第五章時(shí)序邏輯電路作業(yè)解答153

1、1第五章第五章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路2014 年年 4 月月 22 日日25-25-2 分析下圖所示同步計(jì)數(shù)器電路。分析下圖所示同步計(jì)數(shù)器電路。CPQ211J1J C1C11K1KQ0Q0FF01J1J C1C11K1KQ1Q1FF1 1J1J C1C11K1KQ2FF2解解: 該電路采用該電路采用3級(jí)級(jí)JK觸發(fā)器，下降沿觸發(fā)。各級(jí)觸發(fā)觸發(fā)器，下降沿觸發(fā)。各級(jí)觸發(fā)器受同一時(shí)鐘器受同一時(shí)鐘CP控制，是同步時(shí)序邏輯電路?？刂疲峭綍r(shí)序邏輯電路。3驅(qū)動(dòng)方程為：驅(qū)動(dòng)方程為：。1 ,020KQJn;011nQKJ; 1 ,2012KQQJnn狀態(tài)方程由狀態(tài)方程由 可得可得nnnnnQQQQQ020

2、210nnnnQQQQ01212niiniiniQKQJQ1nnnnnnnQQQQQQQ01101011該電路沒有輸出，所以沒有輸出方程。該電路沒有輸出，所以沒有輸出方程。4 列出狀態(tài)列出狀態(tài) 轉(zhuǎn)移真值轉(zhuǎn)移真值 表表: :次次 態(tài)態(tài)初初 態(tài)態(tài)序序號(hào)號(hào)nQ3nQ2nQ113nQ12nQ11nQ偏離偏離狀態(tài)狀態(tài)000010010010100102110110300100140001010100110101110005畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖: :nQ3nQ2nQ1/Z結(jié)論結(jié)論: 具有具有自啟動(dòng)性自啟動(dòng)性的同步的同步5進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 00000101101010011110111065

3、-65-6 分析下圖所示各計(jì)數(shù)器電路，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，分析下圖所示各計(jì)數(shù)器電路，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表， 說明該計(jì)數(shù)器的模值。說明該計(jì)數(shù)器的模值。CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (b)11CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (a)CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74161LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (c)17解解: 由圖可見由圖可見1CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (a)nnQQ13LD 即

4、當(dāng)輸出狀態(tài)為即當(dāng)輸出狀態(tài)為1010時(shí)時(shí)同步同步置數(shù)重新回到置數(shù)重新回到0000。由此可。由此可得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000 91011000110計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為11。8解解: 由圖可見由圖可見nnQQ13CR 即當(dāng)輸出狀態(tài)為即當(dāng)輸出狀態(tài)為1010時(shí)時(shí)同步同步清零重新回到清零重新回到0000。由此可。由此可得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000

5、 91011000110CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (b)1計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為11。9解解: 由圖可見由圖可見即當(dāng)輸出狀態(tài)為即當(dāng)輸出狀態(tài)為1010時(shí)時(shí)異步異步置數(shù)重新回到置數(shù)重新回到0000。由此可。由此可得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表如右表。 計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為10。CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74161LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (c)1nnQQ13CR 序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000 9

6、1001 1010101010為暫態(tài)為暫態(tài)105-75-7 下圖所示電路用兩片集成同步下圖所示電路用兩片集成同步4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù) 器器CT74161構(gòu)成的計(jì)數(shù)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，說明該計(jì)數(shù)器的分頻比。，說明該計(jì)數(shù)器的分頻比。01CP1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Z CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1解解: 由電路圖可見兩片集成電路各自獨(dú)立構(gòu)成了計(jì)數(shù)由電路圖可見兩片集成電路各自獨(dú)立構(gòu)成了計(jì)數(shù)器，但兩級(jí)計(jì)數(shù)器是異步連接的。器，但兩級(jí)計(jì)數(shù)器是異步連接的。1101CP

