Multisim实现JK触发器时钟信号分频

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Multisim实现JK触发器时钟信号分频

2024-06-09 15:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

JK触发器实现时钟信号分频 一. 元器件介绍二. 原理分析三. 仿真实验

一. 元器件介绍

这里用到的元器件有:

DIgital power(VCC)数字电源DIGITAL-CLOCK 数字时钟逻辑分析仪(XLA)74HC112N_4V JK触发器芯片ground 数字地SPDT 单刀双掷开关 二. 原理分析

先来说说JK触发器的原理: 74HC112N_4V JK触发器芯片有七个引脚分别为J输入、K输入、Clock时钟脉冲输入、Preset输入、Clear输入、 Q \mathsf{Q} Q输出、 Q ‾ \overline{\mathsf{Q}} Q​输出

对应输入输出电平值: J输入K输入 Q \mathsf{Q} Q输出 Q ‾ \overline{\mathsf{Q}} Q​输出00NCNC10101101011ToggleToggle2

依据表格中JK输入输出值 分频器的原理:

根据时钟输入信号的上升沿(或下降沿)触发一次的时间为一周期(此处一周期为输入时钟脉冲的一周期),每变化一周期实现一次信号翻转(Toggle)。当时钟脉冲信号输入一次周期时,输出信号恰好完成一次翻转并在翻转后的一周期内保持不变,实现了将输入时钟脉冲的两个周期转变为输出的一个周期,最终实现分频。要想实现实时翻转,需要保证JK输入端同时接高电平 且不会受到Preset和Clear的影响,需要将Preset和Clear同时接高电平(实验中Preset和Clear为低电平有效) clock 图中包括VCC及其下方的四条蓝线表示J输入、K输入、Preset输入、Clear输入接入同一个高电平VCC 3红线为输入100HZ,占空比为50%的时钟脉冲 1深绿线为二分频 4浅红线为四分频 5紫线为八分频 6浅绿线为十六分频

图中74HC112N_4V JK触发器芯片为下降沿触发 toggle 将二分频输出信号作为下一个JK触发器时钟输入信号实现对二分频的分频即四分频以此类推…

三. 仿真实验

需要快速作图的小伙伴直接copy下方图片中的接线即可 以下图实现十六分频为例

快速 仿真步骤:

将元器件全部摆放在白板上根据接线原理将各元件接线将输出信号逐个输出到逻辑分析仪上(根据需要分析的值输出)观察输出的时钟脉冲信号

(1)查找所有元器件 方法如下: 此处以中文版为例:

全局查找: 调出'元器件'窗口->'数据库'选择主数据库->'组'选所有组->输入元器件名称或芯片名称->点击右侧确定即可创建(点击详情报告可以查看该元器件的主要参数)

以GROUND为例 在这里插入图片描述

组间查找: 调出'元器件'窗口->'数据库'选择主数据库->'组'选择需要查找的原件组(根据元器件类型查找)->在所在的组中查找相应元器件

以GROUND为例 ground GROUND处在Sources组下的POWER_SOURCES系列中

(2)配置相关元器件 注意根据逻辑分析仪接受的信号频率选择合适的时钟脉冲频率 选择接受逻辑分析仪接受内部时钟频率为200HZ,数字时钟输出信号频率为100HZ,选择合适的时钟格数显示更多或更少的方波输出信号

在这里插入图片描述

双击元器件本身修改参数

在这里插入图片描述

(3)接线

将元器件全部导入后开始接线

所有元器件

将J输入、K输入、 P R E ‾ \overline{\mathsf{PRE}} PRE输入、 C l e a r ‾ \overline{\mathsf{Clear}} Clear输入接入同一个高电平VCC CLK接数字时钟

Clear可以添加接地端以停止分频

二分频

如图实现了简单的二分频 将输出接入逻辑分析仪显示如下 二分频显示

接着将输出接入下一个JK触发器时钟端CLK

四分频 如图实现了简单的四分频 将输出接入逻辑分析仪显示如下

四分频显示 同理将四个或者更多JK触发器组合在一起可以实现更多分频

总结: 1. 四输入端(J、K、~1PRE、~1CLR)输入为高电平 2. 显示易于分析的图像需要调节输入时钟频率参数、接受频率参数以及显示格数 3. 将二分频输出端接入下一个JK触发器作用分频输出四分频时钟信号,以此类推设计多分频触发器 4. 分频计算公式 | f’=f/2^n | T’=T*2^n |(n为用于分频的JK触发器个数)

希望能够帮到迷途之中的你,知识有限,如有学术错误请及时指正,感谢大家的阅读

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NC:No change,表示保持之前的输出信号不变 ↩︎

Toggle:翻转态,表示当前信号与之前信号相反 ↩︎



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