丁占濤

基本觸發(fā)器是門電路的拓展應(yīng)用，按現(xiàn)行高考要求與命題趨勢(shì)來(lái)看，要求越來(lái)越高。平時(shí)教學(xué)中，如果單純地按照課本的知識(shí)邏輯來(lái)上這節(jié)課，能很好的理解觸發(fā)器的學(xué)生并不多，至于進(jìn)一步的應(yīng)用更是無(wú)從談起。為了找到基本觸發(fā)器的高效教學(xué)思路和教學(xué)方法，我轉(zhuǎn)變思路，采用“總—分—總”的教學(xué)思路，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、逐步化解難度，掃除了學(xué)生在學(xué)習(xí)上的障礙與心理上的困惑，成效顯著。

一、整體認(rèn)識(shí)

電飯煲的保溫過(guò)程是這樣的，它把溫度控制在700C到800C之間，在溫度低于700C開(kāi)始加熱，直至800C停止加熱，當(dāng)溫度由800C降到700C的過(guò)程又要保持不加熱。這兩個(gè)過(guò)程（一個(gè)保持加熱，一個(gè)是保持不加熱）都有一個(gè)保持記憶的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是由觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生首先從整體上認(rèn)識(shí)到觸發(fā)器有保持記憶的功能。接著讓學(xué)生看課本了解什么是觸發(fā)器，觸發(fā)器記憶的是什么，有什么特點(diǎn)。

1.認(rèn)知解發(fā)器。在數(shù)字電路中能將二進(jìn)制數(shù)據(jù)記憶的基本單元電路稱為觸發(fā)器。

2.把握特點(diǎn)。能記住信號(hào)，其中最簡(jiǎn)單的一種稱為基本觸發(fā)器，通常由2只或非門（或2只與非門）交叉連接而成。

二、分解教學(xué)

首先要圍繞“觸發(fā)器為什么會(huì)有記憶作用”這個(gè)難點(diǎn)，弄清楚“它是怎么記住信息的？”

觀察基本觸發(fā)器邏輯圖是首當(dāng)其沖的。這個(gè)邏輯圖由兩只或非門交叉連接構(gòu)成，輸入腳有2個(gè)，輸出也有2個(gè)，而且輸出結(jié)果永遠(yuǎn)相反。

提出問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考：

（1）S和R是什么意思？

（2）S和R可以顛倒嗎？

（3）它是靠什么記憶的呢？

學(xué)生充分思考、分析、討論發(fā)現(xiàn)：要解決這個(gè)問(wèn)題需要應(yīng)用一下之前所學(xué)的知識(shí)，如下：①信號(hào)從輸出引入到輸入這是反饋；②或非門的特點(diǎn)：有1必出0，全0才出1。

最后總結(jié)：

（1）S→SET置Q為1，并且用S的1置Q為1，R→RESET是置Q為0，并且用R的1置Q為0。

（2）該電路完全對(duì)稱，S和R可以顛倒；當(dāng)S和R確定了，Q和[Q]也就確定了。

（3）它是怎么記憶的呢？要從或非門的特點(diǎn)入手，當(dāng)S為1時(shí)，Q必為0，而此時(shí)Q的0反饋到R的輸入電路，由于R也為0，所以Q必為1，此時(shí)又把Q的1的反饋到S的門電路中，此時(shí)與S無(wú)關(guān)，Q恒為0，只要R不為1，Q必為1，即：

此時(shí)我們?cè)賮?lái)理解一下觸發(fā)的含義。觸發(fā)如同觸摸、聲控、光控，觸發(fā)完后，記憶是由反饋來(lái)完成的，再來(lái)看復(fù)位，同樣依據(jù)或非門的特點(diǎn)有1出0，我們馬上可以得出上表。至于S和R同時(shí)為1，導(dǎo)致Q和[Q]都為0，這違背了觸發(fā)器的定義：Q和[Q]相反，所以不使用。當(dāng)前的記憶永遠(yuǎn)記憶的是觸發(fā)前的狀態(tài)。同理，我也能把與非觸發(fā)器的特點(diǎn)和規(guī)律找出來(lái)。與非門規(guī)律是有0必出1，全1才出0，所以與非觸發(fā)器觸發(fā)靠0，所以稱為低觸發(fā)，記憶（保持）靠反饋。即：用[S]的0置Q為1，用[R]的0置Q為0，其功能表如下圖。

三、綜合分析

通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的綜合應(yīng)用分析是加深理解與進(jìn)一步全面掌握“觸發(fā)器”功能必不可少的重要環(huán)節(jié)。

先來(lái)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)Ui使其由0逐漸變大至最大，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況，再把Ui由最大逐漸變?yōu)?，再觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況。為什么會(huì)有這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？能否定性的分析一下原理？這種現(xiàn)象有何實(shí)際應(yīng)用？

