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数电习题及答案

一、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同,其电路由 组合逻辑电路 和 存储电路(触发器)两部分组成。

二、描述同步时序电路有三组方程,分别是 驱动方程 、状态方程 和 输出方程 。

三、时序逻辑电路根据触发器的动作特点不同可分为 同步时序逻辑电路和 异步时序逻辑电路 两大类。

四、试分析图T7.5时序电路的逻辑功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程,画出电路的状态转换图和时序图。

解:驱动方程:001101J K J K Q ==== 状态方程:100111010n n Q Q QQ Q Q Q ++==+ 输出方程:10Y Q Q =状态图:功能:同步三进制计数器五、试用触发器和门电路设计一个同步五进制计数器。

解:采用3个D触发器,用状态000到100构成五进制计数器。

(1)状态转换图(2)状态真值表(3)求状态方程(4)驱动方程(5)逻辑图(略)[题7.1] 分析图P7.1所示的时序电路的逻辑功能,写出电路驱动方程、状态转移方程和输出方程,画出状态转换图,并说明时序电路是否具有自启动性。

解:触发器的驱动方程2001021010211J Q K J Q J Q Q K Q K ====⎧⎧⎧⎨⎨⎨==⎩⎩⎩ 触发器的状态方程120 011010112210nnnQ Q QQ Q Q Q QQ Q Q Q+++==+=⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩输出方程2Y Q=状态转换图如图A7.1所示所以该电路的功能是:能自启动的五进制加法计数器。

[题7.3] 试分析图P7.3时序电路的逻辑功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程,画出电路的状态转换图,并检查电路能否自启动。

解:驱动方程输出方程状态方程状态转换图如图 A7.3所示01J X Q=⊕01K=10J X Q=⊕11K=10()Z X Q Q=⊕⋅10000010()nQ J Q K Q X Q Q+=+=⊕11111101()nQ J Q K Q X Q Q+=+=⊕⋅功能:所以该电路是一个可控的3进制计数器。

[题7.5] 分析图P7.5时序电路的功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程,画出电路的状态转换图,并检查电路能否自启动。

解:输出方程1202210,Y SQ Q Y Q Q Q ==驱动方程0011220021011J K J K J Q Q K SQ Q Q SQ Q ==⎧==⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩求状态方程100111200112102102120n n n Q Q Q S Q Q Q Q SQ Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +++==+=+⎧⎪⎪+⎨⎪+⎪⎩ 得电路的状态转换表如表A7.5所示表A7.5输 入 现 态次 态输 出 Sn 2Q n1Qn0Q 1|n 2Q + 1n 1Q +1n 0Q + Y 1 Y 20 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1画出电路的状态转换图如图A7.5所示图A7.5逻辑功能:这是一个有两个循环的电路,0S 时实现八进制计数、2Y 为进位输出,1S =时实现六进制计数、1Y 为进位输出。

当1S =时存在2个无效态110、111,但未形成循环,电路能自启动。

[题7.6] 试用JK 触发器和门电路设计一个同步六进制加法计数器。

解:采用3个JK 触发器,用状态000到101构成六进制计数器,设电路的输出为Y 。

根据题意可列电路状态转换表如表A7.6所示状态转 换顺序现 态次态进位输出2Q 1Q 0Q12+n Q 11+n Q 1+n Q YS 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 50 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1由状态表求得电路的次态和输出的卡诺图如图A7.6(a )所示,其中斜线下方是输出端Y 的值,状态101、110、111作无效态处理,用×表示。

由卡诺图得电路的状态方程和输出方程10012101011202102n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +++==+=+⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩201Y Q Q Q =由状态方程可得电路的驱动方程00210102201011J K J Q Q J Q Q K Q K Q ==⎧=⎧=⎧⎪⎨⎨⎨==⎪⎩⎩⎩最后设计电路逻辑图如图A7.6(b)[题7.7] 用D 触发器和门电路设计一个十一进制计数器,并检查设计的电路能否自启动。

解:用4个下降沿D 触发器设计,设电路的进位输出为Y ,可列电路的状态转换表如表A7.7表A7.7CP 的顺序 触发器的状态输出3210Q Q Q QY0 10 0 0 0 0 0 0 10 0驱动方程°3321012221010210113001030D Q Q Q Q Q D Q Q Q Q Q Q Q D Q Q Q Q Q D Q Q Q Q ⎧=+⎪=++⎪⎨=+⎪⎪=+⎩ 输出方程31Y Q Q = 电路图略[题7.8] 试用JK 触发器设计一个可控型计数器,其状态转换图如图P7.8所示,0A =,实现8421码六进制计数;1A =,实现循环码六进制计数,并检验电路能否自启动。

