第6章_时序逻辑电路课后答案

1、数字电子技术基础参考答案第五帝第六章时序逻辑电路【题6.3分析图P6. 3时序电路的逻辑功能，写岀电路的驱动方程.状态方程 和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。图 P6.3J产Kg【解】驱动方程：O2=k3=q1 XQQ%二Q3输出方程：Y = Q.将驱动方程带入JK触发器的特性方程后得到 状态方程为：宙二曲+屜乜Q er1=aae.63Q2Q1UX：oo6 竺；oo do 10単j 10；图A63电路能自启动。状态转换图如图A6.3【题6.5分析图P6. 5时序电路的逻借功能，写出电路的驱动方程、状态方程 和输出方程，画出电路的状态转换图。A为输入逻辑变量。图 P6.5【解

2、】驱动方程：输出方程：Y = AQ©将驱动方程带入JK触发器的特性方程后得到状态方程为:0一电路的状态转换图如图A6.5a/y.图A65【题6.6分析图P6.6时序电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，检査电 路能否自启动，说明电路能否自启动。说明电路实现的功能。A为输入变量。CLK图P66【解】驱动方程:7詁=1J2 = K2=A Q输出方程：Y = AQiQ2+AQQ2将驱动方程带入JK触发器的特性方程后得到状态方程为：餌,=0<Q=A®QQ电路状态转换图如图A6.6。A=0时作二进制加法计数，A=1时作二进制减法 计数。图 A6.6【题6.7分析图P6. 7时序

3、电路的逻辑功能，写岀电路的驱动方程、状态方程 和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。3数字电子技术基础参考答案第五帝5 -数字电子技术基础参考答案第五帝# -数字电子技术基础参考答案第五帝丿 1 =QoQ;K =Qq【解】驱动方程:J2=QoQK2 =2o214 = 2。；心辺输出方程：Y = Q.QQ2Q.将驱动方程带入JK触发器的特性方程后得到状态方程为:Q；=QQ = QQ(2 + 2)+ Q°Qi<Q? = 00 02 2? +(0() + 0)02Q= QQ0203+Q)Q设初态QxQQiQx Qo=0000,由状态方程可得：状态转换表初态次态输出Q3

4、 Q2 Qi QoQ； Q； Q； GY000010 0 1100010 0 0 0000100 0 0 1000110 0 10001000 0 11001010 10 0001100 10 1001110 110010000 1110100110 0 0010100 10 10101110 10011000 0 1101101110 0011100 10 10111111100状态转换图如图A6.7a电路能自启动图 A6. 7【题69】试画出用4片74LS194组成16位双向移位寄存器的逻辑图。74LS194 的功能表见表6. 3.2o【解】见图A6.97 -并行数据输入tiK并行数据输出

5、图 A6.9数字电子技术基础参考答案第五帝【题6. 10在图P6. 10电路中，若两个移位寄存器中的原是数据分别为A3A2A,Ao=1001, B?B2BBo=OO11,试问经过4个CLK信号作用以后两个寄存器中数据如何？这个电路完成什么功能？图P610【解】经过4个时钟信号后，两个寄存器里的数据分别为a3a2a1a0=iioo,b3b2b1b0= 0000。这是一个4位串行加法器电路。CL的初始值设为0。【题6.11在图P6.ll计数器电路，说明这是多少进制的计数器。十进制计数 器74160的功能表见表6.3.4。图 P6.ll【解】图P6. 11电路为七进制计数器。【题6.12】在图P6.

