基本触发器的设计
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
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。
