時(shí)序邏輯電路思考題和習(xí)題題解

...wd......wd......wd...思考題與習(xí)題題解5-1填空題〔1〕組合邏輯電路任何時(shí)刻的輸出信號(hào)，與該時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)；與電路原來(lái)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)；時(shí)序邏輯電路任何時(shí)刻的輸出信號(hào)，與該時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)；與信號(hào)作用前電路原來(lái)所處的狀態(tài)有關(guān)?！?〕構(gòu)成一異步進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器需要n個(gè)觸發(fā)器，一般將每個(gè)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)或T’型觸發(fā)器。計(jì)數(shù)脈沖輸入端相連，高位觸發(fā)器的CP端與鄰低位端相連。〔3〕一個(gè)4位移位存放器，經(jīng)過(guò)4個(gè)時(shí)鐘脈沖CP后，4位串行輸入數(shù)碼全部存入存放器；再經(jīng)過(guò)4個(gè)時(shí)鐘脈沖CP后可串行輸出4位數(shù)碼?！?〕要組成模15計(jì)數(shù)器，至少需要采用4個(gè)觸發(fā)器。5-2判斷題〔1〕異步時(shí)序電路的各級(jí)觸發(fā)器類(lèi)型不同。〔×〕〔2〕把一個(gè)5進(jìn)制計(jì)數(shù)器與一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器串聯(lián)可得到15進(jìn)制計(jì)數(shù)器?！病痢场?〕具有N個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)，計(jì)滿(mǎn)N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，狀態(tài)能進(jìn)入循環(huán)的時(shí)序電路，稱(chēng)之模N計(jì)數(shù)器?！病獭场?〕計(jì)數(shù)器的模是指構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器的個(gè)數(shù)?！病痢?-3單項(xiàng)選擇題〔1〕以下電路中，不屬于組合邏輯電路的是〔D〕。A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.計(jì)數(shù)器〔2〕同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路比擬，其差異在于后者(B)。A.沒(méi)有觸發(fā)器B.沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制C.沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)D.輸出只與內(nèi)部狀態(tài)有關(guān)〔3〕在以下邏輯電路中，不是組合邏輯電路的有(D)。A.譯碼器B.編碼器C.全加器D.存放器〔4〕某移位存放器的時(shí)鐘脈沖頻率為100KHz，欲將存放在該存放器中的數(shù)左移8位，完成該操作需要〔B〕時(shí)間。A.10μSB.80μSC.100μSD.800ms〔5〕用二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器從0做加法，計(jì)到十進(jìn)制數(shù)178，則最少需要〔C〕個(gè)觸發(fā)器。A.6B.7C.8D.10〔6〕某數(shù)字鐘需要一個(gè)分頻器將32768Hz的脈沖轉(zhuǎn)換為1HZ的脈沖，欲構(gòu)成此分頻器至少需要〔B〕個(gè)觸發(fā)器。A.10B.15C.32D.32768〔7〕一位8421BCD碼計(jì)數(shù)器至少需要〔B〕個(gè)觸發(fā)器。A.3B.4C.5D.105-4圖5-62所示單向移位存放器的及輸入波形如以下圖，試畫(huà)出、、、波形〔設(shè)各觸發(fā)初態(tài)均為0〕。圖5-62題5-4圖解：電路組成串行輸入、串行輸出左移移位存放器，根據(jù)題意畫(huà)出波形如下：圖題解5-45-5圖5-63所示電路由74HC164和CD4013構(gòu)成，在時(shí)鐘脈沖作用下，依次變?yōu)楦唠娖?。試分析其工作原理，并?huà)出的輸出波形。圖5-63題5-5圖圖題解5-55-6試分析圖5-64所示電路的邏輯功能，并畫(huà)出、、的波形。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-64題5-6圖解：根據(jù)題意畫(huà)出波形如下，該電路雖然分別由D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器組成，但實(shí)現(xiàn)的功能依然是3位異步二進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器。圖題解5-65-7試分析圖5-65所示的時(shí)序電路的邏輯功能，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，說(shuō)明電路是否具有自啟動(dòng)特性和邏輯功能。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-65題5-7解：〔1〕驅(qū)動(dòng)方程：，；，；，?！?〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；；?！?〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：〔4〕偏離狀態(tài)的自啟動(dòng)檢查。該無(wú)效狀態(tài)是〔111〕，將其代入狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程可計(jì)算得：。此電路有自啟動(dòng)特性?！?〕該電路為同步七進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器。5-8試分析圖5-66所示的時(shí)序電路的邏輯功能，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，說(shuō)明電路是否具有自啟動(dòng)特性和邏輯功能。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-66題5-8解：〔1〕驅(qū)動(dòng)方程：；；，。〔2〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；；?！?〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：〔4〕偏離狀態(tài)的自啟動(dòng)檢查。該無(wú)效狀態(tài)是〔110，111〕，將其代入狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程可得，此電路有自啟動(dòng)特性?！?〕該電路為同步六進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器。