6、12计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这是多少进制的计数器。十六进制计数器74LS161的功能表6. 3. 4所示# -数字电子技术基础参考答案第五帝图 P6.12进位输出【解】电路的状态转换图如图A6. 12o这是一个十进制讣数器。#数字电子技术基础参考答案第五帝-位同歩二琏制44哭器-Z4LS161接成十:进制汁数器，标岀输 入、输出端°町以附加必要的门电路.74LS161的功能表见表6.3.1【解】见图A6.10Y进位 输出图 A5.10【题6. 13试分析图P6. 11的计数器在M=1和M=0时各为几进制。74160的 功能表见表6. 3.4.丫进位 输出-1图 A6.1

7、3【解】H=1时为六进制讣数器，M=0时为八进制计数器。【题6. 15图P6. 15电路时可变进制计数器。试分析当控制变量A为1和0时 电路各为几进制计数器。74LS161的功能表见表6. 3. 4O#数字电子技术基础参考答案第五帝【解】A=1时为十二进制计数器，A=0时为十进制计数器。【题6. 16】设i|一个可控进制的计数器，当输入控制变时工作在五进制, M=时工作在十五进制。请标出计数输入端和进位输出端。【解】见图A6.16。【题617】分析图P6. 17给出的计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这 是几进制计数器。74LS290的电路见图6. 3. 31。图 P6.17进位输出【解】

8、这是一个七进制计数器电路的状态转换图如图A6. 17所示。其中0101：豊/I；Q3Q2Q1QoZL.图A61711011100V丿QQQ°的0110、oiiK liio、1111四个状态为过渡状态。【题6. 18试分析图P6. 18计数器电路的分频比（即Y与CLK的频率之比儿74LS161的功能表见表6. 3.4o数字电子技术基础参考答案第五帝0【解】第(1)级74LS161接成了七进制计数器，第(2)级74LS161接成了九进制计 数器，两级串接7x9=63进制计数器。故Y的频率与CLK的频率之比为1： 63。【题6. 19图P6. 19电路是由两片同步十进制计数器74160组成

9、的计数器，试分析 这是多少进制的计数器，两片之间是几进制。74160的功能表见表634。图 P6.19【解】第(1) 74160接成十进制计数器，第(2) ) 74160接成了三进制计数器。 第(1)片到第(2)片之间为十进制，两片串接组成三十进制计数器。【题6. 20分析图P6. 20给岀的电路，说明这是多少进制的计数器，两片之间是多 少进制。74LS161的功能表见表6. 3. 40图 P6.20【解】在出现LD=Q信号以前，两片.74LS161均按十六进制计数。即第（1）片到 第片为十六进制。当第（1）片计为2,第（2）片计为5时产生L方=0信号，总 的进制为5x 16+2 + 1 =

10、83故为八十三进制计数器。【题6. 22用同步十进制汁数器芯片74160设计一个三百六十五进制的汁数器。要求各位间为十进制关系。允许附加必要的门电路。74160的功能表见表6.3.4。【解】见图A6. 22输岀图 A6.22【题6. 23设计一个数字钟电路，要求能用七段数码管显示从0时0分0秒到23时 59分59秒之间的任一时刻。【解】电路接法可如图A6. 23所示。计数器由六片74160组成。第（1）、（2）两片接 成六十进制的“秒计数器”，第（1）片为十进制，第（2）片为六进制。第（3）、（4） 片为接成六十进制的"分计数器”，接法与"秒计数器”相同。第（5）、第（6）

11、片用 整体复位法接成二十四进制计数器，作为“时计数器”。显示译码器由六片7448组成，每片7448用于驱动一只共阴极的数码管BS201A.数字电子技术基础参考答案第五帝数字电子技术基础参考答案第五帝WWW4妲rtp Q 醫IE2(g)ogrT怡 d3cn 占占0*0cgiWWW?4堆o', o. O-. Hzzh hu Tnul匚口M : p : 8 寸s aoq vlsIlgu£滋孑Hwdw m 占e£2Grw益 (eogl 芒 fa d3 A占eA占占序0 西 drjh soglt訂 du a?占占«占0 宅 GQGh(1OJ2芒 s a|9占肯占占O

12、IA数字电子技术基础参考答案第五帝【题6. 24图P6. 24所示电路是用二一一十进制优先编码器74LS147和同步十进制 计数器74160组成的可控分频器，试说明当输入控制信号A、B、C、D、E、F、G、H、 I分别为低电平时由Y端输出的脉冲频率各为多少。已知CP端输入脉冲的频率为 lOKHzo 74LS147的功能表如表4. 3.3所示，74160的功能表见表634。CLKCPDoETEPQoDiQiD：Q2d3RdLDQ3 c数字电子技术基础参考答案第五帝数字电子技术基础参考答案第五帝图 P6.24【解】由图可见，计数器74160工作在可预苣数状态，每当il数器的进位输出C=1时（即&#

