JK触发器的应用与仿真

JK触发器的应用——晚会彩灯与六进制计数器一、前言触发器具有记忆功能，它是数字电路中用来存贮二进制数字信号的单元电路。触发器的输出不但取决于它的输入，而且还与它原来的状态有关。触发器接收信号之前的状态叫初态，用nQ表示；触发器接收信号之后的状态叫次态，1nQ表示。为了从根本上解决电平直接控制问题，人们在同步触发器的基础上设计了主从RS触发器。时钟脉冲先让主触发器防止翻转而后让从触发器翻转，这就是“主从型触发器”的由来，但主从RS触发器中R、S之间仍存在约束的缺点，为了克服它，人们又设计出主从JK触发器。为主从JK触发器74LS76的内部电路图；由图可看出触发器是下降沿到来时翻转的。由真值表可以看出在任何情况下都能有输出，不存在约束问题，故应用非常广泛。主从型JK触发器的逻辑状态表如下表所示：JKQn1Qn功能0000保持110100置0101001置1QQRdSdCPCPQ'Q'JK&&&&&&&&&______主触发器从触发器111101计数10在数字电路中所使用的触发器，往往是用一种脉冲来控制处电器的翻转时刻这种正脉冲常常被称为时钟脉冲，它是一种控制命令二观察JK触发器的输入、输出波形1JK触发器的连线如下图所示当J=1K=1是输入输出迫性如图所示（所选择的JK触发器）当J=1K=0时1.三Jk触发器的应用设计与仿真分析1晚会彩灯所用的器件3个JK触发器，三个彩色指示灯，时钟脉冲器，电源1个74L32D或门电路晚会彩灯设计要求要求三灯依次亮灯，先红灯蓝灯黄灯依次亮灯，最后三灯一起亮灯，如此循环下去，起到改变颜色的功能调节晚会氛围。(1)晚会彩灯原理图如下图所示:理论分析（2）触发器U1的输入端J1=2QK1=1触发器U2的输入端J2=Q1+Q3K2=1触发器U3的输入端J3=Q2K3=Q1开始三灯都熄灭，由于所选择的JK触发器具有在时钟脉冲上升沿触发的特点，则当时钟脉冲通过时，在上升触发点时将发生反转，进而改变灯亮的循序。个触发器的时钟脉冲C1=C2=C3=CP上升时触发点有效。当Q1=1时红灯亮，Q2=1时蓝灯亮，Q3=1时黄灯亮。当均为1时三灯一起亮。（3）列出状态表由触发器的功能可直接列出其状态表，如下表所示：CPQ1Q2Q3000011002010300141115000（4）根据功能表分析功能得到如下结果：由状态表知，由第1个脉冲开始到第5个脉冲终止，循环一周当Q1=1时红灯亮，Q2=1时蓝灯亮，当Q3=1时黄灯亮，当输出均为1时三个彩灯一起亮，如此循环下去，改变时钟脉冲的输出平率，则可以调节亮灯的快慢的平率，时钟脉冲的平率越大则变化越快，亮灯的周期越短(5)经过仿真实验验证所涉及的电路与预期效果一致。2六进制计数器元器件：3个JK触发器2个与非门2个非门电源一个四踪示波器等六进制计数器的设计要求，在电子计算机和数字逻辑系统中，计数器是最基本部件之一，他能累计输入的脉冲数目就像数数一样，最后给出累计总数。六进制计数器就是经过六个脉冲循环一次。（1）六进制计数器电路原理如下图所示（2）分析原理、根据电路图知道各个触发器的输出输入端的情况U0触发器的输入端J0=K0=1U1触发器的输入情况J1=K1=2.0QQ=20QQU2触发器的输入情况J2=2.1.0QQQ=210QQQK2=Q0（3）列出状态便如下表所示，CPQ2Q1Q0十进制数0000010011201023011341004510156000进位（4）画出波形图，有仿真所得如下图所示（5）结果有状态表和波形图知，所涉及的电路符合六进制计数器的要求。四分析设计小结1通过设计熟悉掌握了触发器的功能和触发方式，了解异步置位和异步复位的功能。2.掌握如何用用示波器观察触发器输出波形。3.了解触发器之间的转换，并检验其逻辑功能4，用JK触发器制作晚会彩灯及六进制计数器，掌握了如何运用触发器功能。五参考文献［1］秦曾煌电工学第七版北京：高等教育出版社［2］陈勇电工学电子技术中国水利水电出版社［3］王连英基于Multisim10的电子仿真实验与设计北京邮电大学出版社［4］朱定华电子电路实验与课程设计清华大学出版社［5］郭锁利模拟电子技术试验与仿真北京理工大学出版社