數(shù)字電子技術(shù)第五章習(xí)題課

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題課習(xí)題課教學(xué)課件教學(xué)課件電子信息工程教研室電子信息工程教研室電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室2一、本章內(nèi)容一、本章內(nèi)容：從觸發(fā)方式和邏輯功能兩個(gè)方面對(duì)觸發(fā)器做分類(lèi)講解。按觸發(fā)方式分為：電平觸發(fā)、脈沖觸發(fā)和邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器；按邏輯功能不同分為：RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和D觸發(fā)器等。介紹了各種觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)以及邏輯功能的描述方法。二、本章要求：二、本章要求：1了解各類(lèi)觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)特性和相互間的功能轉(zhuǎn)換。2掌握各類(lèi)觸發(fā)器的工作原理，熟悉現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的概念以及異步置位和復(fù)位端的使用。 3熟練掌握各種不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器的

2、觸發(fā)特點(diǎn)，并能夠熟練畫(huà)出工作波形。 4 4重點(diǎn)掌握各類(lèi)觸發(fā)器的邏輯功能（功能表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)重點(diǎn)掌握各類(lèi)觸發(fā)器的邏輯功能（功能表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、驅(qū)動(dòng)表）。換圖、驅(qū)動(dòng)表）。 電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室3例1：電路如圖（a）所示，畫(huà)出在給定信號(hào)作用下的Q1、Q2對(duì)應(yīng)的電壓波形。觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。（a）（b）三、典型例題三、典型例題電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室4解：第一個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的T觸發(fā)器，輸入端信號(hào)是A和B的同或，即T=A B，若T=0，則Q1保持原態(tài)；若T= 1，Q1翻轉(zhuǎn)。第二個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，

3、輸入端信號(hào)是A和B的異或，即D= AB ，若D=0，則Q2=0；若D= 1，Q2=1。輸出波形見(jiàn)下圖。輸出波形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室5例2：圖（a）所示電路，畫(huà)出在同一時(shí)鐘CP及RD信號(hào)作用下時(shí)下列觸發(fā)器的輸出波形。 （a）（b）電路及輸入波形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室6解：帶異步復(fù)位功能的觸發(fā)器，第二個(gè)觸發(fā)器的輸入端信號(hào)來(lái)自第一個(gè)觸發(fā)器的輸出信號(hào)，先畫(huà)Q1，再畫(huà)Q2，注意復(fù)位端的信號(hào)。輸出波形見(jiàn)下圖。輸出波形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室7例3：畫(huà)出在同一時(shí)鐘CP及RD信號(hào)作用下時(shí)下列觸發(fā)器的輸出

4、波形。電路及輸入波形如圖（a）和（b）所示。 （a）電路及輸入波形（b）電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室8輸出波形形解：個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，第二個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，注意復(fù)位端的信號(hào)，輸出波形見(jiàn)下圖。電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室9C11DQ1C11D&0QCPAVOACP電路及輸入波形（a）（b）例4：電路如圖（a）所示，已知CP和A的波形，畫(huà)出觸發(fā)器Q0、Q1及輸出VO的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室10ACPQQ010V解：兩個(gè)觸發(fā)器均為下降沿

5、觸發(fā)的D觸發(fā)器，輸出Q隨D變，輸出波形見(jiàn)下圖。輸出波形形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室11例5：畫(huà)出與或非門(mén)的輸出端T以及在時(shí)鐘CP作用下觸發(fā)器輸出波形。設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為零。 QCPABCTQ電路及輸入波形（a）（b）電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室12QCPABCTQ輸出波形形解：該觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端J和K連在一起，構(gòu)成T觸發(fā)器。與或非門(mén)的輸出構(gòu)成T觸發(fā)器的輸入信號(hào)，若T=1，Q翻轉(zhuǎn)；若T=0，Q保持。輸出波形見(jiàn)下圖。電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室13例6：畫(huà)出在同一時(shí)鐘CP及RD

6、信號(hào)作用下時(shí)下列觸發(fā)器的輸出波形。 C1DQQFF1CPDQ1Q2C11JQQ1KFF21RDQ2RRRDCPRDDQ1Q2（a）（b）電路及輸入波形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室14解：第一個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，第二個(gè)觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器。第一個(gè)觸發(fā)器的輸出是第二個(gè)觸發(fā)器的輸入J，先畫(huà)出Q1波形，再畫(huà)Q2波形。注意復(fù)位端的信號(hào)，低電平有效。輸出波形見(jiàn)下圖。CPRDDQ1Q2輸出波形形電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室15例7：畫(huà)出在同一時(shí)鐘及 、 、J、K、D信號(hào)作用下時(shí)下列觸發(fā)器輸出Q1和Q2波形（初始狀態(tài)為0）。（a