7、1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Z CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 片的模值：片的模值：16- -4(0100) = 12 片的模值：片的模值：16- -8(1000) = 8 所以該電路的計(jì)數(shù)模值（分頻比）：所以該電路的計(jì)數(shù)模值（分頻比）：128 = 96125-85-8 下圖所示用集成下圖所示用集成 二二-五五-十十 進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器CT7490 構(gòu)成的電路構(gòu)成的電路，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，畫出狀態(tài)圖和時(shí)序圖列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，畫出狀態(tài)圖和時(shí)序圖, 說明其計(jì)數(shù)模值。

8、說明其計(jì)數(shù)模值。CP(a)00 Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2解解: 由電路圖中時(shí)鐘的接法可由電路圖中時(shí)鐘的接法可見，計(jì)數(shù)器按照見，計(jì)數(shù)器按照8421BCD碼計(jì)數(shù)，且碼計(jì)數(shù)，且 1RR120201nnQQ時(shí)，時(shí)，進(jìn)行異步清零。進(jìn)行異步清零。所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和狀態(tài)圖狀態(tài)圖如下頁如下頁13序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q000000有有效效狀狀態(tài)態(tài)1000120010300114010050101暫暫態(tài)態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表nQ3nQ2nQ1nQ0狀態(tài)圖狀態(tài)圖00000001001000110100時(shí)序圖如下頁時(shí)序圖如下頁14CP下降下降沿沿Q0Q1

9、Q2Q30000100001001100001000001000計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為5。150 0CP Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2(b)解解: 由電路圖中時(shí)鐘的接法可由電路圖中時(shí)鐘的接法可見，計(jì)數(shù)器按照見，計(jì)數(shù)器按照5421BCD碼計(jì)數(shù)，且碼計(jì)數(shù)，且 1RR030201nnQQ時(shí)，時(shí)，進(jìn)行異步清零。進(jìn)行異步清零。所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和狀態(tài)圖狀態(tài)圖如下頁如下頁時(shí)序圖略時(shí)序圖略16序號(hào)序號(hào)Q0Q3Q2Q100000有有效效狀狀態(tài)態(tài)100012001030011401005100061001710108101191100暫暫態(tài)態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)

10、移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)圖狀態(tài)圖nQ3nQ2nQ1nQ0000000010010001101001000100110101011計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為9。17(c)CP00 Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2解解: 由電路圖中時(shí)鐘的接法可由電路圖中時(shí)鐘的接法可見，計(jì)數(shù)器按照見，計(jì)數(shù)器按照8421BCD碼計(jì)數(shù)，且碼計(jì)數(shù)，且 1SS219291nnQQ時(shí)，時(shí)，進(jìn)行異步置進(jìn)行異步置 9 。所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和狀態(tài)圖狀態(tài)圖如下頁如下頁18序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q001001有有效效狀狀態(tài)態(tài)10000200013001040011501006010170

11、110暫暫態(tài)態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)圖狀態(tài)圖1001000000010010001101000101nQ3nQ2nQ1nQ0時(shí)序圖見下頁時(shí)序圖見下頁19CP下降下降沿沿Q0Q1Q2Q3100100001000010011000010101010010000計(jì)數(shù)器的模值為計(jì)數(shù)器的模值為7。205-115-11 分析題圖分析題圖5-9所示由集成所示由集成 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CT74 161 和集成和集成 2 線線 4 線譯碼器構(gòu)成的電路；設(shè)時(shí)鐘頻線譯碼器構(gòu)成的電路；設(shè)時(shí)鐘頻 率率 fCP=90kHz，說明譯，說明譯 碼器的地址輸入碼器的地址輸入 AB 分分 別為別為00，01，10

12、，11時(shí)，時(shí)， CT74161的輸出的輸出 CO 的的 頻率頻率 f 各是多少？各是多少？1CPf CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 BIN/OCTSTA1A0Y3 Y2 Y1 Y0 AB211CPf CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 BIN/OCTSTA1A0Y3 Y2 Y1 Y0 AB解解: 此電路利用置數(shù)端來此電路利用置數(shù)端來 控制計(jì)數(shù)模值，且控制計(jì)數(shù)模值，且 。COLD 當(dāng)計(jì)數(shù)滿值進(jìn)位時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿值進(jìn)位時(shí)，CO 輸出高電平，經(jīng)非門輸出高電平，經(jīng)非門處理輸出低電平送入集

