第7章習(xí)題詳細(xì)解答

1、第7章習(xí)題解答7-1 判斷題（對(duì)的打，不對(duì)的打×）1. 數(shù)字電路分為門(mén)電路和時(shí)序邏輯電路兩大類。（× ）2. 邊沿觸發(fā)器和基本RS觸發(fā)器相比，解決了空翻的問(wèn)題。（× ）3. 邊沿觸發(fā)器的狀態(tài)變化發(fā)生在CP上升沿或下降沿到來(lái)時(shí)刻，其他時(shí)間觸發(fā)器狀態(tài)均不變。（） 4. 基本RS 觸發(fā)器的輸入端就是直接置0端和直接置1端。（）5. 3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以構(gòu)成模為的計(jì)數(shù)器。（×）6. 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器最高位輸出的周期是輸入CP脈沖周期的10倍。（）7. 構(gòu)成一個(gè)7進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要7個(gè)觸發(fā)器。（×）8當(dāng)時(shí)序電路存在無(wú)效循環(huán)時(shí)該電路不能自啟動(dòng)。（）9. 寄存器要存

2、放n位二進(jìn)制數(shù)碼時(shí)，需要個(gè)觸發(fā)器。（×）10同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比異步計(jì)數(shù)器快。（）11. 在計(jì)數(shù)器電路中，同步置零與異步置零的區(qū)別在于置零信號(hào)有效時(shí)，同步置零還需要等到時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí)才能將觸發(fā)器置零，而異步置零不受時(shí)鐘的控制。 （ ）12. 計(jì)數(shù)器的異步清零端或異步置數(shù)端在計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)置為無(wú)效狀態(tài)。（ ） 13. 自啟動(dòng)功能是任何一個(gè)時(shí)序電路都具有的。（× ）14. 無(wú)論是用置零法還是用置數(shù)法來(lái)構(gòu)成任意N進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，只要置零或置數(shù)控制端是異步的，則在狀態(tài)循環(huán)過(guò)程中一定包含一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)；只要是同步的，則不需要過(guò)渡狀態(tài)。（ ） 15. 用置零法或置位法可以設(shè)計(jì)任意進(jìn)制

3、的計(jì)數(shù)器。（×）7-2 由或非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器如圖7-38所示，已知R、S的電壓波形，試畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的和的波形。圖7-38 題7-2圖解：由或非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器的特性表，可得該題的輸出端波形如下圖所示： 或非門(mén)RS觸發(fā)器特性表 題7-2 波形圖7-3由與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器如圖7-39所示，已知R、S的電壓波形，試畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的和的波形。圖7-39 題7-3圖解：由與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器的特性表，可得該題的輸出端波形如下圖所示： 與非門(mén)RS觸發(fā)器特性表 題7-3波形圖7-4已知如圖7-40所示的各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0，試對(duì)應(yīng)畫(huà)出在時(shí)鐘信號(hào)CP的連續(xù)作用下各觸發(fā)器

4、輸出端Q的波形。解： 7-5 把D觸發(fā)器分別轉(zhuǎn)化成JK和T觸發(fā)器，畫(huà)出連線圖。解：(1) D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器:比較JK和D觸發(fā)器的特性方程和可得, 所以連接圖為：(2) D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T(mén)觸發(fā)器: 比較T和D觸發(fā)器的特性方程和可得, 所以連接圖為：7-6 分別寫(xiě)出圖7-41所示電路中C=0和C=1時(shí)的狀態(tài)方程，并說(shuō)出各自實(shí)現(xiàn)的功能。圖7-41 題7-6圖解：當(dāng)C=0時(shí)，J=X，K=X 為T(mén)觸發(fā)器 當(dāng)C=1時(shí)，J=X，K= 為D觸發(fā)器7-7 已知D觸發(fā)器是CP上升沿有效，CP和D的輸入波形如圖7-42所示，試畫(huà)出輸出Q和的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0。圖7-42 題7-7圖解：由D觸發(fā)器的

5、特性方程，得到輸出端波形如下圖所示： 題7-7波形圖7-8 TTL邊沿JK觸發(fā)器如圖7-43(a)所示，輸入CP、J、K端的波形如圖7-43(b)所示，試對(duì)應(yīng)畫(huà)出輸出Q和端的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0。 圖7-43 題7-8圖解：由JK觸發(fā)器的特性方程，得到輸出端波形圖如下圖所示：題7-8輸出端波形圖7-9 分析如圖7-44所示電路，畫(huà)出Y1、Y2、Y3的波形。圖7-44 題7-9電路圖解：(1)列驅(qū)動(dòng)方程及狀態(tài)方程 (2)列輸出方程(3)畫(huà)輸出波形. 題7-9波形圖7-10如圖7-45所示時(shí)序電路。寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程，畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說(shuō)明電路的邏輯功能，并分析該電路能否自

