數(shù)字電子技術第五章習題課

1、數(shù)字電子技術基礎數(shù)字電子技術基礎習題課習題課教學課件教學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院電子與信息工程學院 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方面對觸發(fā)器做分類講解。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)器的電路結構和動作特點以及邏輯功能的描述方法。二、本章要求：二、本章要求：1了解各類觸發(fā)器的結構、動態(tài)特性和相互間的功能轉(zhuǎn)換。2掌握各類觸發(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位端的使用。 3熟練掌握各種不同結構的觸發(fā)器的

2、觸發(fā)特點，并能夠熟練畫出工作波形。 4 4重點掌握各類觸發(fā)器的邏輯功能（功能表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)重點掌握各類觸發(fā)器的邏輯功能（功能表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、驅(qū)動表）。換圖、驅(qū)動表）。 電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室3例1：電路如圖（a）所示，畫出在給定信號作用下的Q1、Q2對應的電壓波形。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院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室4解：第一個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的T觸發(fā)器，輸入端信號是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)。第二個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，

3、輸入端信號是A和B的異或，即D= AB ，若D=0，則Q2=0；若D= 1，Q2=1。輸出波形見下圖。輸出波形電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室5例2：圖（a）所示電路，畫出在同一時鐘CP及RD信號作用下時下列觸發(fā)器的輸出波形。 （a）（b）電路及輸入波形電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室6解：帶異步復位功能的觸發(fā)器，第二個觸發(fā)器的輸入端信號來自第一個觸發(fā)器的輸出信號，先畫Q1，再畫Q2，注意復位端的信號。輸出波形見下圖。輸出波形電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室7例3：畫出在同一時鐘CP及RD信號作用下時下列觸發(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）電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室8輸出波形形解：個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，第二個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，注意復位端的信號，輸出波形見下圖。電子與信息工程學院電子與信息工程學院 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，畫出觸發(fā)器Q0、Q1及輸出VO的波形。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室10ACPQQ010V解：兩個觸發(fā)器均為下降沿

5、觸發(fā)的D觸發(fā)器，輸出Q隨D變，輸出波形見下圖。輸出波形形電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室11例5：畫出與或非門的輸出端T以及在時鐘CP作用下觸發(fā)器輸出波形。設觸發(fā)器初態(tài)為零。 QCPABCTQ電路及輸入波形（a）（b）電子與信息工程學院電子與信息工程學院 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)器的兩個輸入端J和K連在一起，構成T觸發(fā)器。與或非門的輸出構成T觸發(fā)器的輸入信號，若T=1，Q翻轉(zhuǎn)；若T=0，Q保持。輸出波形見下圖。電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室13例6：畫出在同一時鐘CP及RD

6、信號作用下時下列觸發(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院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室14解：第一個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，第二個觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器。第一個觸發(fā)器的輸出是第二個觸發(fā)器的輸入J，先畫出Q1波形，再畫Q2波形。注意復位端的信號，低電平有效。輸出波形見下圖。CPRDDQ1Q2輸出波形形電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室15例7：畫出在同一時鐘及 、 、J、K、D信號作用下時下列觸發(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電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室16輸出波形形解：第一個觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，第二個觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器。兩個觸發(fā)器均帶有異步置位端和復位端，均為低電平有效。輸出波形見下圖。電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室17四、課后習題四、課后習題Q圖 P5.7題5.7 若主從結構SR觸發(fā)器各輸入端的電壓波形如圖P5.7中所給出，試畫出Q、 端對應的電壓波形。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。Q電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室18圖A5.7第一個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CP下降沿：S=0，R=1，觸發(fā)器輸出復位，Q由1變0；第三個CP下降沿：S=0，R=0，觸發(fā)器輸出保持原來值，Q仍為0；第四個CP下降沿：S=1，R=1，觸發(fā)器輸出不確定，Q為不定；第五個CP下降沿：S=0，R=1，觸發(fā)器輸出保持原來值，仍為不定。答案見圖A5.7。解：根據(jù)主從觸發(fā)器的特點可知，在各個CP=1期間，輸入信號R、S都沒有發(fā)生變化，所以由CP下降沿的R、S值決定輸出狀態(tài)。電子與信息工程學院電子與信息工程學院 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，試畫出Q、 端對應的電壓波形。設觸發(fā)器的初

