習(xí)題答案(數(shù)電)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)?wù)n件

十一、某工廠有三個(gè)車間和一個(gè)自備電站，站內(nèi)有兩臺發(fā)電機(jī)X和Y。Y發(fā)電能力是X兩倍。假如一個(gè)車間開工，只起動(dòng)X即可；假如兩個(gè)車間同時(shí)開工，只起動(dòng)Y即可；假如三個(gè)車間同時(shí)開工，則X和Y都要起動(dòng)。試設(shè)計(jì)一個(gè)控制發(fā)電機(jī)X、Y起動(dòng)和停頓邏輯電路。（1）用全加器實(shí)現(xiàn)。（2）用譯碼器實(shí)現(xiàn)。（3）用門電路實(shí)現(xiàn)，門電路種類不限。答案：用E、F、G三個(gè)變量作為輸入變量分別對應(yīng)三個(gè)車間，并設(shè)車間開工為1，不開工為0；

X、Y兩個(gè)變量作為輸出變量分別對應(yīng)兩臺發(fā)電機(jī)，并設(shè)電機(jī)開啟為1，停頓為0。依據(jù)題意可列真值表：1/41由真值表寫出邏輯表示式：（1）用全加器實(shí)現(xiàn)令CI=E

A=F

B=G

則S=X

CO=Y（2）用譯碼器實(shí)現(xiàn)2/41令A(yù)2=E

A1=F

A0=G則（3）用門電路實(shí)現(xiàn)，門電路種類不限。3/4115.畫出由與非門組成SR鎖存器輸出端電壓波形，輸入端電壓波形如圖中所表示。答案：4/4116.畫出由或非門組成SR鎖存器輸出端電壓波形，

輸入端S、R電壓波形如圖中所表示。答案：5/4117.由或非門組成觸發(fā)器和輸入端信號如圖所表示，設(shè)觸發(fā)器

初始狀態(tài)為1，畫出輸出端Q波形。答案：6/4118.在下列圖電路中，若CP、S、R電壓波形如圖中所表示，

試畫出Q波形，假定觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0。答案：7/4119.若主從結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器各輸入端電壓波形如圖中所表示，試畫

出端對應(yīng)電壓波形。設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0。答案：8/4120.已知主從結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器輸入端J、K和CP電壓波形如圖所表示，試畫出端對應(yīng)波形。設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0。答案：9/4121.圖示電路中，已知CP和輸入信號T電壓波形，試畫出觸發(fā)器輸出端電壓波形，設(shè)觸發(fā)器起始狀態(tài)為Q=0。答案：10/4122.已知上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器輸入端波形如圖所表示，畫出輸出端Q波形。若為下降沿觸發(fā)，畫出輸出端Q波形。設(shè)初始狀態(tài)為Q=0。答案：11/4123.已知

D觸發(fā)器各輸入端波形如圖所表示，試畫出

端波形。答案：12/4124.如圖所表示為邊緣D觸發(fā)器組成電路圖，設(shè)觸發(fā)器初狀態(tài)

Q1Q0=00，確定Q0及Q1在時(shí)鐘脈沖作用下波形。答案：因?yàn)樗约磧蓚€(gè)D觸發(fā)器輸入信號分別為另一個(gè)D觸發(fā)器輸出信號，故在確定它們輸出端波形時(shí)，應(yīng)該分段交替畫出其波形。13/417.試分析下列圖所表示時(shí)序邏輯電路邏輯功效。解：屬同時(shí)時(shí)序電路，時(shí)鐘方程省去。輸出方程：驅(qū)動(dòng)方程：T觸發(fā)器特征方程：將各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程代入特征方程，即得電路狀態(tài)方程：14/41列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序波形圖由狀態(tài)圖能夠看出，當(dāng)輸入X