13、成處理輸出低電平送入集成計(jì)數(shù)器的置數(shù)端，使計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器的置數(shù)端，使計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步置數(shù)。置入數(shù)器進(jìn)行同步置數(shù)。置入數(shù)據(jù)由據(jù)由2線線-4線譯碼器輸出確線譯碼器輸出確定。定。22111001230123YYYYDDDD當(dāng)當(dāng)AB=00時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為 11101111。實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模 2 計(jì)數(shù)。因此，計(jì)數(shù)。因此，fCO = 902 = 45 kHz。110101230123YYYYDDDD當(dāng)當(dāng)AB=01時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為 110111101111。實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模 3 計(jì)數(shù)。因此，計(jì)數(shù)。因此，fCO = 903 = 30 kHz。2310110123012

14、3YYYYDDDD當(dāng)當(dāng)AB=10時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為 10111100110111101111。實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模 5 計(jì)數(shù)。因此，計(jì)數(shù)。因此，fCO = 905 = 18 kHz。011101230123YYYYDDDD當(dāng)當(dāng)AB=11時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為 0111100010011010 10111100110111101111。實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模 9 計(jì)數(shù)。因此，計(jì)數(shù)。因此，fCO = 909 = 10 kHz。245-125-12 用集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器用集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CT74160 ，設(shè)計(jì)一個(gè)，設(shè)計(jì)一個(gè)七七 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，畫出邏輯

15、圖。進(jìn)制計(jì)數(shù)器，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，畫出邏輯圖。解：有多種方法。解：有多種方法。 利用置入控制端的置位法。利用置入控制端的置位法。 1CP1 CPCT74160CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 1 11073序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q000011有有效效狀狀態(tài)態(tài)10100201013011040111510006100125 利用清零控制端的復(fù)位法。利用清零控制端的復(fù)位法。 序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q000000有有效效狀狀態(tài)態(tài)100012001030011401005010160110暫態(tài)暫態(tài)0110nnQQ12CR CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT7

16、4160LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 1265-135-13 用一片集成用一片集成 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CT74161 和必要和必要的的 門電路設(shè)計(jì)一個(gè)可變模值計(jì)數(shù)器，當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個(gè)可變模值計(jì)數(shù)器，當(dāng)A0時(shí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)模模 8 ；當(dāng)；當(dāng)A1時(shí)，實(shí)現(xiàn)模時(shí)，實(shí)現(xiàn)模 6 。簡要說明設(shè)計(jì)思路，畫出。簡要說明設(shè)計(jì)思路，畫出 邏輯圖。邏輯圖。解解:利用置入控制端的置位法。利用置入控制端的置位法。 本題使用進(jìn)位輸出本題使用進(jìn)位輸出端的輸出信號(hào)經(jīng)非門處端的輸出信號(hào)經(jīng)非門處理后送入置數(shù)端來控制理后送入置數(shù)端來控制計(jì)數(shù)模值。計(jì)數(shù)模值。 1CP1 CPCT74161CRLDCTTC

17、TPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 ？27將上述兩種情況比較可得將上述兩種情況比較可得當(dāng)當(dāng)A=1時(shí)，進(jìn)行模時(shí)，進(jìn)行模6計(jì)數(shù)，并入數(shù)據(jù)應(yīng)為計(jì)數(shù)，并入數(shù)據(jù)應(yīng)為 D3 D2 D1 D0 = ( 166 )10 = ( 1010 )8 ；D2 = D0 = 0 , D3 = 1 , D1 = A 。因此可得電路圖因此可得電路圖01CP1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 A當(dāng)當(dāng)A=0時(shí)，進(jìn)行模時(shí)，進(jìn)行模8計(jì)數(shù)，并入數(shù)據(jù)應(yīng)為計(jì)數(shù)，并入數(shù)據(jù)應(yīng)為 D3 D2 D1 D0 = ( 168 )10 = ( 1000 )8 ；285-14

