電子技術(shù)習(xí)題解答.第8章.觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路和其應(yīng)用習(xí)題解答_第1頁
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第8章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路及其使用習(xí)題解答8.1已知基本RS觸發(fā)器的兩輸入端和的波形如圖8-33所示,試畫出當(dāng)基本RSSDRD觸發(fā)器初始狀態(tài)分別為0和1兩種情況下,輸出端Q的波形圖。圖8-33習(xí)題8.1圖解:根據(jù)基本RS觸發(fā)器的真值表可得:初始狀態(tài)為0和1兩種情況下,Q的輸出波形分別如下圖所示:習(xí)題8.1輸出端Q的波形圖8.2已知同步RS觸發(fā)器的初態(tài)為0,當(dāng)S、R和CP的波形如圖8-34所示時(shí),試畫出輸出端Q的波形圖。圖8-34題8.2圖解:根據(jù)同步RS觸發(fā)器的真值表可得:初始狀態(tài)為0時(shí),Q的輸出波形分別如下圖所示:習(xí)題8.2輸出端Q的波形圖8.3已知主從JK觸發(fā)器的輸入端CP、J和K的波形如圖8-35所示,試畫出觸發(fā)器初始狀態(tài)分別為0時(shí),輸出端Q的波形圖。圖8-35習(xí)題8.3圖解:根據(jù)主從JK觸發(fā)器的真值表可得:初始狀態(tài)為0情況下,Q的輸出波形分別如下圖所示:習(xí)題8.3輸出端Q的波形圖8.4已知各觸發(fā)器和它的輸入脈沖CP的波形如圖8-36所示,當(dāng)各觸發(fā)器初始狀態(tài)均Q各觸發(fā)器輸出Q端和端的波形為1時(shí),試畫出。圖8-36習(xí)題8.4圖解:根據(jù)邏輯圖及觸發(fā)器的真值表或特性方程,且將驅(qū)動(dòng)方程代入特性方程可得狀態(tài)方Qa(bǔ))J=K=1;Q程。即:(=,上升沿觸發(fā)n+1nQJ=K=1;Q(b)=,下降沿觸發(fā)n+1n(c)K=0,J=1;Q1=J+=nQQ1,上升沿觸發(fā)Kn+nQ(d)K=1,J=;Q1QQQ=J+=+0nnQQQ·=,上升沿觸發(fā)Knn+nnnnQK=Q,J=;Q=J+=+0=,上升沿觸發(fā)QQKnn+n1QQQ(e)nnnnnQK=Q,J=;Q=J+=+0=,下降沿觸發(fā),QQKnn+n1QQQ(f)nnnnn再根據(jù)邊沿觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)時(shí)刻,可得當(dāng)初始狀態(tài)為1時(shí),各個(gè)電路輸出端Q的波形a)、(b)、(d)、f)。各個(gè)電路輸出端的波形和相應(yīng)的輸出端Q的波形相反。分別如圖(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)所示,其中具有計(jì)數(shù)功能的是:(Q(e)和(習(xí)題8.4各個(gè)電路輸出端Q的波形圖8.5已知如圖8-37所示的主從JK觸發(fā)器和它的輸入端CP的波形圖,當(dāng)各觸發(fā)器的初?若時(shí)鐘脈沖C的頻率為200Hz,試問輸始狀態(tài)均為1時(shí),試畫出輸出端Q和Q的波形圖12出端Q和Q波形的頻率各為多少?12圖8-37習(xí)題8.5圖解:根據(jù)邏輯圖可得驅(qū)動(dòng)方程,即:J=K=1;J=K=1。根據(jù)JK觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條1122件、驅(qū)動(dòng)方程和真值表,可直接畫出當(dāng)初始狀態(tài)為1時(shí),Q和Q的輸出波形分別如圖所示。12從波形圖可看出,Q的周期為C的兩倍,Q的周期為Q的兩倍,若C的頻率為200Hz,121則Q的頻率為100Hz,Q的頻率為50Hz。12習(xí)題8.5電路輸出端Q和Q的波形圖128.6邏輯電路圖如圖8-38(a)所示,輸入信號(hào)CP、A和B的波形圖如圖8-38(b)所設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。試并畫出輸出Q端的波形。示的,寫出它的特性方程,(a)(b)圖8-38習(xí)題8.6圖解:根據(jù)邏輯圖可得驅(qū)動(dòng)方程,即:J=K=AB。特性方程為:Qn+1QQ=J+K。nn當(dāng)初始狀態(tài)為0時(shí),Q的輸出波形如圖所示。習(xí)題8.6電路輸出端Q的波形圖8.7已知維持阻塞D觸發(fā)器波形的輸入CP和D的波形圖如圖8-39所示,設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。試畫出輸出端Q和的波形。Q圖8-39習(xí)題8.7圖Q解:根據(jù)D觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件和真值表,可直接畫出當(dāng)初始狀態(tài)為0時(shí),輸出端Q和的波形分別如圖所示。Q習(xí)題8.7電路輸出端Q和的波形圖8.8如圖8-40(a)所示,F(xiàn)是D觸發(fā)器,F(xiàn)是JK觸發(fā)器,CP和A的波形如圖8-4012(b)所示,設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。試畫出輸出端Q和Q的波形。12(a)(b)圖8-40習(xí)題8.8圖解:根據(jù)邏輯圖可得驅(qū)動(dòng)方程,即:D=A;J=K=Q。根據(jù)D、JK觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條1件、驅(qū)動(dòng)方程和真值表,可直接畫出當(dāng)初始狀態(tài)為0時(shí),Q和Q的輸出波形分別如圖所示。12習(xí)題8.8電路輸出端Q和Q的波形圖128.9分析如圖8-41所示電路的邏輯功能,設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。寫出電路的輸出方程方程和畫出時(shí)序圖。圖8-41習(xí)題8.9圖QQ1)根據(jù)邏輯圖列寫輸出方程:CO=nn02解:(根據(jù)邏輯圖列寫各個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程:QQQQQQJ=K=1;J=、K=;J=、K=。nnnnn12220010n0010將驅(qū)動(dòng)方程代入特性方程可得狀態(tài)方程:QQQQQQQQQQQQQQn+10=,nn+11=nn+,=+nnnnnnn+120201201nn0012QQQ(2)將所有初態(tài)的組合代入狀態(tài)方程進(jìn)行狀態(tài)計(jì)算,并編制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如nnn210表所示。