9、始狀態(tài)為Q=0。Q圖P5.11電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室20第一個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CP下降沿：J=0，K=1，觸發(fā)器輸出置0，Q由1變0；第三個CP下降沿：J=0，K=0，觸發(fā)器輸出保持原來值，Q仍為0；第四個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CP下降沿：J=0，K=1，觸發(fā)器輸出置0，Q由1變0。答案見圖A5.11圖A5.11解：根據(jù)主從JK觸發(fā)器的特點可知，在各個CP=1期間，輸入信號J、K都沒有發(fā)生變化，所以由CP下降沿的JK值決定輸出狀態(tài)。 電子與信息工程學院電子與信息工程學院

10、 電子教研室電子教研室21題5.12 若主從結構JK觸發(fā)器CP、 、 、J、K端的電壓波形如圖P5.12所示，試畫出Q、 端對應的電壓波形。DRDSQ圖 P5.12電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室22解：此圖為帶異步置位、復位的主從JK觸發(fā)器，由圖可知：異步置位、復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CP=1期間：J、K信號不變，由CP下降沿對應的J、K值決定輸出，J=0、K=1，輸出置0，Q由1變0；第二個CP=1期間：J、K信號不變，由CP下降沿對應的J、K值決定輸出，J=1、K=0，輸出置1，Q由0變

11、1；第三個CP=1期間，J、K信號發(fā)生變化：由于CP=1以前，Q=1，則看CP=1期間的K信號，若K有1出現(xiàn)，則CP下降沿時Q翻轉(zhuǎn)為0；第四個CP=1期間，J、K信號發(fā)生變化：由于CP=1以前，Q=0，則看CP=1期間的J信號，若J有1出現(xiàn)，則CP下降沿時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CP=1期間：J、K信號不變，由CP下降沿對應的J、K值決定輸出，J=1、K=1，輸出翻轉(zhuǎn)，Q由0變1。答案見圖A5 .12 。DR電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室23圖 A5.12電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室24題5.14 己知維

12、持阻塞結構D觸發(fā)器輸入端的電壓波形如圖P5.14所示，試畫出Q、 端對應的電壓波形。 Q圖P5.14電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室25解： 此圖為帶異步置位、復位的上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，由圖可知： DS 異步置位、復位端均為低電平有效， 始終接“1”無效，所以輸出不會出現(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)為復位狀態(tài)0。 由邊沿觸發(fā)器的特點可知：邊沿觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅取決于邊沿時刻瞬間的輸入數(shù)據(jù)，輸入端D是D1和D2與的結果，一起決定輸出。圖中注意 復位端值的變化情況。 答案見圖A5.14。 DSDR圖A5.14電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電

13、子教研室電子教研室26題5.15 已知CMOS邊沿觸發(fā)結構JK觸發(fā)器各輸入端的電壓波形如圖P4.12所示，試畫出Q、 端對應的電壓波形。 Q圖P5.15電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室27 異步置位、復位端均為高電平有效，SD始終接“0”無效，所以輸出不會出現(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)為復位狀態(tài)0。 由邊沿觸發(fā)器的特點可知：邊沿觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅取決于邊沿時刻瞬間的輸入數(shù)據(jù)。圖中注意RD值的變化情況。 答案見圖A5.15。 解：此圖為帶異步置位、復位的上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，由圖可知： 圖A5.15電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教

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

15、18。 圖A5.18電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室3114nQ題5.19 試寫出圖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），并畫出在圖P5.19（b）所給定信號的作用下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電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室32解：電路驅(qū)動方程為：代入特性方程，得狀態(tài)方程：根據(jù)狀態(tài)方程畫波形，見圖A5.19。 AQAAQJnn11BQBBQKnn11ABS BARBATBADnnnnnBQQAQKQJQ1111

16、11 nnnQBAABQRSQ2212)(nnnQBAQTQ3313BADQn14圖A5.19電子與信息工程學院電子與信息工程學院 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)器和或非門組成的脈沖分頻電路。試畫出在一系列CP脈沖作用下，Q1、Q2和Z端對應的輸出電壓波形。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)皆為Q = 0。圖P5.22電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室34解：第一個邊沿D觸發(fā)器的輸入端信號D來自于第二個邊沿D觸發(fā)器的反相輸出端，Q1是第一個D觸發(fā)器的輸出，Q2是第二個D觸發(fā)器的輸出，Z是CP和Q1的或非。答案見圖A225.圖A5.22電子與信息工程學院電子與信息工程學院 電子教研室電子教研室35題5.23 圖P5.23所示是用維持