理論分析簡(jiǎn)介：

當(dāng)Ui=0時(shí)，與非觸發(fā)器輸入端：[S]=0，[R]=1，得出Q為1，發(fā)光二極管亮，隨著Ui逐漸增大，由于R3只有200，R1為1.8KΩ，所以[S]先變?yōu)?，[R]維持1一段時(shí)間，此時(shí)燈保持亮的狀態(tài)，直到Ui增大到一定的程度，此時(shí)[R]變?yōu)?，此時(shí)燈滅。若將Ui再由最大逐漸變小就，由于R1比R3大很多，在Ui減小過(guò)程中[R]首先變?yōu)?，[S]維持1不變，此時(shí)燈不亮，一直到Ui減小到[S]=0時(shí)，此時(shí)燈亮了。

變式訓(xùn)練：如圖所示的RS觸發(fā)器電路，當(dāng)Rp的滑片由a向b滑動(dòng)時(shí)發(fā)光二極管D1和D2的發(fā)光情況為：（ ）。

A.滑片滑動(dòng)時(shí)，D1由亮變滅，D2由滅變亮

B.滑片滑動(dòng)時(shí)，D1由滅變亮，D2由亮變滅

C.滑片滑動(dòng)時(shí)，D1由滅變亮，D2由滅變亮

D.滑片滑動(dòng)時(shí)，D1由亮變滅，D2由亮變滅

點(diǎn)評(píng)：只要我們理解了上面的實(shí)驗(yàn)電路，這道題就顯得非常簡(jiǎn)單，它同時(shí)讓我們回顧了一下三極管非門的作用。所以做觸發(fā)器的題目只要抓住觸發(fā)器的特點(diǎn)即觸發(fā)條件及反饋的保持記憶功能就沒(méi)有問(wèn)題了。上述電路如果把與非觸發(fā)器換做或非觸發(fā)器結(jié)果又會(huì)怎樣？

拓展應(yīng)用：利用或非觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的光控?zé)?，要求：天亮燈滅，天暗燈亮?/p>

四、應(yīng)用實(shí)踐

如圖所示為小明同學(xué)用與非門集成芯片設(shè)計(jì)的水位控制電路。當(dāng)水位低于下限水位時(shí)，水泵開(kāi)始抽水，到達(dá)上限水位時(shí)停止抽水。

1.當(dāng)水位上升到bc之間時(shí)，觸發(fā)器處于 狀態(tài)。

A.置1狀態(tài)

B.置0狀態(tài)

C.保持狀態(tài)

D.不使用狀態(tài)中選擇合適的選項(xiàng)

怎么去做這一問(wèn)？首先應(yīng)該把題目要求看清楚，理解什么時(shí)候開(kāi)始注水，什么時(shí)候停止注水，中間過(guò)程怎么樣以及這是什么類型的觸發(fā)器，是低觸發(fā)還是高觸發(fā)等等。從當(dāng)前題目來(lái)看這是與非觸發(fā)器，低觸發(fā)，低于c注水，到達(dá)b停止注水。而當(dāng)水位從b下降到c的過(guò)程是不注水的。因?yàn)樗辉赽c間觸發(fā)器處于保持狀態(tài)，至于保持哪種狀態(tài)要看的他的前一狀態(tài)是什么。當(dāng)前題目水位上升所以是保持注水的狀態(tài)，所以選A。

2.當(dāng)水位下降到bc之間時(shí)三極管處于 。

A.截止?fàn)顟B(tài)

B.放大狀態(tài)

C.飽和狀態(tài)中選擇合適的選項(xiàng)

這一問(wèn)是接上一問(wèn)的，水位下降觸發(fā)器也處于保持狀態(tài)，而且是處于不注水狀態(tài)。所以輸出為0，則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以選A。

3.小明準(zhǔn)備搭建調(diào)試電路，發(fā)現(xiàn)手頭僅有或非門集成芯片和PNP型晶體三極管，請(qǐng)你幫他在兩個(gè)虛線框內(nèi)重新連接電路，實(shí)現(xiàn)原有電路功能。

第3問(wèn)難度已經(jīng)上升，要想很好的完成這問(wèn)出來(lái)除了把這兩類觸發(fā)器的特點(diǎn)很好的理解，還要綜合考慮各個(gè)元器件的特點(diǎn)。

首先直流電磁繼電器的觸點(diǎn)是常開(kāi)觸點(diǎn)，左邊又是PNP三極管，三極管要采用共發(fā)射極接法以獲得更大的集電極電流。PNP三極管的基極為低電位才能觸發(fā)讓該三極管處于飽和狀態(tài)而得到最大電流。或非觸發(fā)器是高觸發(fā)，與與非觸發(fā)器剛好相反，所以電路接法剛好與前面相反，輸出腳要選低的那個(gè)腳。參考答案如下圖。