18、 5-14 用兩片用兩片CT74CT74160160芯片設(shè)計(jì)芯片設(shè)計(jì)M=36M=36計(jì)數(shù)器，畫出電路圖計(jì)數(shù)器，畫出電路圖, , 列出每片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，并簡單說明設(shè)計(jì)思路。列出每片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，并簡單說明設(shè)計(jì)思路。 分析：由于分析：由于CT74160為模為模1010計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模3636計(jì)計(jì)數(shù)器，必須用兩片方可。在具體實(shí)現(xiàn)上，可用數(shù)器，必須用兩片方可。在具體實(shí)現(xiàn)上，可用LDLD或或CRCR來控制計(jì)數(shù)模值，兩級(jí)之間來控制計(jì)數(shù)模值，兩級(jí)之間CPCP可以可以同步同步也可以也可以異步異步，所以有多種方案可供選擇。除了以下給出的兩種設(shè)計(jì)所以有多種方案可供選擇。除了以下給出的兩種設(shè)計(jì)方案，同學(xué)

19、們還可自行設(shè)計(jì)出其他方案。方案，同學(xué)們還可自行設(shè)計(jì)出其他方案。29解解1 1：用：用LDLD來控制計(jì)數(shù)模值，兩級(jí)計(jì)數(shù)模值分別為來控制計(jì)數(shù)模值，兩級(jí)計(jì)數(shù)模值分別為4 4和和9 9 ( (或或6 6和和6)6)，級(jí)間異步，實(shí)現(xiàn)電路如下，級(jí)間異步，實(shí)現(xiàn)電路如下CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 CRLDCTTCTPCO111100 Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 CRLDCTTCTPCO110001F兩片各自狀態(tài)轉(zhuǎn)移表見下頁。兩片各自狀態(tài)轉(zhuǎn)移表見下頁。30片片序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q001230011110011000101片片

20、序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q001234567800000001100011110001100110010101010131解解2 2：用：用CRCR來控制計(jì)數(shù)模值，實(shí)現(xiàn)電路如下來控制計(jì)數(shù)模值，實(shí)現(xiàn)電路如下, ,其思路：其思路：兩片各自狀態(tài)轉(zhuǎn)移表見下頁。兩片各自狀態(tài)轉(zhuǎn)移表見下頁。1&CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 LDCRCTTCTPCO Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 LDCRCTTCTPCO1&F 采用采用8421BCD碼，級(jí)間同步，計(jì)數(shù)范圍為碼，級(jí)間同步，計(jì)數(shù)范圍為00000000 (十進(jìn)制十進(jìn)制00

21、)00110101(十進(jìn)制十進(jìn)制35)，利用，利用00110110(十十進(jìn)制進(jìn)制36)產(chǎn)生清零信號(hào)。產(chǎn)生清零信號(hào)。32片片序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q001230000000000110101片片序號(hào)序號(hào)Q3Q2Q1Q001234567890000000011000011110000110011000101010101335-15 5-15 用兩片用兩片CT74CT74163163芯片設(shè)計(jì)芯片設(shè)計(jì)M=53M=53計(jì)數(shù)器，畫出電路圖計(jì)數(shù)器，畫出電路圖, , 列出每片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，并簡單說明設(shè)計(jì)思路。列出每片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表，并簡單說明設(shè)計(jì)思路。解：解： (53)10(35)16 有效狀態(tài)：有效狀態(tài)：(00 3

22、4)16 ，無暫態(tài)。，無暫態(tài)。 反饋清零方程：反饋清零方程：201 CRQQQ1CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74163 LDCRCTTCTPCO Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74163 LDCRCTTCTPCO1&34 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1片片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1片片狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表355-165-16 試用兩片試用兩片CT74161 設(shè)計(jì)一個(gè)分頻電路，電路采設(shè)計(jì)一個(gè)分頻電路，電路采用用 M912 的形式，芯