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基本触发器的工作原理

时间：2024-05-24 11:07:59

一、      实验目的
1、 了解基本触发器的工作原理。
2、 进一步熟悉在Quartus II中基于原理图设计的流程。
二、   实验原理
基本触发器的电路如下图4-7-1所示。它可以由两个与非门交叉耦合组成,也
基本触发器电路
图4-7-1  基本触发器电路
可以由两个或非门交叉耦合组成。现在以两个与非门组成的基本触发器为例，来分析其工作原理。根据与非逻辑关系，可以得到基本触发器的状态转移真值表及简化的真值表，如下表4-7-1所示：
状态转移真值表 简化真值表
0 1 0 0 0 1 0
0 1 1 0 1 0 1
1 0 0 1 1 1 Qn
1 0 1 1 0 0 不定
1 1 0 0  
1 1 1 1  
0 0 0 不定  
0 0 1 不定  
 
表4-7-1  基本触发器状态转移真值表
根据真值表，不难写出其特征方程：

其中式（2）为约束条件。
三、   实验内容
本实验的任务就是利用Quartus II软件的原理图输入，产生一个基本触发器，触发器的形式可以是与非门结构的，也是可以或非门结构的。实验中用按键模块的用K1和K2来分别表示R和S，用LED模块的D8和D1分别表示Q和。在R和S满足式（2）的情况下，观察Q和的变化。
 
四、   实验步骤
1.     打开QUARTUSII软件，新建一个工程。
2.     建完工程后再新建一个图形符号输入文件，打开图形符号编辑器对话框。
3.     按照实验原理和自己的想法，在图形符号编辑窗口编写设计程序，用户可参照光盘中提供的示例程序。
4.     设计好设计电路程序后，保存起来。方法同实验一。
5.     对自己编写的设计电路程序进行编译并仿真，对程序的错误进行修改。
6.     编译仿真无误后，根据用户自己的要求进行管脚分配。分配完成后，再  进行全编译一次，以使管脚分配生效。
7.     根据实验内容用实验导线将上面管脚分配的FPGA管脚与对应的模块连接起来。
如果是调用的本书提供的VHDL代码，则实验连线如下：
nR：触发器的R输入，接一个拨动开关K1。
nS：触发器的S输入，接一个拨动开关K2。
Q：触发器的Q输出，接一个LED灯D1。
nQ: 触发器的nQ输出，接一个LED灯D8。
8.     用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文件加载到FPGA中。观察实验结果是否与自己的编程思想一致。
五、 实验现象与结果
以设计的参考示例为例，当设计文件加载到目标器件后，确认信号连接线已正确连接，拨动相应的拨动开关（即R、S），则通过LED灯上的亮和灭来显示这个触发器的输入结果。将输入与输出和表8-1基本触发器状态转移真值表进行比较，看是否一致。
六、   实验报告
1、 绘出不同R、S值的仿真波形，并作说明。
2、 试设计一个其它的功能触发器如D触发器、JK触发器等
3、 将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试结果记录下来。
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