d触发器电路图74ls74


74LS74 是一种双 D 触发器集成电路,它包含两个独立的上升沿触发的 D 触发器。74LS74 芯片采用低功耗肖特基(LS)工艺制造,具有速度快、功耗低、抗干扰能力强等优点,广泛应用于数字电路中的数据存储、同步、分频等场景。
74LS74 引脚功能
74LS74 芯片通常有 14 个引脚,其引脚功能如下(以常见的 DIP 封装为例):
引脚编号 | 引脚名称 | 功能说明 |
---|---|---|
1、13 | 第一个和第二个 D 触发器的反相输出端 | |
2、12 | 第一个和第二个 D 触发器的正常输出端 | |
3、11 | 第一个和第二个 D 触发器的数据输入端 | |
4、10 | 第一个和第二个 D 触发器的时钟输入端,上升沿触发 | |
5、9 | (或 ) | 第一个和第二个 D 触发器的直接置位端(低电平有效) |
6、8 | (或 ) | 第一个和第二个 D 触发器的直接复位端(低电平有效) |
7 | 电源地 | |
14 | 电源正极,通常接 +5V 电源 |
74LS74 内部电路结构
74LS74 内部包含两个完全相同的 D 触发器,每个 D 触发器主要由数据输入电路、时钟控制电路、主从触发器电路和输出缓冲电路组成。
数据输入电路
数据输入端
接收外部输入的数据信号,该信号经过缓冲和整形后,准备在时钟信号的作用下被锁存。时钟控制电路
时钟输入端
用于控制 D 触发器的状态更新时刻。74LS74 是上升沿触发的 D 触发器,当时钟信号从低电平跳变到高电平的瞬间(上升沿),触发器会对输入数据 进行采样和锁存。主从触发器电路
主从触发器是 D 触发器的核心部分,它采用主从结构来实现数据的锁存和输出。在时钟的低电平期间,主触发器接收数据输入端
的信号;在时钟的上升沿,主触发器将数据传递给从触发器,从触发器更新输出状态。输出缓冲电路
输出缓冲电路用于对从触发器的输出信号进行缓冲和放大,提高信号的驱动能力,使其能够稳定地驱动后续的负载电路。输出缓冲电路通常由反相器组成,因此有两个互补的输出端
和 。74LS74 典型应用电路图及工作原理
数据寄存器电路
电路图:将 74LS74 芯片中的一个 D 触发器的数据输入端 连接外部数据源,时钟输入端 连接时钟信号发生器,直接置位端 和直接复位端 接高电平(使其不起作用),输出端 和 连接后续电路。
工作原理:当时钟信号 出现上升沿时,D 触发器将数据输入端 的信号锁存到触发器中,输出端 的状态与输入数据 相同, 的状态与 互补。在时钟的其他时刻,输出端 和 保持锁存的状态不变。
分频器电路
电路图:将 74LS74 芯片中的一个 D 触发器的输出端 反馈到数据输入端 ,时钟输入端 连接外部时钟信号,直接置位端 和直接复位端 接高电平,输出端 作为分频后的信号输出。
工作原理:假设初始状态 ,当时钟信号 第一次出现上升沿时, ,触发器保持 的状态;当时钟信号 第二次出现上升沿时, 依然不变,触发器状态不变;当时钟信号 第三次出现上升沿时,由于某种原因(如电路内部状态的变化或外部干扰),假设 变为 1(实际电路中需要合理设计反馈逻辑),触发器将 锁存, 变为 1;当时钟信号 第四次出现上升沿时, ,触发器保持 的状态。通过这样的反馈逻辑,输出信号 的频率为输入时钟信号频率的一半,实现了二分频功能。
状态机电路
电路图:将 74LS74 芯片中的两个 D 触发器组合使用,通过组合逻辑电路将两个触发器的输出端 、 和外部输入信号连接起来,作为下一个状态的数据输入端 、 ,时钟输入端 连接外部时钟信号,直接置位端和直接复位端接高电平。
工作原理:在时钟信号 的上升沿,两个 D 触发器根据数据输入端 、 的信号更新状态。组合逻辑电路根据当前状态和外部输入信号产生下一个状态的数据,从而实现状态机的状态转换。例如,设计一个简单的交通信号灯状态机,有红灯、绿灯、黄灯三种状态,通过 74LS74 芯片中的两个 D 触发器存储当前状态,组合逻辑电路根据状态和外部控制信号(如时间计时)产生下一个状态的数据,使状态机在三种状态之间循环转换,控制交通信号灯的显示。
责任编辑:Pan
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