＝0時(shí)，狀態(tài)改變?yōu)椋?0→01→10→11→00→…當(dāng)X＝1時(shí)，狀態(tài)改變?yōu)椋?0→11→10→01→00→…可見，該電路既含有遞增計(jì)數(shù)功效，又含有遞減計(jì)數(shù)功效，是一個(gè)2位二進(jìn)制同時(shí)可逆計(jì)數(shù)器。15/418.寫出下列圖電路驅(qū)動(dòng)方程、特征方程和輸出方程。解：驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程輸出方程16/4110.輸入信號波形如圖所表示，試畫出電路對應(yīng)輸出Q2、Q1

波形圖。17/4111.試分析下列圖所表示時(shí)序邏輯電路邏輯功效。解：屬同時(shí)時(shí)序電路，時(shí)鐘方程省去。驅(qū)動(dòng)方程：將各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程代入特征方程，即得電路狀態(tài)方程：18/41列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知：該電路屬同時(shí)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不具備自開啟功效。19/4112.已知計(jì)數(shù)器輸出端Q2、Q1、Q0輸出波形如圖所表示，試畫出對應(yīng)狀態(tài)圖，并分析該計(jì)數(shù)器為幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知：該電路屬七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：20/4113.分析圖示時(shí)序電路邏輯功效，假設(shè)電路初態(tài)為000，假如在CP前六個(gè)脈沖內(nèi)，D端依次輸入數(shù)據(jù)為1，0，

1，0，0，

1，則電路輸出在此六個(gè)脈沖內(nèi)是怎樣改變？解：屬同時(shí)時(shí)序電路，時(shí)鐘方程省去。驅(qū)動(dòng)方程：將各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程代入特征方程，即得電路狀態(tài)方程：21/41列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表該電路屬三位右移移位存放器。22/4114.分析圖示計(jì)數(shù)器電路，說明這是多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并畫出對應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160功效表與表6.3.4（教材P282）相同。這是一個(gè)七進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器。15.下列圖所表示計(jì)數(shù)器電路為幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器？圖示計(jì)數(shù)器電路分別為八進(jìn)制計(jì)數(shù)器和七進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器。23/4116.試用兩片4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74161采取并行進(jìn)位方式組成8位二進(jìn)制同時(shí)加法計(jì)數(shù)器。模為16×16=256。17.試用74161組成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（可采取異步清零法或同時(shí)預(yù)置數(shù)法）異步清零法同時(shí)預(yù)置數(shù)法24/4118.試用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要求直接利用芯片進(jìn)位輸出端作為該計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出。20.試用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門組成48進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：因?yàn)镹＝48，所以要用兩片74160組成此計(jì)數(shù)器。兩芯片采取并行進(jìn)位方式連接成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再用異步清零法組成了48進(jìn)制計(jì)數(shù)器。25/4121.某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號頻率為32768Hz，用74161組成份頻器，將其分頻為頻率為1Hz脈沖信號。解：因?yàn)?2768=215，經(jīng)15級二分頻，就可取得頻率為1Hz脈沖信號。所以將四片74161級聯(lián)，從高位片（4）Q2輸出即可。26/4122.試用計(jì)數(shù)器74161和數(shù)據(jù)選擇器74151設(shè)計(jì)一個(gè)01100011序列信號發(fā)生器。解：因?yàn)樾蛄虚L度P=8，故將74161組成模8計(jì)數(shù)器，并選取數(shù)據(jù)選擇器74151產(chǎn)生所需序列，從而得電路如圖所表示。27/4123.試用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同時(shí)五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求電路能夠自開啟。解：本題是同時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)，分析步驟以下：（1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。該狀態(tài)圖不須化簡。（2）狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。由題意要求M=5，故應(yīng)取觸發(fā)器位數(shù)n=3，因?yàn)?/p>

