《习题答案数电》PPT课件.ppt

数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 十一、某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机 X和Y。Y的发电能力是X的两倍。如果一个车间开工，只起动 X即可；如果两个车间同时开工，只起动Y即可；如果三个车 间同时开工，则X和Y都要起动。试设计一个控制发电机X、Y 起动和停止的逻辑电路。 （1）用全加器实现。 （2）用译码器实现。 （3）用门电路实现，门电路种类不限。 答案： 用E、F、G三个变变量作为输为输 入变变量分 别对应别对应 三个车间车间 ，并设车间设车间 开工为为1 ，不开工为为0； X、Y两个变变量作为输为输 出变变量分别对别对 应应两台发电发电 机，并设电设电 机启动为动为 1， 停止为为0。 根据题题意可列真值值表： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 由真值值表写出逻辑逻辑 表达式： （1）用全加器实现实现 令CI=E A=F B=G 则则S=X CO=Y （2）用译码译码 器实现实现 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 令A2=E A1=F A0=G 则则 （3）用门电路实现，门电路种类不限。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 15. 画出由与非门组门组 成的SR锁锁存器输输出端 的电压电压 波形， 输输入端 的电压电压 波形如图图中所示。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 16. 画出由或非门组门组 成的SR锁锁存器输输出端 的电压电压 波形， 输输入端 S、R 的电压电压 波形如图图中所示。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 17.由或非门组门组 成的触发发器和输输入端信号如图图所示，设设触发发器 的初始状态为态为 1，画出输输出端Q的波形。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 18. 在下图电图电 路中，若CP、S、R的电压电压 波形如图图中所示， 试试画出Q的波形，假定触发发器的初始状态为态为 Q=0。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 19. 若主从结结构RS触发发器各输输入端的电压电压 波形如图图中所示，试试 画 出 端对应对应 的电压电压 波形。设设触发发器的初始状态为态为 Q=0 。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 20. 已知主从结结构JK触发发器输输入端J、K和CP的电压电压 波形如图图所示， 试试画出 端对应对应 的波形。设设触发发器的初始状态为态为 Q = 0。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 21. 图图示电电路中，已知CP和输输入信号T的电压电压 波形，试试画出触发发 器输输出端 的电压电压 波形，设设触发发器的起始状态为态为 Q=0。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 22. 已知上升沿触发发的D触发发器输输入端的波形如图图所示，画出 输输出端Q的波形。若为为下降沿触发发，画出输输出端Q的波形。设设 初始状态为态为 Q=0。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 23. 已知 D 触发发器各输输入端的波形如图图所示，试试画出 端的波形。 答案： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 24. 如图图所示为边为边 沿D触发发器构成的电电路图图，设设触发发器的初状 态态 Q1Q0=00，确定Q0 及Q1在时钟时钟 脉冲作用下的波形。 答案： 因为为所以 即两个D触发发器的输输入信号分别为别为 另一个D触发发器的输输出信 号，故在确定它们输们输 出端波形时时，应该应该 分段交替画出其波形。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 7. 试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能。 解：属同步时序电路，时钟方程省去。 输输出方程： 驱动驱动 方程： T触发发器的特性方程： 将各触发器的驱动方程代入特性方程， 即得电路的状态方程： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 列状态转换表 画状态转换图和时序波形图 由状态图可以看出， 当输入X 0时，状态变化为： 0001101100 当X1时，状态变化为： 0011100100 可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数功能， 是一个2位二进制同步可逆计数器。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 8. 写出下图电路的驱动方程、特性方程和输出方程。 解：驱动驱动 方程 状态态方程 输输出方程 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 10. 输入信号波形如图所示， 试画出电路对应的输出Q2、Q1 的波形图。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 11. 试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能。 解：属同步时序电路，时钟方程省去。 驱动方程： 将各触发器的驱动方程代 入特性方程，即得电路的 状态方程： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 列状态转换表画状态转换图 由状态转换图可知： 该电路属同步五进制计数器，不具备自启动功能。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 12. 已知计数器的输出端Q2、Q1、Q 0的输出波形如图所示 ，试画出对应的状态图，并分析该计数器为几进制计数器 。 由状态转换图可知：该电路属七进制计数器。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 13. 分析图示时序电路的逻辑功能，假设电路初态为000， 如果在CP的前六个脉冲内，D端依次输入数据为1，0， 1， 0，0， 1，则电路输出在此六个脉冲内是如何变化的？ 解：属同步时序电路，时钟方程省去。 驱动方程： 将各触发器的驱动方程代入特性 方程，即得电路的状态方程： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 列状态转换表 该电路属三位右移移位寄存器。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 14. 