6、啟動(dòng)。圖7-45 題7-10圖解：（1）電路驅(qū)動(dòng)方程為： 電路狀態(tài)方程為： 狀態(tài)圖如下：該電路是一個(gè)5進(jìn)制計(jì)數(shù)器；能自啟動(dòng)。7-11 分析圖7-46所示TTL電路實(shí)現(xiàn)何種邏輯功能，其中X是控制端，對(duì)X=0，X=1分別分析，假定觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q2=1，Q1=1，并判斷能否自啟動(dòng)。圖7-46 題7-11圖解：從圖可知，X是控制端，CP是時(shí)鐘脈沖輸入端，該時(shí)序電路屬于計(jì)數(shù)器。對(duì)其功能分析如下:1) 時(shí)鐘方程CP1=CP2=CP,是同步工作方式.2) 驅(qū)動(dòng)方程 代入特性方程中得狀態(tài)方程Q2Q1300111001畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Q2Q1300111001X=0時(shí)， X=1時(shí)由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知,當(dāng)X=0時(shí),

7、是同步三進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器; 當(dāng)X=1時(shí),是同步三進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器.無(wú)效狀態(tài)Q2Q1=11在上述情況下只需一個(gè)CP就進(jìn)入有效狀態(tài),因而能自啟動(dòng).總之,該時(shí)序邏輯電路是同步三進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器,并且能自啟動(dòng)。7-12 分析圖7-47所示時(shí)序電路的邏輯功能。要求：（1）寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程； （2）畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說(shuō)明電路能否自啟動(dòng)。圖7-47 題7-12圖解：解：（1）驅(qū)動(dòng)方程：， 狀態(tài)方程：， 輸出方程： （2）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如附圖1.6.10所示。五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路能夠自啟動(dòng)。 7-13電路如圖7-48(a)所示，輸入時(shí)鐘脈沖CP如圖7-48(b)所示，試畫(huà)出輸出Q0和Q1端的波

8、形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q0=Q1=0。圖7-48 題7-13圖解：由圖可寫(xiě)出D觸發(fā)器FF0和FF1的特性方程 （CP上升沿到時(shí)刻有效） （CP上升沿到時(shí)刻有效）根據(jù)FF0和FF1的狀態(tài)和兩個(gè)特性方程畫(huà)出輸出Q0和Q1的波形，如下圖所示： 題7-13輸出波形圖7-14已知各觸發(fā)器的初態(tài)均為0，CP、RD 波形如圖7-49，試畫(huà)出Q1、Q2波形。圖7-49 題7-14圖解：首先寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程： 分別代入D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的特性方程，得到電路的狀態(tài)方程： 題7-14輸出端波形圖7-15 分析如圖7-50所示的同步時(shí)序邏輯電路，寫(xiě)出電路功能。圖7-50 題7-15圖解：（1）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程：（

9、2）寫(xiě)出狀態(tài)方程： （3）列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 （4）邏輯功能：可以自啟動(dòng)的同步六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。7-16 如圖7-51所示電路和各輸入端波形，畫(huà)出Q0和Q1的波形，并說(shuō)明電路的功能。圖7-51 題7-16圖解：電路波形如下圖所示，它是一個(gè)單發(fā)脈沖發(fā)生器，A可以為隨機(jī)信號(hào)，每一個(gè)A信號(hào)的下降沿后，Q2端輸出一個(gè)脈寬周期的脈沖。7-17 試畫(huà)出如圖7-52所示時(shí)序電路在一系列CP信號(hào)作用下，Q0、Q1、Q2的輸出電壓波形，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。圖7-52 題7-17圖解：（1）列出驅(qū)動(dòng)方程和時(shí)鐘方程: （2）代入JK觸發(fā)器的特性方程，得到狀態(tài)方程：（3）由狀態(tài)方程得到輸出端波形如下圖所示

10、：7-18 分析如圖7-53所示電路，（1）畫(huà)出電路時(shí)序圖；（2）畫(huà)出狀態(tài)圖；（3）說(shuō)明是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器。設(shè)各觸發(fā)器的初態(tài)均為0。圖7-53 題7-18圖解：（1）列出驅(qū)動(dòng)方程和時(shí)鐘方程：（2）代入D觸發(fā)器的特性方程，得到狀態(tài)方程： （3）由狀態(tài)方程得到輸出端波形如下圖所示：7-19分析圖7-54中的計(jì)數(shù)器電路，說(shuō)明這是多少進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。圖7-54 題7-19圖解：因?yàn)?，即?dāng)Q3Q2Q1Q0=1001時(shí)，置數(shù)端有效，預(yù)置數(shù)D3D2D1D0=0011，所以該計(jì)數(shù)器從0011到1001循環(huán)輸出，是7進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。7-20 74LS161是同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，試分析圖7-55中的電路是幾進(jìn)制計(jì)

11、數(shù)器，并畫(huà)出其狀態(tài)圖。圖7-55 題7-20圖解：（1）當(dāng)74LS161從0000開(kāi)始順序計(jì)數(shù)到1010時(shí)，與非門(mén)輸出“0”，清零信號(hào)到來(lái)，異步清零。（2）該電路構(gòu)成同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。0000000110011000101000110111001001010110010087654231910（3）狀態(tài)圖7-21 用74161及門(mén)電路組成的時(shí)序電路如圖7-56所示，要求： （1）分別列出X=0和X=1的狀態(tài)圖； （2）指出該電路的功能。圖7-56 題7-21圖解：（1）X=0時(shí)，只有當(dāng)CO=1時(shí)，置數(shù)端有效，輸出從1000到1111，所以電路為八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下所示。（2）X