22<5<2328/41（3）畫出電路次態(tài)卡諾圖，經(jīng)化簡得到電路狀態(tài)方程。（4）選擇觸發(fā)器

用JK觸發(fā)器，則可列出相關(guān)JK觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程和進(jìn)位輸出方程。29/41（5）畫邏輯電路圖（6）檢驗(yàn)?zāi)芊褡蚤_啟可見，假如電路進(jìn)入無效狀態(tài)101、110、111時(shí)，都可在CP脈沖作用下，分別進(jìn)入有效狀態(tài)010、011、100。所以電路能夠自開啟。30/414.若反相輸出施密特觸發(fā)器輸入信號波形如圖P10-4所表示，試畫出輸出信號波形。施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換電平VT+、VT-已在輸入波形圖上標(biāo)出。解：31/415.在教材P458圖10.2.1給出由CMOS反相器組成施密特觸發(fā)器電路中，若R1=50kΩ，R2=100kΩ，VDD=5V，VTH=VDD/2，試求電路輸入轉(zhuǎn)換電平VT+、VT-以及回差電壓△VT。解：32/416.在圖P10-6（a）所表示施密特觸發(fā)器電路中，已知R1=10kΩ，

R2=30kΩ。G1和G2為CMOS反相器，VDD=15V。(1)試計(jì)算電路正向閾值電壓VT+、負(fù)向閾值電壓VT-和回差電壓△VT。(2)若將圖P10-6（b）給出電壓信號加到圖P10-6（a）電路輸入端，試畫出輸出電壓波形。解：33/41在教材P467圖10.3.1給出微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路中，已知R=51kΩ，C=0.01μF，電源電壓VDD=10V，試求在觸發(fā)信號作用下輸出脈沖寬度和幅度。

解：

tW=RCln2=51×103×0.01×10-6×0.69=0.35ms

Vm=VOH-VOL≈10V11.在教材P469圖10.3.5給出積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路中，若G1和G2為74LS系列門電路，它們VOH=3.4V，VOL≈0V，

VTH=1.1V，R=1kΩ，C=0.01μF，試求在觸發(fā)信號作用下輸出負(fù)脈沖寬度。設(shè)觸發(fā)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度。

解：34/4112.圖P10-12是用兩個(gè)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121所組成脈沖變換電路，外接電阻和電容參數(shù)如圖中所表示。試計(jì)算在輸入觸發(fā)信號vI作用下vO1、vO2輸出脈沖寬度，并畫出與vI波形相對應(yīng)vO1、vO2電壓波形。vI波形如圖中所表示。

tW1=RCln2=22×103×0.13×10-6×0.69≈2ms

tW2=RCln2=11×103×0.13×10-6×0.69≈1ms

解：35/4114.在教材P477圖10.4.1給出對稱式多諧振蕩器電路中，若RF1=RF2=1kΩ，C1=C2=0.1μF，G1和G2為74LS04（六反相器）中兩個(gè)反相器，G1和G2VOH=3.4V，VTH=1.1V，VIK=-1.5V，R1=20kΩ，求電路振蕩頻率。其中故得到振蕩頻率為

解：36/4116.圖P10-16是由五個(gè)一樣與非門接成環(huán)形振蕩器。今測得輸出信號重復(fù)頻率為10MHz，試求每個(gè)門平均傳輸延遲時(shí)間。假定全部與非門傳輸延遲時(shí)間相同，而且tPHL=tPLH=tpd。

解：37/4117．在教材P487圖10.4.17給出脈沖占空比可調(diào)多諧振蕩器電路中，已知CMOS集成施密特觸發(fā)器電源電壓VDD＝15V，VT+=9V，VT-＝4V，試問：

(1)為了得到占空比為q＝50％輸出脈沖，R1與R2比值應(yīng)取多少？(2)若給定R1=3kΩ，

R2=8.2kΩ，C=0.05μF，電路振蕩頻率為多少？輸出脈沖占空比又是多少？

解:(1)(2)38/4129.圖P10-29是由555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器電路。(1)在圖P10-29(a)中，當(dāng)VDD＝15V時(shí)，沒有外接控制電壓，求VT+、VT-及△VT各為多少？(2)在圖P10-29(b)中，當(dāng)VDD＝9V時(shí)，外接控制電壓VCO＝5V，求VT+、VT-及△VT各為多少？解：（1）當(dāng)VDD＝15V時(shí)，（2）當(dāng)V