分析图示计数器电路，说明这是多少进制的计数器， 并画出对应的状态转换图。十进制计数器74160的功能表 与表6.3.4（教材P282）相同。 这是一个七进制进制的计数器。 15.下图所示计数器电路为几进制计数器？ 图示计数器 电路分别为 八进制计数 器和七进制 进制的计数 器。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 16. 试用两片4位二进制加法计数器74161采用并行进位方式 构成8位二进制同步加法计数器。模为1616=256。 17. 试用74161构成九进制计数器。（可采用异步清零法或 同步预置数法） 异步清零法同步预置数法 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 18. 试用集成计数器74160和与非门组成五进制计数器，要求 直接利用芯片的进位输出端作为该计数器的进位输出。 20. 试用集成计数器74160和与非门组成48进制计数器。 解：因为N48，所以要用两片74160构成此计数器。两芯片 采用并行进位方式连接成100进制计数器，再用异步清零法组成 了48进制计数器。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 21. 某石英晶体振荡器输出脉冲信号的频率为32768Hz，用 74161组成分频器，将其分频为频率为1Hz的脉冲信号。 解：因为32768=215，经15级二分频，就可获得频率为1Hz的脉 冲信号。因此将四片74161级联，从高位片（4）的Q2输出即可 。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 22. 试用计数器74161和数据选择器74151设计一个01100011 的序列信号发生器。 解：由于序列长度P=8，故将74161构成模8计数器，并选用 数据选择器74151产生所需序列，从而得电路如图所示。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 23. 试用JK触发器设计一个同步五进制加法计数器，要求 电路能够自启动。 解：本题是同步计数器的设计，分析步骤如下： （1）根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。该状态 图不须化简。 （2） 状态分配，列状态转换编码表。由题意要求M=5， 故应取触发器位数n=3，因为 22523 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 （3）画出电路的次态卡诺图，经化简得到电路的状态方程。 （4） 选择触发器 用JK触发器，则可列出有关JK触发器驱动 方程和进位输出方程。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 （5）画逻辑电路图 （6）检查能否自启动 可见，如果电路 进入无效状态101 、110、111时， 都可在CP脉冲作 用下，分别进入 有效状态010、 011、100。所以 电路能够自启动 。 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 4. 若反相输出的施密特触发器输入信号波形如图P10-4所示 ，试画出输出信号的波形。施密特触发器的转换电平VT+、 VT-已在输入波形图上标出。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 5. 在教材P458图10.2.1给出的由CMOS反相器组成的施密 特触发器电路中，若R1=50k ，R2=100k ，VDD=5V ， VTH=VDD/2 ，试求电路的输入转换电平VT+、VT-以及回差 电压VT 。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 6. 在图P10-6（a）所示的施密特触发器电路中，已知 R1=10k ， R2=30k 。G1和G2为CMOS反相器，VDD=15V 。 (1)试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和回差 电压VT 。 (2)若将图P10-6（b）给出的电压信号加到图P10-6（a）电路 的输入端，试画出输出电压的波形。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 9. 在教材P467图10.3.1给出的微分型单稳态触发器电路中，已 知R=51k ，C=0.01F，电源电压VDD=10V ，试求在触发信号 作用下输出脉冲的宽度和幅度。 解： tW=RCln2=511030.0110-60.69=0.35ms Vm=VOH-VOL10V 11. 在教材P469图10.3.5给出的积分型单稳态触发器电路中 ，若G1和G2为74LS系列门电路，它们的VOH=3.4V ， VOL0V， VTH=1.1V ，R=1k ，C=0.01F，试求在触发信 号作用下输出负脉冲的宽度。设触发脉冲的宽度大于输出脉 冲的宽度。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 12. 图P10-12是用两个集 成单稳态触发器74121所 组成的脉冲变换电路， 外接电阻和电容参数如 图中所示。试计算在输 入触发信号vI作用下vO1 、vO2输出脉冲的宽度， 并画出与vI波形相对应的 vO1、vO2的电压波形。vI 的波形如图中所示。 tW1=RCln2 =221030.1310-60.692ms tW2=RCln2 =111030.1310-60.691ms 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 14. 在教材P477图10.4.1给出的对称式多谐振荡器电路中， 若RF1= RF2=1k ，C1=C2=0.1F ，G1和G2为74LS04（六 反相器）中的两个反相器，G1和G2的VOH=3.4V ， VTH=1.1V ，VIK=-1.5V ，R1=20k ，求电路的振荡频率。 其中 故得到振荡频率为 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 16. 图P10-16是由五个同样的与非门接成的环形振荡器。 今测得输出信号的重复频率为10MHz，试求每个门的平均 传输延迟时间。假定所有与非门的传输延迟时间相同，而 且tPHL=tPLH=tpd。 解： 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 17在教材P487图10.4.17给出的脉冲占空比可调的多谐振荡器电路中， 已知CMOS集成施密特触发器的电源电压VDD15V，VT+=9V，VT-4V ，试问： (1) 为了得到占空比为q50的输出脉冲，R1与R2 的比值应取多少？ (2)若给定R1=3k ， R2=8.2k ，C=0.05F ，电路的振荡频率为多少？ 输出脉冲的占空比又是多少？ 解: (1) (2) 数字电子技术基础数字电子技术基础 西安工程大学 29. 图P10-29是由555定时器构成的施密特触发器电路。 (1) 在图P10-29(a)中，当VDD15V时，没有外接控制电压，求 VT+、VT- 及VT各为多少？ (2) 在图P10-29(b)中，当VDD9V时，外接控制电压VCO5V， 求