7、）（b）電路及輸入波形1DR2DS電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室16輸出波形形解：第一個(gè)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，第二個(gè)觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器。兩個(gè)觸發(fā)器均帶有異步置位端和復(fù)位端，均為低電平有效。輸出波形見(jiàn)下圖。電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室17四、課后習(xí)題四、課后習(xí)題Q圖 P5.7題5.7 若主從結(jié)構(gòu)SR觸發(fā)器各輸入端的電壓波形如圖P5.7中所給出，試畫(huà)出Q、 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。Q電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室18圖A5.7第一個(gè)CP下降沿：S=1，R=0，觸發(fā)器輸出置

8、1，Q由初態(tài)0變1；第二個(gè)CP下降沿：S=0，R=1，觸發(fā)器輸出復(fù)位，Q由1變0；第三個(gè)CP下降沿：S=0，R=0，觸發(fā)器輸出保持原來(lái)值，Q仍為0；第四個(gè)CP下降沿：S=1，R=1，觸發(fā)器輸出不確定，Q為不定；第五個(gè)CP下降沿：S=0，R=1，觸發(fā)器輸出保持原來(lái)值，仍為不定。答案見(jiàn)圖A5.7。解：根據(jù)主從觸發(fā)器的特點(diǎn)可知，在各個(gè)CP=1期間，輸入信號(hào)R、S都沒(méi)有發(fā)生變化，所以由CP下降沿的R、S值決定輸出狀態(tài)。電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室19題5.11 已知脈沖觸發(fā)JK觸發(fā)器輸入端J、K和CP的電壓波形如圖P5.11所示，試畫(huà)出Q、 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初

9、始狀態(tài)為Q=0。Q圖P5.11電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室20第一個(gè)CP下降沿：J=1，K=0，觸發(fā)器輸出置1，Q由初態(tài)0變1；第二個(gè)CP下降沿：J=0，K=1，觸發(fā)器輸出置0，Q由1變0；第三個(gè)CP下降沿：J=0，K=0，觸發(fā)器輸出保持原來(lái)值，Q仍為0；第四個(gè)CP下降沿：J=1，K=1，觸發(fā)器輸出翻轉(zhuǎn)，Q由0變1；第五個(gè)CP下降沿：J=0，K=1，觸發(fā)器輸出置0，Q由1變0。答案見(jiàn)圖A5.11圖A5.11解：根據(jù)主從JK觸發(fā)器的特點(diǎn)可知，在各個(gè)CP=1期間，輸入信號(hào)J、K都沒(méi)有發(fā)生變化，所以由CP下降沿的JK值決定輸出狀態(tài)。 電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院

10、 電子教研室電子教研室21題5.12 若主從結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器CP、 、 、J、K端的電壓波形如圖P5.12所示，試畫(huà)出Q、 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。DRDSQ圖 P5.12電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室22解：此圖為帶異步置位、復(fù)位的主從JK觸發(fā)器，由圖可知：異步置位、復(fù)位端均為低電平有效， 初始為0有效， 初始為1，所以觸發(fā)器輸出初始狀態(tài)為置位狀態(tài)1。DSDR第一個(gè)CP=1期間：J、K信號(hào)不變，由CP下降沿對(duì)應(yīng)的J、K值決定輸出，J=0、K=1，輸出置0，Q由1變0；第二個(gè)CP=1期間：J、K信號(hào)不變，由CP下降沿對(duì)應(yīng)的J、K值決定輸出，J=1、K=0，輸出置1，Q由0變

11、1；第三個(gè)CP=1期間，J、K信號(hào)發(fā)生變化：由于CP=1以前，Q=1，則看CP=1期間的K信號(hào)，若K有1出現(xiàn)，則CP下降沿時(shí)Q翻轉(zhuǎn)為0；第四個(gè)CP=1期間，J、K信號(hào)發(fā)生變化：由于CP=1以前，Q=0，則看CP=1期間的J信號(hào)，若J有1出現(xiàn)，則CP下降沿時(shí)Q翻轉(zhuǎn)為1；隨后出現(xiàn) =0，觸發(fā)器輸出Q由1變0；第五個(gè)CP=1期間：J、K信號(hào)不變，由CP下降沿對(duì)應(yīng)的J、K值決定輸出，J=1、K=1，輸出翻轉(zhuǎn)，Q由0變1。答案見(jiàn)圖A5 .12 。DR電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室23圖 A5.12電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室24題5.14 己知維