解:本例所设计的计数器有一控制变量存在,设计时将控制变量作为一个逻辑变量画入电路的次态卡诺图中。

设电路的进位输出为Y ,根据题意可画出次态卡诺图如图A7.8所示图中上面两行为0M =时的状态及次态的内容,下面两行为1M =的状态及次态的内容。

电路作8421码六进制加法计数器时,110和111为无效状态视为无关项,电路作循环码路进制计数器时,000和100为无效态视为无关项。

电路的驱动方程和输出方程(设计时需用3个JK 触发器)001022100220110221J K J Q Q J A Q Q AQ AQ K Q Q K AQ Q AQ M Q ==⎧⎧⎧==+⎪⎪⎪⎨⎨⎨==⎪⎪⎪+⎩⎩⎩ 201Y Q Q Q =逻辑图略[题7.12] 四相八拍步进电机脉冲分配电路的状态转换图如图P7.12所示。

试用JK 触发器和部分门电路实现之,画出相应的逻辑电路图。

解:用触发器3Q 、2Q 、1Q 、0Q 的状态来表示步进电机四相的状态,根据题意可求得四相八拍脉冲分配电路的驱动方程为00123323232103231021J K Q Q Q J Q Q J Q Q J Q Q K Q K Q K Q ==⎧⎧⎧⎧===⎪⎪⎪⎨⎨⎨⎨===⎪⎪⎪⎩⎩⎩⎩ 逻辑电路图略1.半导体存储器从存、取功能上可以分为 只读 存储器和 随机存取 存储器两大类。

5.半导体存储器中,ROM 属于组合逻辑电路,而RAM 可归属于 时序 逻辑电路。

习题[题11.1] 假设存储器的容量为256ⅹ8位,则地址代码应取几位。

解:8。

一、可以用来暂时存放数据的器件叫 寄存器 。

二、移位寄存器除 寄存数据 功能外,还有 移位 功能。

三、某寄存器由D 触发器构成,有4位代码要存储,此寄存器必须由 4个触发器构成。

四、一个四位二进制加法计数器,由0000状态开始,问经过18个输入脉冲后,此计数器的状态为 0010 。

五、n 级环形计数器的计数长度是 n ,n 级扭环形计数器的计数长度是 2n 。

六、集成计数器的模值是固定的,但可以用 清零 法和 置数法 来改变它们的模值。

七、通过级联方式,把两片4位二进制计数器74161连接成为8位二进制计数器后,其最大模值是 256 ;将3片4位十进制计数器74160连接成12位十进制计数器后,其最大模值是 4096 。

八、设计模值为38的计数器至少需要 6 个触发器 。

[题8.3] 分析图P8.3的计数器电路,画出电路的状态转换图,说明这是多少进制计数器。

十六进制计数器74161的功能表如表8.2.2所示。

解:采用同步预置数法,31LD Q Q 。

计数器起始状态为0011,结束状态为1010,所以该计数器为八进制加法计数器。

状态转换图略。

[题8.4] 分析图P8.4的计数器电路,说明这是多少进制的计数器,并画出电路的状态转换图。

十进制计数器74160的功能表如表8.2.6所示。

解:该计数器采用异步清零法,30D R Q Q =。

计数器起始状态为0000,结束状态为1000(状态1001只是维持瞬间),所以该计数器为九进制加法计数器。

[题8.5] 试用十六进制计数器74161设计十三进制计数器,标出输入、输出端。

可以附加必要的门电路。

74161的功能表如表8.2.2所示。

解:[题8.6] 分析图P8.6的计数器在1M =和0M =时各为几进制计数器,并画出相应的状态转换图。

74161的功能表如表8.2.2所示。

解:该计数器采用同步预置数法,32LD Q Q =。

所以0M =时:起始状态为0010,结束状态为1100,所以该计数器为十一进制加法计数器。

1M =时:起始状态为0100,结束状态为1100,所以该计数器为九进制加法计数器。

状态图略。

[题8.7] 分析图P8.7的计数器在1M =和0M =时各为几进制,并画出相应的状态转换图。

74161的功能表如表8.2.2所示。

解:该计数器采用同步预置数法。

21031LD MQ Q Q MQ Q =+0M =时:起始状态为0000,结束状态为1010,所以该计数器为十一进制加法计数器。

1M =时:起始状态为0000,结束状态为0111,所以该计数器为八进制加法计数器。

状态图略。

[题8.8] 设计一个可控进制的计数器,当输入控制变量1A =时为13进制计数器,0A =时为7进制计数器。

标出计数器的输入端和进位输出端。

解:电路采用同步预置数法。

3221LD AQ Q MQ Q =+电路逻辑图如图A8.8所示[题8.11] 试分析图P8.11计数器电路的分频比(即Y 和CP 的频率比)。

74LS1610的功能表如表8.2.2所示。

解:两片计数器接成并行进位方式,其中第1片74160计数,起始状态为0000,结束状态为1001,为十进制计数器。

第2片74160计数,起始状态为0110,结束状态为1001,为四进制计数器。

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