13、169;2QQ）=1001时），在下一个CP上升沿到达时置入编码器74LS14 7的输出状态 Y3Y2YJo.再从图A624给出的74160的状态转换图可知当A=0时74LS147的输出为Y.Y2YYQ= 1110, 74160的数据输入端厂0001，则状态转换顺序将如图中所示，即成为九进制汁数器。输出脉冲Y的频率为CLK频率的1/9。依次类推便可得到下表:接入电平的输入端ABCDEFGHIfj fcp1/91/81/71/61/51/41/31/20fy（kHz）31. 6722.53. 3350【题6. 25试用同步十进制可逆计数器74LS190和二一一十进制优先编码

14、器 74LS147设计一个工作在减法il数器状态的可控分频器。要求在控制信号A、B、C、D、 E、F、G、H 分别为 1 试分频比对应为 1/2、1/3. 1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9。 74LS190的逻辑图见图6325。它的功能表如表635。可以附加必要的门电路。【解】可用cp°作为而信号。因为在CP上升沿使Q.Q.Q.Q. =0000以后，在这个CP的低电平期间CP。将给出一个负脉冲。但由于74LS190的而=0信号是异步置数信号，所以0000状态在讣数过程中 是作为暂态岀现的。如果为提高巻数的可靠性，并产生足够宽度的进位输出脉冲，可 以增设由5、G2组成的触

15、发器，由端给岀与CLK脉冲的低电平等宽的75=0信 号，并可由端给出进位输岀脉冲。由图A6. 25 (a)中74LS190减法计数时的状态转换图可知，若LD =0时置入 0202=0100,则得到四进制减法计数器，输出进位信号与CP频率之比为1/4。 又由74LS147的功能表(表4. 3.3)可知，为使74LS147的输出反相后为0100, R需 接入低电平信号，故J应接输入信号C。依次类推即可得到下表：分频比1/21/31/41/51/61/71/81/9低电平信号输入端厶厶（B）皿)h（D）W）W)于是得到如图A6. 25 (b)的电路图。(a)06 wY3Y2Y1YO卜龙SJ龙I9I8

16、一I7I6T5T1Lb匚图 A6.25【题6. 26图P6. 26时一个移位寄存器型计数器，试画出它的状态转换图，说 明这是几进制计数器，能否自启动。QiID >C1Q：ID >C1Q3FF:FF3ID >C1FFiCLK输入图P626数字电子技术基础参考答案第五帝qDi=q© + Q+Q=D2=Qq = d.=q2图A6. 26状态转换图如图A6.26,电路能自启动。这是一个五进制计数器。【题6. 28试利用同步十六进制计数器74LS161和4线一16线译码器74LS154 设计节拍脉冲发生器，要求从12个输岀端顺序、循环地输出等宽的负脉冲。74LS154 的逻辑

17、框图及说明见【题4.11L 74LS161地功能表见表6.3.4。【解】用置数法将74LS161接成十二进制计数器，并把它地QQ.QQo对应地接至74LS154的A3、A, . A,. Ao,在74LS154地输出召端就得到了 12个等 宽地顺序脉冲仇片电路接法见图A6. 28o# -数字电子技术基础参考答案第五草-23 -数字电子技术基础参考答案第五草图 A6.28输 出 脉 冲【题6. 29设计一个序列信号发生器电路，使之在一系列CLK信号作用下能周 期性地输岀"0010110111”的序列信号。【解】可以用十进制计数器和8选1数拯选择器组成这个序列信号发生器电路。若将十进制计数

