【题5.14】已知维持阻塞结构d触发器各输入端的电压波形

1、【题5.14】已知维持阻塞结构 d触发器各输入端的电压波形如图p5.14所示，试画出q、q端对应的电压波形。iin解：根据d触发器逻辑功能的定义及维持阻塞结构所具有的边沿触发方式，即可画出q和q的电压波形如图 a5.14.图 a5.14【题5.15已知cmos边沿触发方式jk触发器各输入端的电压波形如图p5.15所示,试画出q、q端对应的电压波形。口，灯解：根据jk触发器逻辑功能的定义和边沿触发方式的动作特点，画出的q、q端电压波形如图a5.15。【题5.16】在脉冲触发t触发器中，已知t、clk端的电压波形如图 p5.16所示，试画出q、q端对应的电压波形。设触发器的初始状态为q=0。5：7

2、匚|图 p5.16解：根据t触发器逻辑功能的定义以及脉冲触发方式的动作特点，画出的 q、q端电压波形如图a5.16.。ffl m 16【题5.17在图p5.17的主从结构jk触发器电路中，已知clk和输入信号t的电压波形如图所示，试画出触发器输出端q和q的电压波形。设触发器的起始状态为q=0。c7mouul图 p5j7解：将jk触发器的j和k接在一起作为输入端， 就得到了 t触发器。按口t触发器的逻辑功能和脉冲触发方式的动作特点，就到得到了图a5.17中q、q端的电压波形。( i ii b t i mle i i 1 ii i i i i it i i i h ob a5. 17【题5.18设

3、图p5.18各触发器的初始状态皆为q=0,试画出在clk信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。图 15 18q的电压波形，如图 a5.18o解：根据每个触发器的逻辑功能和触发方式，画出输出端他泡；，；：；1；r i t ii ilki l 4 f j。:_nnu : u-ttl:iiciitiii；。皿 iii1i|iii i i r i t iiii t iiii!itiiit口蚂 ii)iiiiiiik【题5.19试写出图p5.19 (a)中各电路的次态函数(即q1*、q2*、q3*、q4*与现态和输入变量之间的函数式)，并画出在图p5.19 (b)给定信号的作用下qi、q2、q3、q4

4、的电压波形。假定各触发器的初始状态均为q=0oclkclkc7.4m则.r1-7t?p解：由图中可写出触发器 ff1的驱动方程为j仁a; k仁b将它们代入jk触发器的特性方程 q*=jq+kq,得到q1*=a，q1，+bq1触发器ff2的驱动方程为s2=ab ; r2=(a+b)将它们代入sr触发器的特性方程 q*=s+rq,得到q2*=ab+(a+b)q 2触发器ff3的驱动方程为t3=a。b,将它代入t触发器的特性方程 q*=tq +tq=tq, 于是得到q3*= (a。b) q3触发器ff4的驱动方程为 d4=ab,将它代入d触发器的特性方程 q*=d，得到q4*=a b从t=0开始依次

5、根据每个触发器的状态方程求出它们在clk信号作用后应有的次态，就可以画出qi、q2、q3、q4在一系列clk信号作用下的电压波形了，如图 a5.19所示。a5. 19【题5.20在图p5.20电路中已知输入信号 ui的电压波形如图所示，试画出与之对应的输出电压 uo的波形。触发器为维持阻塞结构，初始状态为q=0。（提示：应考虑触发器和异或门的传输延迟时间。）解：当ui=0、q=0时，异或门的输出 uo等于0。ui变为高电平以后，uo也变成高电平。因为uo也是触发器的时钟输入端，所以经过触发器的延迟时间后，q端被置成1状态;再经过异或门的传输延迟时间，uo回到低电平。因此，uo高电平持续时间等于

6、触发器的传输延迟时间与异或门的传输延迟时间之和。ui从高电平跳变至低电平以后电路的工作过程与上述过程类似。这样就得到了图a5.20的uo电压波形。oo图 a1 20【题5.21在图p5.21所示的主从jk触发器电路中，clk和a的电压波形如图中所示,试画出q端对应的电压波形。设触发器的初始状态为q=0。(7*.阳 p3.2i解：在clk=1期间主从jk触发器的主触发器接收输入信号。若此期间出现 a=1的信 号，则主触发器被置 1,在clk变为低电平后，从触发器随之被置 1,使输出为q=1o而当 clk回到高电平以后与非门的输出变为低电平，于是又通过异步置0端r将触发器置0。这样我们就得到了图