(3):由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可直接畫出時(shí)序圖如圖所示。從上述分析可知,其邏輯功能為同步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。習(xí)題8.9的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表習(xí)題8.9的時(shí)序圖8.10分析如圖8-42所示電路的邏輯功能,設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。畫出時(shí)序圖。圖8-42習(xí)題8.10圖QQQ1)從邏輯圖列各個(gè)觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程:D=;D=;D=QQ。nnn01201021解:((2)根據(jù)D觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件、驅(qū)動(dòng)方程和真值表,可直接畫出時(shí)序圖如圖所示,由時(shí)序圖可編制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表所示。從上述分析可知,其邏輯功能為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。習(xí)題8.10的時(shí)序圖習(xí)題8.10的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表8.11分析如圖8-43所示電路的邏輯功能,設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。寫出電路的輸出方程和畫出時(shí)序圖。圖8-43題8.11圖解:(1)根據(jù)邏輯圖列寫各個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程:QQQJ=、K=1;J=K=1;J=、K=1。nnn011222010將驅(qū)動(dòng)方程代入特性方程可得狀態(tài)方程:QQQQQQQQQ=nnnn201n+10=,+1=,+1nnnn02112QQQ(2)將所有初態(tài)的組合代入狀態(tài)方程可直接畫出時(shí)序圖如圖所示。從上述nnn210分析可知,其邏輯功能為異步八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。習(xí)題8.11的時(shí)序圖8.12試用邊沿8.9的邏輯圖8.13試用邊沿D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步解:根據(jù)D觸發(fā)器的邏輯功能和同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理,用邊沿JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。解:習(xí)題即為同步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。D觸發(fā)器設(shè)計(jì)的同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器邏輯電路圖如圖所示。至于其工作原理讀者可自行分析。習(xí)題8.13的邏輯電路圖8.14試分別用以下集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(1)利用CT74LS161的異步(2)利用CT74LS161和CT74LS163的同步(3)利用CT74LS290的異步解:(1)利用計(jì)數(shù)器CT74LS161的異步均接入0000碼,即DDDD=0000,相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)的清零功能。置數(shù)功能。清零功能。清零功能。假設(shè)CT74LS161的并行輸入數(shù)據(jù)端0。因?yàn)橐獦?gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器M表示,則M=N+0=12,即反饋數(shù)碼為1100。所以,我們采用和非門譯碼且經(jīng)化簡(jiǎn)后可得R=QQ,且同時(shí)令=CT=CT=1即可。,3210所以N=12,若反饋數(shù)碼的十進(jìn)制數(shù)用LDTPD32它的邏輯圖如圖所示。至于它的工作原理和時(shí)序圖這里就不多介紹了。習(xí)題8.14(1)的邏輯圖(2)假設(shè)CT74LS161的并行輸入數(shù)據(jù)端均接入0001碼,即DDDD=0001,相當(dāng)32101。因?yàn)橐獦?gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,所以M=N+1-1=12,即反饋數(shù)碼為1100。所以,我們采用和非門譯碼且經(jīng)化簡(jiǎn)后可得于十進(jìn)制數(shù)的N=12,若反饋數(shù)碼的十進(jìn)制數(shù)用M表示,則=QQ,且同時(shí)令=CT=CT=1即可。它的邏輯圖如圖所示。至于它的工作原理RDLDTP32和時(shí)序圖這里就不多介紹了。習(xí)題8.14(2)的邏輯圖(3)因?yàn)镹=12,且CT74LS290采用異步置零,所以相應(yīng)的反饋清零碼應(yīng)為1100。CT74LS290型二–五–十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能可知,我們只要把它的Q、Q端分根據(jù)32地,Q端接別接在R和R上,且S和S同時(shí)接在CP上,計(jì)數(shù)脈沖從CP輸01029192010()()()()入即可。它的邏輯圖如圖所示。至于它的工作原理和時(shí)序圖這里就不多介紹了。習(xí)題8.14(3)的邏輯圖8.15試分別用以下集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(CT74LS161的異步清零功能。1)利用(2)利用CT74LS163的同步清零功能。(3)利用CT74LS161和CT74LS163的同步置數(shù)功能。(4)利用CT74LS290的異步清零功能。1)因?yàn)镸=24,所以<M<2解:(248,即需要兩片集成CT74LS161型四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器,再用異步反饋清零法構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)槭钱惒角辶悖?4對(duì)應(yīng)的二進(jìn)QQQQ制數(shù)為00011000,所以,可令高位片(Ⅱ)的=0001,低位片(Ⅰ)的=32101000。