18、器74160的输岀状态a，Q.Q.Qo作为8选1数据选择器的输入，则可得到数据选择器的输出Z与输入之间关系的真值表。题6.29的真值表a。20aZ000000001000101001100100101011011000111110001100111IlliDoDx D： D3LD0EPRd一ET74160CLKq°CQi Q： Q3p° Di D； D3 D.j Ds D6 D： i74LS251)YY1图 6.29若取用8选1数据选择器74LS251 （见图4.3.24）,则它的输出逻辑式可写为y = q（AAA）+q（AA4）+Q（人列入）+2（兀人人）+$ （4 44

19、）+q（血人 A）+仇（人2 A4J+马（舛 A A）+由真值表写出z的逻辑式，并化成与上式对应的形式则得到z = （QQQ） +。3 （QQQ）+03（02©0（）+。 （QQQ）+Q（QQQ）+ （QiQQ（）+o （QQQ J+2（QQQ）令4 =02,4 =QiA=Q，D（）= Dl =03，»2 =D4=Q5=Q1 =03，»3 =2=0,则数据选择器的输出Y即所求之Zo所得到的电路如图A6. 29所示。【题6. 30设计一个灯光控制逻辑电路。要求红、绿、黄三种颜色的灯在时钟 信号作用下按表P6. 30规泄的顺序转换状态。表中的1表示“亮”，0表示“火”

20、，要 求电路能自启动，并尽可能采用钟规模集成电路芯片。【解】因为输岀为八个状态循环，所有用74LS161的低三位作为八进制计数器。若以R、Y、G分别表示红、黄、绿三个输岀，则可得计数器输出状态§ Q, Q。与R、Y、G关系的真值表：表P6.30表6.30的真值表CP顺序红黄绿q22,2oRYG00001100000000201000110030010100104111011()0150011001116010101()017100110()108()00111100选两片双4选1数据选择器74LS153作通用函数发生器使用，产生R、Y. G. 由真值表写出R、Y、G的逻借式，并化成与

21、数据选择器的输出逻辑:式相对应的形式R = QAQ&) + Q2 (悶)+ 0 (0) + Q2 (QQ)y = Q(QQ) + O©a)+ l(QQ) + Q(02)G = Q2(Q&) + Q (EQ)+0 (OQ)+ 0(Q0) 电路图如图A6. 30-25 -数字电子技术基础参考答案第五草RYG图 A6.30【题6. 32】用JK触发器和门电路设汁一个4位循环码计数器，它的状态转换表 如表P6. 32所示。表 P6.32汁数顺序电路状态2 Qi Q Q)进位输出C()000 0010001020011030010040110050111060101070100

22、08110009110101011110111110012101001310110141001015100011600000【解】按照表P6. 32中给岀的计数顺序，得到图A6. 32 (a)所示的 賈的卡诺图。从卡诺图写出状态方程，经化简后得到Oaa+aa+ezQa=QQi +。3。(> + QQQ) (Q +Q)=Q2Q + 62 Co + QyQQQi + Q)= (OqQ)+Q0(JO2Q = QiQ)+色02 +Q3Q2Q)=QiQ()+(Q3QQ)+QQQjXQ + Q)=(Q 2 Q)Q + Q> ( Q Q) Q2d = &&Q +&Q2Q

23、+Q3Q2Q +Q3Q2Q1=03。2Q辺Qq(q + Qj=2 0 <2, <2(> + Qy Q QQ)J、=Q©Qo；k产从以上各式得到厶=。30；心=00©）人=2QQ；K严（2Q）Q） 丿（）=0QQ；K（）= 2QQ进位输出信号为C = &Q.Q&得到的逻借图如图A6. 32 （b）所示。Q2 （Q：Q：Q；Q：）Q20001()0110010011011000100010101111101111111101010000010001001101100 01 11 10(a)(b)图A632【题6. 33用D触发器和门电路设讣一个十一进制计数器，并检查设计的电路能否 自启动。【解】若取计数器的状态循环如表A6. 33所示，则即可得到如图A6. 33 （a）所示的 次态卡诺图。由卡诺图得到四个触发器的状态方程分别为-29 -数字电子技术基础参考答案第五帝q；Jq©+q©+Qqq)q；JQq)+2qg=Q©