数字电路调试中时钟问题的分析与处理.pdf

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1、2014年第6期煤矿机电·73·数字电路调试中时钟问题的分析与处理尹亚军(铁法煤业(集团)公司辽北技师学院，辽宁调兵山112700)摘要：针对数字电路调试中时钟的问题，分析比较了各种电路的现象，通过反复调试，提出了正确选择时钟频率的处理方法。通过对有关数字电路时钟问题的深入了解，可供使用者借鉴，具有很好的参考价值。关键词：数字电路；时钟问题；频率中图分类号：TP331．2文献标识码：B文章编号：1001—0874(2014)06—0073—03AnalysisandTreatmentofClockProbleminDigita

2、lCircuitAdjustmentY／nYajun(LiaobeiTechnicianCollege，TiefaMining(Group)Co．，Diaobingshan112700，China)Abstract：Aimingattheproblemsofclockproblemswhenadjuststhedigitalcircuit，proposalsthemethodthatitshouldchoosetheclockfrequencycorrectlybycomparesthephenomenonofvariousc

3、ircuitsandadjustsagainandagain．Soknowsbetteroftheclockproblemofdigitalcircuits，whichprovidesgoodreferencevalueforusers．Keywords：digitalcircuit；clockproblem；frequency0引言数字电子电路根据工作原理可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路，组合逻辑电路有译码器、编码器、加法器等，时序逻辑电路有各种触发器、各种计数器等。组合逻辑电路的工作不需要时钟，而时序逻辑电路工作中的重要

4、控制端子便是时钟，如果没有时钟，就无法工作，其时钟的选择正确与否，也同样影响着电路是否能正常工作的问题。因此，时序逻辑电路中时钟的正确选择，对于电路的正常工作及正确显示均起着至关重要的作用⋯。1数字电路中时钟的作用及主要类型1．1主要作用数字电路中时钟的作用是为保证触发器或由触发器构成的计数器等器件在时钟的上升沿或下降沿发生翻转。由于时钟的边沿陡峭(如图1(b)的上升沿触发和下降沿触发)，存在时间极短，电路状态翻转仅在这极短的瞬间完成，避免为干扰信号造成可乘之机潜入电路输入端，进而干扰电路逻辑结果的可能便大大减少，而在无时钟的

5、电路中，状态翻转主要靠电平存续期间输入信号的自动变化引起电路逻辑结果的变化，而在电平存续的长时间里(见图1(a)的电平触发方式)，干扰信号一旦潜入电路输人端，电路便发生翻转，引起错误的逻辑结果，造成电路误动作旧J。1．2常见类型常见的数字电路中有两种触发类型：上升沿型和下降沿型，其中D触发器构成的电路为上升沿触发型，JK触发器构成的电路为下降沿型，即分别在电路的上升沿和下降沿电路状态发生转换【2】。1．2．1上升沿型此类电路有D触发器和由D触发器构成的计数器、寄存器等电路，如74LSl74、74LSl75型D触发器，74I_5

6、194型移位寄存器等，全部是由上升沿触发完成，电路的翻转发生在时钟的上升沿，如图l(b)所示。1．2．2下降沿型此类电路有JK触发器，74LSll2和JK触发器构成的计数器如74I_590，741_5160，74LSl92等均由时钟下降沿触发，如图l(b)所示。·74·煤矿机电2014年第6期电平存续期间r]r]r]r]n下降沿触发方式(a)电平触发方式(b)时钟触发方式图1数字电路工作触发的常见形式2常见数字电路时钟频率问题的处理2．1JK触发器电路调试中时钟频率问题该电路中，如果时钟选择不合适，电路即便工作也无法知道是否正

7、确，而电路的调试是一个繁琐艰难的过程。以图2为例，正常工作特点是：时钟脉冲下降沿到来一个，1Q和1Q之间会按照“00保持，1l翻，0l、10随J端”的规律输出，尤其在Sl和S2都接到高电平即输入端子为“1l”时，随着脉冲到来，如果时钟选择合适会出现VDl和VD2交替输出“1”和“0”的闪烁状态；如果选择时钟频率高于24Hz，则电路上电输入信号送人后，电路工作正确与否的判断便无法观察，对于调试电路带来了困难，若选择时钟频率过高，输入信号S1和S2为“l1”时，电路状态也没有改变，而且输入状态的改变对输出结果毫无影响，这样无法判断

8、电路是否正确。其主要原因就是电路时钟可能选择不合适，经过反复试验，将时钟频率定为l～5Hz，接到电路后，电路的“00保持，11翻，01、10随J端”逻辑状态便一一展示出来，那么该时钟频率便是合适的频率，确定了合适的频率后，就可以判断电路功能是否实现，并查找存在的问题。。图2,