5-9試分析圖5-67所示的時(shí)序電路的邏輯功能，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程和輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，說(shuō)明電路是否具有自啟動(dòng)特性和邏輯功能。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-67題5-9解：〔1〕驅(qū)動(dòng)方程：；?！?〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；?！?〕輸出方程：〔4〕畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：〔5〕由狀態(tài)圖可知，該電路受控制，當(dāng)時(shí)電路不能自啟動(dòng)，只有出現(xiàn)時(shí)，將送回到端，電路才可自啟動(dòng)〔需要增加一個(gè)非門(mén)〕?！?〕該電路為同步三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。5-10試分析圖5-68所示時(shí)序電路，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程和輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，說(shuō)明電路邏輯功能。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-68題5-10解：〔1〕驅(qū)動(dòng)方程：；?！?〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；?！?〕輸出方程：〔4〕畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：〔5〕由狀態(tài)圖可知，該電路是可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)時(shí)，作遞增計(jì)數(shù)器，當(dāng)時(shí)，作遞減計(jì)數(shù)器。5-11試分析圖5-69所示時(shí)序電路，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程和輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。圖5-69題5-11解：〔1〕驅(qū)動(dòng)方程：；。〔2〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；?！?〕輸出方程：〔4〕畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。5-12試用負(fù)邊沿JK觸發(fā)器和最少的門(mén)電路，實(shí)現(xiàn)圖圖5-70所示的和輸出波形。圖5-70題5-12圖題解5-12〔a〕解：由圖可知、均以4個(gè)為周期，因此所設(shè)計(jì)電路必須是周期性循環(huán)輸出的，且具有自啟動(dòng)能力。其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖題解5-12〔a〕，狀態(tài)真值表如表解5.12所示。表解5.120101101101100000111010×1××0×11××11××1畫(huà)卡諾圖可解得：，，，于是，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程及輸出方程可畫(huà)出所設(shè)的電路邏輯圖如圖題解5-12〔b〕解所示。圖題解5-12〔b〕5-13電路如圖5-71所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0，試畫(huà)出各觸發(fā)器輸出端、和的波形。圖5-71題5-13解：該電路是異步時(shí)序電路，分析時(shí)應(yīng)特別注意各觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入，且要考慮作為的清零端信號(hào)。圖題解5-135-14電路如圖5-72所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0，試畫(huà)出在連續(xù)7個(gè)時(shí)鐘脈沖CP作用下輸出端、、和Z的波形，分析輸出Z與時(shí)鐘脈沖CP的關(guān)系。圖5-72題5-14解：〔1〕列各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程：；。〔2〕狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：；。，變?yōu)?時(shí)，清零信號(hào)有效，狀態(tài)被清零。〔3〕輸出方程：〔4〕畫(huà)輸出波形。圖題解5-14結(jié)論：Z是CP的三分頻信號(hào)，Z的正脈沖寬度與CP一樣。5-15圖5-73是由兩個(gè)4位左移存放器A、B、“與門(mén)〞C和JK觸發(fā)器組成，A存放器的初始狀態(tài)為，B存放器的初始狀態(tài)為，的初態(tài)，試畫(huà)出在CP作用以以下圖中、、、的波形。圖5-73題5-15解：移位存放器B的接，數(shù)碼在CP作用下不斷地循環(huán)，的狀態(tài)依次為10111011…。移位存放器A的輸入狀態(tài)，根據(jù)給定的初始值，在CP作用下，的狀態(tài)依次是101010101…。的波形由與決定。所求波形如圖題解5-14。圖題解5-155-16試分析如圖5-74所示邏輯圖，構(gòu)成模幾的計(jì)數(shù)分頻電路。圖5-74題5-16解：通過(guò)分析復(fù)位信號(hào)的產(chǎn)生及復(fù)位控制的關(guān)系得出如下?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)移圖，因此該電路為模M=7計(jì)數(shù)分頻電路。5-17試用集成中規(guī)模4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC161采用復(fù)位法〔異步去除〕及置數(shù)法〔同步置數(shù)〕分別設(shè)計(jì)模M=12的計(jì)數(shù)分頻電路。解：〔1〕用復(fù)位法實(shí)現(xiàn)；〔2〕用置0000法實(shí)現(xiàn)；〔3〕用置1111法實(shí)現(xiàn)；〔4〕用置任意數(shù)〔例1000〕法實(shí)現(xiàn)；〔5〕用進(jìn)位輸出置最小數(shù)實(shí)現(xiàn)。圖題解5-175-18由2片74HC161組成的同步計(jì)數(shù)器如圖5-75所示，試分析其分頻比〔即Y與CP之頻比〕，當(dāng)CP的頻率為20kHz，Y的頻率為多少圖5-75題5-18解：該電路其模為，經(jīng)D觸發(fā)器2分頻后，電路的分頻系數(shù)為200∶1。假設(shè)CP的信號(hào)頻率為20kHz，則輸出Y的頻率等于100Hz。5-19試分析如圖5-76所示由兩片4位雙向移位存放器74HC194器件構(gòu)成的7位串行-并行變換電路的工作過(guò)程。圖5-76題5-19解：電路工作前先清零。第1個(gè)CP信號(hào)到來(lái)后，由于致使，移位存放器進(jìn)展并行輸入，置入標(biāo)志數(shù)，且使。從