觸發器的動態特性可知 ,為保證主觸發器的可靠翻轉,CP高電平的持續時間tWH應大于3tpd。同理,為保證從觸發器能可靠地翻轉, CP低電平的持續時間tWL也應大于3tpd。因此,時鐘信號的最小周期為:Tc(min)≥6tpd 最高時鐘頻率fc(max)≤1/6tpd。
如果把圖7.5.5的J、K觸發器接成T觸發器使用(即將J和K相連后接至高電平),則最高時鐘頻率還要低一些。因為從CP的下降沿開始到輸出端的新狀態穩定建立所需要的時間為tPHL≥4tpd,如果CP信號的占空比為50%,那么CP信號的最高頻率只能達到fc(max)=1/2tPHL=1/8tpd。
jk觸發器實現74ls194功能
實驗原理:
1)對于其中的重置清零等功能,我們可以采用74LS153(四選一數據選擇器)進行各種功能的實現
2)對于有限狀態的轉換,首先,要先確定好兩種狀態的控制條件,其次,
要根據外加信號來確定當前狀態的下一狀態是什么,并由此列好狀態轉移表,根據表中的數據確定好相應的真值表達式,根據狀態表達式,在結合JK觸發器的相關狀態轉移公式來確定電路的連接。
3)要通過一位數碼管來顯示相應的內容,則需要借助我們前面學過的74LS48來產生BCD碼,以方便數碼管的顯示。
4)通過對比原元器件和自己設計的元器件,得到相應的結論。
實驗內容:
1.利用JK觸發器,設計具備完整功能74LS197的模塊電路
實驗思路:
當脈沖波形加在一個JK觸發器的時鐘輸入時,JK觸發器鏈接成切換狀態(J=K=1),這是Q輸出就是一個頻率為時鐘輸入頻率一般的方波。因此,單個觸發器可以用做除2芯片。觸發器在每一個觸發時鐘邊沿改變狀態,這就產生了一個輸出,它的頻率變為時鐘波形頻率的一半。時鐘頻率的進一步分頻可以通過將觸發器的輸出用做第二個觸發器的時鐘輸入來實現。以此類推,用這種方式連接觸發器,就可以實現2^n分頻,其中n是觸發器的個數。因此,要實現74LS197的十六進制計數功能,就可以通過依次連接4個JK觸發器(其中每個觸發器的Q輸出作為下一級的時鐘輸入),且4個觸發器共用一個清零端。
實驗電路如下:
其中,各個輸入輸出的接口已經用文字標注好,其中,測試電路如下:
利用邏輯分析儀同時對原元器件和設計出來的元器件進行波形分析,分析波形如下:
1)計數功能
當將CLK1與時鐘相連,Q0與CLK2相連,開關PL,MR置于開路,可得的波形圖如下:
由波形可知,兩者之間相對應的輸出點的波形一樣,可知,計數功能已經實現。
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