7、a5.21的波形图。利用这个电路可以监视在 clk=1期间a端是否有高电平信号输入。 如果a端由高电平 输入信号，则q端给出一个正脉冲；如果 a端没有输入信号，则 q端始终为0。国 as.21【题5.22图p5.22所示是用cmos边沿触发器和或非门组成的脉冲分频电路。试画出在一系列clk脉冲作用下 qi、q2和z端对应的输出电压波形。设触发器的初始状态皆为 q=0。一亿图 1*5-22解：第1个clk脉冲到来之前 di=1、d2=0, clk上升沿到达后将两个触发器置成qi=1、q2=0。第2个clk脉冲到来之前 di=1、d2=1, clk上升沿到达后 qi=1、q2=1。第3个clk脉冲

8、到来之前 d1=0、d2=1, clk上升沿到达后 q1=0、q2=1。但由于q1的低电平接到了第 2个触发器ff2的异步置0端，所以在q1变为0以后立刻将ff2置0,于是电路回到了起始状态。据此即可画出q1和q2的电压波形。根据z= (q1+clk),就能很容易地从 q1和clk的波形得到了 z的波形了，如图a5.22。图 a5.22【题5.23图p5.23所示是用维持阻塞结构d触发器组成的脉冲分频电路。试画出在一q=0o系列clk脉冲作用下输出端 y对应的电压波形。设触发器的初始状态均为clk与上题相同。假定触发器为主从结构，初始状态均为q=0。1个clk下clk下降沿clk下降沿、q2的

9、电压a5.23所示。【题5.24】试画出图图 a5.23p5.24所示的电路输出端 y、z的电压波形。输入信号a 和 clk用 ps. 2m解：第1个clk上升沿到达前 d1=1,所以clk上升沿到达后 q1=1。第 降沿到达前d2=0,所以clk下降沿到达后 q2=0。第2个clk上升沿到达前 d1=0,所以clk上升沿到达后 qi=0。第2个 到达前d2=1,所以clk下降沿到达后 q2=1o第3个clk上升沿到达前 d1=0,所以clk上升沿到达后 q1=0。第3个 到达前d2=0,所以clk下降沿到达后 q2=0,电路又回到了开始的状态。 q1 波形如图a5.23所示。因为y= (q1

10、+ q2),所以从q1和q2的波形就可以画出 y的波形了，如图eisct-kdl l ft tt解：根据给定的 clk和a的电压波形以及边沿触发 d触发器的工作特性即可画出qi端的电压波形。因为两个触发器之间是按移位寄存器接法连接的，所以将qi的波形右移一个clk时间,就是q2的电压波形。由图可知z= (qi q2) ； y= (qiq2)从得到的qi、q2的波形就得到了图 a5.24中z和y的电压波形。图 a5.j4【题5.25】试画出图p5.25电路输出端 q2的电压波形。输入信号a和clk的电压波形卜h卜f.vclk图 p5-25解：当a变为高电平时ff1的主触发器被置1 , a回到低电

11、平后从触发器置 1,使qi=1。 随后到来的clk下降沿使ff2置1, q2,变为低电平，于是又将ff1置0。.下一个clk信号 到达后，ff2被置0,电路又返回开始时的 q1=q2=0状态。由此画得q2的电压波形如图 a5.25 所示。axi八 huw你）；：tn l l.lirrnr01 i 图 as, 25【题5.26】试画出图p5.26电路在一系列clk信号作用下q1、q2、q3端输出电压的波形。触发器均为边沿触发方式，初始状态为q=0o图 p5.26解：因为ff1和ff2接成了 t触发器的t=1状态，所以每当它们的时钟信号下降沿到来时都要翻转，即 q*=q 。据此便可画出 q1、q2

12、的波形了。而 ff3的输入为j=k=q2,所以当q2=1时，ff3有时钟信号到达则状态翻转；而q2=0时即使有时钟信号到来，ff3状态也不改变。ff3的时钟信号取自 q1,由此便可画出 q3的电压波形了。 qi、q2、q3的电压波 形如图a5.26所示。图 a5.26【题5.27】试画出图p5.27电路在图中所示 clk、rd信号作用下 qi、q2、q3的输出电压波形，并说明 qi、q2、q3输出信号的频率与 clk信号频率之间的关系。clk%图 p5, 37解：由于每个触发器都接成了d=q,所以q*=q即每次时钟到来后都要翻转，这样就得到了图a5.27的波形图。由图可见，若输入的clk频率为f。,则qi、q2、q3输出脉冲的频率依次为 1/2 f。、1/4 f。、1/8 f。i k i iiif 1 i t t i iii1rj n fif t i r r ttfr”i i i t i ; 一 i i i 上 i：lmww国 a3.27【题5.28】设计一个4人抢答逻辑电路。具体要求如下：(1) 每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。(2