12、=1時(shí)，當(dāng)輸出Q3Q2Q1Q0=1100時(shí)，置數(shù)端有效，預(yù)置數(shù)D3D2D1D0=1000，所以輸出從1000到1100，電路為五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下所示。 X=0時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 X=1時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖7-22 用74161設(shè)計(jì)十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要求分別用“清零法”和“置數(shù)法”實(shí)現(xiàn)。解：（1）清零法 當(dāng)輸出Q3Q2Q1Q0=Q11=1011時(shí)，將Q3Q2Q0通過(guò)一個(gè)與非門(mén)得到清零信號(hào)接到，其他管腳接法如下圖所示。 （2）置數(shù)法 預(yù)置數(shù)D3D2D1D0=0000，當(dāng)輸出Q3Q2Q1Q0=Q11=1010時(shí)，將Q3Q1通過(guò)一個(gè)與非門(mén)得到置數(shù)端信號(hào)，其他管腳接法如下圖所示。 清零法接線圖 置數(shù)法接線

13、圖7-23 用74LS161構(gòu)成初始狀態(tài)為0010的七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路圖。解：預(yù)置數(shù)D3D2D1D0=0010，當(dāng)輸出為Q3Q2Q1Q0=1000時(shí)，令置數(shù)端有效，即把Q3通過(guò)一個(gè)非門(mén)即可，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和接線圖如下圖所示。 7-24 中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS193引腳圖和功能表如圖7-57所示，其中和分別為進(jìn)位和借位輸出。（1）畫(huà)出進(jìn)行加法計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)際連接電路；（2）試通過(guò)外部的適當(dāng)連線，將74LS193連接成十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器。圖7-57題7-24圖解：（1）進(jìn)行加法計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路連接圖如下圖所示，CPU=“1”，CPD接計(jì)數(shù)脈沖，RD接地，接高電平1，輸出為Q3Q2Q1

14、Q0。（2）要求按照8421編碼計(jì)數(shù)時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下圖所示，由功能表可知，74LS193是異步置數(shù)，因此當(dāng)出現(xiàn)0000后，先出現(xiàn)1111，才能把計(jì)數(shù)器置成1001，隨后開(kāi)始減法計(jì)數(shù)，利用做計(jì)數(shù)控制，接線圖如下所示。 接線圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖7-25 試分析圖7-58中所示電路，說(shuō)明它是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖7-58題7-25電路圖解：這是使用整體反饋置零法構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到時(shí)，檢測(cè)門(mén)輸出0，74161異步置零。因此該計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是從0000000010101101，中間無(wú)空缺狀態(tài)。因此該計(jì)數(shù)器是一個(gè)模174計(jì)數(shù)器。7-26 圖7-59是由兩片同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192構(gòu)成的電路和74L

15、S192的真值表。求：（1）指出該電路是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器； （2）列出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的最后一組有效狀態(tài)。圖7-59 題7-26圖解：（1）使用清零端，為進(jìn)位輸出，當(dāng)左邊第一片接收10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，輸出1001時(shí)，負(fù)脈沖輸出，則第二片的CPV接收到上升沿，第二片開(kāi)始從0開(kāi)始遞增計(jì)數(shù)為0001，當(dāng)?shù)谝黄俳邮?0個(gè)脈沖時(shí)，第二片的輸出為0010，當(dāng)?shù)谝黄纸邮?個(gè)脈沖時(shí)，第一片輸出為0010，此時(shí)，與非門(mén)的輸出為0，同時(shí)加到兩片74LS192的清零端CR上，所以該計(jì)數(shù)器是22進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（2）因?yàn)楫?dāng)輸出為0010 0010時(shí)即把計(jì)數(shù)器置零，所以該狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)間極短，最后一組穩(wěn)定狀態(tài)為0010 0001。7

16、-27 用2片集成計(jì)數(shù)器74161構(gòu)成七十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，畫(huà)出連線圖。解：左邊第一片74161的 Q3Q2Q1Q0=1111時(shí)，這時(shí)CO由0變?yōu)?，輸入第16個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，電路會(huì)從1111狀態(tài)返回0000狀態(tài)，CO端從1跳變至0，即每接收16個(gè)CP脈沖，CO輸出高電平，第二片161從0遞增計(jì)數(shù)1個(gè)，當(dāng)計(jì)數(shù)到16×4=64時(shí)，第二片的Q3Q2Q1Q0=0100，第一片從0000又計(jì)數(shù)11個(gè)脈沖時(shí)，即第一片的Q3Q2Q1Q0=1010時(shí)，與非門(mén)的輸出為0，兩片161同時(shí)清零，實(shí)現(xiàn)75進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能。連線圖如下圖所示：75進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線圖7-28 試說(shuō)明如圖7-60所示的用555 定時(shí)器構(gòu)成的電路功能，求出U