12、持阻塞結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器輸入端的電壓波形如圖P5.14所示，試畫(huà)出Q、 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。 Q圖P5.14電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室25解： 此圖為帶異步置位、復(fù)位的上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，由圖可知： DS 異步置位、復(fù)位端均為低電平有效， 始終接“1”無(wú)效，所以輸出不會(huì)出現(xiàn)異步置位的情況； 初始為0,所以觸發(fā)器輸出初始狀態(tài)為復(fù)位狀態(tài)0。 由邊沿觸發(fā)器的特點(diǎn)可知：邊沿觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅取決于邊沿時(shí)刻瞬間的輸入數(shù)據(jù)，輸入端D是D1和D2與的結(jié)果，一起決定輸出。圖中注意 復(fù)位端值的變化情況。 答案見(jiàn)圖A5.14。 DSDR圖A5.14電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電

13、子教研室電子教研室26題5.15 已知CMOS邊沿觸發(fā)結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器各輸入端的電壓波形如圖P4.12所示，試畫(huà)出Q、 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。 Q圖P5.15電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室27 異步置位、復(fù)位端均為高電平有效，SD始終接“0”無(wú)效，所以輸出不會(huì)出現(xiàn)異步置位的情況；RD初始為1，所以觸發(fā)器輸出初始狀態(tài)為復(fù)位狀態(tài)0。 由邊沿觸發(fā)器的特點(diǎn)可知：邊沿觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅取決于邊沿時(shí)刻瞬間的輸入數(shù)據(jù)。圖中注意RD值的變化情況。 答案見(jiàn)圖A5.15。 解：此圖為帶異步置位、復(fù)位的上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，由圖可知： 圖A5.15電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教

14、研室電子教研室28題5.17 在圖P5.17所示主從結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器電路中，己知CP和輸入信號(hào)T的電壓波形如圖所示，試畫(huà)出觸發(fā)器輸出端Q和 的電壓波形，設(shè)觸發(fā)器的起始狀態(tài)為Q=0。 Q圖P5.17解：此圖為T(mén)觸發(fā)器，T=1 ，輸出翻轉(zhuǎn)；T=0，輸出保持原態(tài)。答案見(jiàn)圖A5.17。 圖A5.17電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室29題5.18 設(shè)圖P5.18中各觸發(fā)器的初始狀態(tài)皆為Q=0，試畫(huà)出在CP信號(hào)連續(xù)作用下各觸發(fā)器輸出端的電壓波形。圖P5.18電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室30解：根據(jù)各觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)，判斷輸出隨輸入變化情況，答案見(jiàn)圖A5.

15、18。 圖A5.18電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室3114nQ題5.19 試寫(xiě)出圖P5.19（a）中各電路的次態(tài)函數(shù)（即 、 、 、 與現(xiàn)態(tài)和輸入變量之間的函數(shù)式），并畫(huà)出在圖P5.19（b）所給定信號(hào)的作用下Q1、Q2、Q3、Q4的電壓波形。假定各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為Q=0。 11nQ12nQ13nQ14nQ圖P5.19電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室32解：電路驅(qū)動(dòng)方程為：代入特性方程，得狀態(tài)方程：根據(jù)狀態(tài)方程畫(huà)波形，見(jiàn)圖A5.19。 AQAAQJnn11BQBBQKnn11ABS BARBATBADnnnnnBQQAQKQJQ1111

16、11 nnnQBAABQRSQ2212)(nnnQBAQTQ3313BADQn14圖A5.19電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室33題5.22 圖P5.22所示是用CMOS邊沿觸發(fā)器和或非門(mén)組成的脈沖分頻電路。試畫(huà)出在一系列CP脈沖作用下，Q1、Q2和Z端對(duì)應(yīng)的輸出電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)皆為Q = 0。圖P5.22電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室34解：第一個(gè)邊沿D觸發(fā)器的輸入端信號(hào)D來(lái)自于第二個(gè)邊沿D觸發(fā)器的反相輸出端，Q1是第一個(gè)D觸發(fā)器的輸出，Q2是第二個(gè)D觸發(fā)器的輸出，Z是CP和Q1的或非。答案見(jiàn)圖A225.圖A5.22電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 電子教研室電子教研室35題5.23 圖P5.23所示是用維持