在輸入第24計(jì)個(gè)數(shù)脈沖CP時(shí),計(jì)數(shù)器計(jì)QQQQ3210QQQQQQQQ到24時(shí),計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為32103210QQ=00011000,其反饋清零函數(shù)為,這時(shí),和非門輸出低電平0,使兩片CT74LS163RD03同時(shí)被清零,從而實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。邏輯電路如圖所示。習(xí)題8.15(1)的邏輯圖(2)因?yàn)镸=24,所以2<M<2,即需要兩片集成CT74LS163型四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)48器,再用同步反饋清零法構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)槭峭角辶?,所以反饋的狀態(tài)應(yīng)是QQQQ23對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為00010111,所以,可令高位片(Ⅱ)的=0001,321024-1=23,而QQQQQQQQ=3210低位片(Ⅰ)的QQQQ=0111。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到23時(shí),計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為32103210QQQQ00010111,其反饋清零函數(shù)為,這時(shí),和非門輸出低電平02100,在輸入第24個(gè)RD計(jì)數(shù)脈沖CP時(shí),使兩片CT74LS163同時(shí)被清零,從而實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。電路如圖所示。習(xí)題8.15(2)的邏輯圖(3)因?yàn)镸=24,所以2<M<2,即需要兩片集成CT74LS161型四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)48多余的狀態(tài)數(shù)為232,相應(yīng)的二進(jìn)制為11100111,所以可令高位片(Ⅱ)的DDDD器。其3210=1110,低位片(Ⅰ)的DDDD=0111。同時(shí),因?yàn)橹挥挟?dāng)兩片集成CT74LS161型四位都為1時(shí),高位片(Ⅱ)的進(jìn)位輸出CO才為1,所以,高位片(Ⅱ)CT74LS161型四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的,以構(gòu)3210二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的輸出的進(jìn)位輸出CO經(jīng)反相后送到兩片集成LD成同步置數(shù)的條件。它的邏輯圖如圖所示。習(xí)題8.15(3)的邏輯圖(4)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩位組成,個(gè)位(Ⅰ)和十位(Ⅱ)都為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)脈沖連接到個(gè)位的C端,C端。它的邏輯圖如圖所示。Q連接到十位的而個(gè)位的最高位030它的工作原理為:低位片(Ⅰ)個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)過十個(gè)脈沖循環(huán)一次,每當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖來到后,它的最高位Q由1變0,產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖,使高位片(Ⅱ)十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)3器計(jì)數(shù)。個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)過第一次十個(gè)脈沖時(shí),十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為0001;個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)過第二次十個(gè)脈沖時(shí),十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為0010。當(dāng)經(jīng)過第23個(gè)脈沖時(shí),個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為0011,十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為0010,經(jīng)過第24個(gè)脈沖時(shí),個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為0100,十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為0010,接著立即清零,使個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)都為0000,即為二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。習(xí)題8.15(4)的邏輯圖8.16試用CT74LS290的異步清零功能構(gòu)成下列計(jì)數(shù)器。(1)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(2)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(3)七十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解:(1)和題8.15第((2)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩位組成,個(gè)位(Ⅰ)為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,十位(Ⅱ)為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)脈沖連接到個(gè)位的C端。它的邏輯C端,而個(gè)位的最高位Q連接到十位的4)相同030圖如圖所示。它的工作原理為:低位片(Ⅰ)個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)

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