中规模时序逻辑练习题及答案剖析

1、中规模时序逻辑电路练习题及答案7.1 7电路是可变进制计数器。 制计数器。74LS161的功能表见题7.1。V hl|&l=试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进QU。-3 Q2Q1Q%而 74LS161 EP-CP-rpRd D3 D2 DI D0ur图 P7.1表 P774LS16K 74LS160 功能表输入输出说明RdEPETLbCPDmDDQoQ3Q2Q1Q0高位在左0XXXXX X X X0000强迫清除1XX0tDCBADCBA置数在CP t完成10X1XX X X X保持不影响0c输出1X01XX X X X保持ET=0 , Oc=01111tX X X X计数注：(

2、1)只有当CP=1时，EP、ET才允许改变状态(2)0c为进位输出，平时为0,当。322so0=1111时，Oc=l(74 LS160 是当 02200=1001 时,Oc=l)解4=1时为十二进制计数器，A=0时为十进制计数器。7.2 析图P7.2计数器电路的分频比(即丫与CP的频率之比)。74LS161的功能表 见题73图 P7.2解利用与上题同样的分析方法，可得74LS161Q)和74LS161Q)的状态转换图如图 A6.15(a). (b)所示。可见，74LS 161为七进制计数器，且每当电路状态由100人1111时, 给74LS 161(2)一个计数脉冲。74LS 161(2)为九进

3、制计数器，计数状态由01111111循环。 整个电路为63进制计数器，分频比为1:63。图 A7.2R)7.3 一个可控制进制的计数器，当输入控制变量M=0时工作在五进制，M=1时 工作在十五进制。请标出计数输入端和进位输出端。图 A7.3解见图A7.3。7.4 图P7.4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的功能表如表P7.4所示。图 P7.4输入输H /?01R02S91S92000。110X000011X00000XX111001X X0000X XX0X00X0X计数 计数 计数 计数注：将。与CP1连接，从CPo送CP为8421码： 将0与C

4、Po连接，从CPi送CP为5421码表P7.474LS290功能表解图P7.4所示为七进制计数器。状态转换图如图A7.4所示。Q3Q2Q1Q0 /Y7.5 7.5电路是由两片同步十进制计数器74160组成的计数器，试分析这是多少 进制的计数器，两片之间是几进制。74160的功能表见题7。图 P7.5解第（1）片74160接成十进制计数器，第（2）片74160接成了三进制计数器。第 （1）片到第（2）片之间为十进制，两片中串联组成7190的二十进制计数器。7.6 用同步十进制计数芯片74160设计一个三百六十五进制的计数器。要求各位问 为十进制关系，允许附加必要的门电路。74160的功能表见表P

5、7（即与74LS161相同，仅 进制不同,当。30200）=1001时，OCT,其他情况OC=0）。解可用多种方法实现，这里给出其中之一，如图A7.6所示。图 A7.6当计数至IJ 364（即0011, 0110, 0100）时，历=0,再来CP脉冲时计数器全部置入“0”。7.7 试用两片异步二五十进制计数器74LS90组成二十四进制计数器，74LS90的 功能表写表P7.4相同。解如图A7.7所示。图 A7.77.8 触发器和门电路设计一个十一进制计数器，并检查设计的电路能否启动。 解法一：方程代入法1.确定触发器个数。需用4个D触发器。2.设十一进制计数器的状态转换图，如图A7.8 （a）

6、所示。Q3Q2Q1Q0列状态转换表如表A7.8 (a)所示。表 A7.8 (a)计数顺序QzQiQo计数顺序Q3Q2Q1Q0计数顺序Q3Q2Q1Q00)00040 10 0810 0 01)00150 10 1910 0 12)01060 1101010 103)01170 111110 0 0 o|画出各触发器的次态卡诺图，如图A7.8 (b)和图A7.8(c)、(d)、(e). (f)所示。3.1100010010010000110101011010000111XXXX10011010X000001111001000001 1PI01 1HJXlx!1 1XX0出X0o 11o 110仃一

7、区一0成00P-利00L1x11 1XXX0X05 .由卡诺图化简得到各触发器的状态方程及驱动方程。©(f)图 A7.8er1=+。应"=% er1=女 5+。回+。;&” =么。*=ane;+q'Qo = % er = ®0+q；q； = d06 .检查电路能否自启动。由状态方程可得完整状态转换表，如表A7.8 (b)所示。因 此知电路能够自启动。表 A7.8 (b)CP 1(KQ&QoCPQ3Q2Q1Q0CPQ3Q2Q1Q00)0007Dill1110 11)001810 0 0211102)010910 0 130 10 03)011

8、1010 10010 114)10 01110 1110 10 05)10 1120 0 0 001111)1100110 0 110 0 0完整状态转换图如图A7.8 (g)所示。7.由驱动方程可画出逻辑电路图(略)。解法二：用D触发器设计异步十一进制计数器首先要设计出二进制计数器，然后用更位法构成十一进制电路。设计异步二进制计数器 可用观察法得到其逻辑关系，由于D触发器的°T = °,而二进制计数2"" = 2",所以 各触发器的驱动方程应为又由于是做加法，设d触发器为上升沿触发，所以低位 的°端应作为高位的时钟CP，这样，4个D

9、触发器构成4位二进制计数，在CP信号作用 下，从0000开始，当计到1011时，经与非门送到各触发器的直接夏位端，就构成了异步十 一进制计数器。如图A7.8 (h)所示。图A7.8 (h)7.9 设计一个控制步进电动机三相六状态工作的逻辑电路，如果用1表示电机绕组 导通0表示电机绕组截止，则3个绕组ABC的状态转换图应如图P7.9所示，M为输入控制 变量，当M=1时为正转，M=0时为反转。1/iCiCi图 P7.9解为避免与线圈C混淆，设正反转控制输入端为M,求解肥7、Bi、LI，用D触 发器及与或非门实现之。根据状态转换图P7.9画出电路次态卡诺图，如图A7.9 (a)和图A7.9 (b)、

10、(c)、(d)町)bVG雪 BnCnX-币 1112<!111IX-1X1rX 00 01 11 10(b)0001111000X111IHA 00X1-币 L01J)0111的.JJ11ixl111to.0X10XH>0 -110X111Ar 00 01 11 1CI=00 01 11 10MA III MA 二 I -(c)(d)图 A7.9将卡诺图中的“0”合并，然后求反，得A"* = MB' + MCn = DaB+i = MCl + MAn = DbC/,+1 = MA' + MBn = Dc实现电路如图A7.9 (e)所示。7.10 图P7.1

11、0所示电路是用二-十进制优先编码器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,。、E、F、G、H、/分别为低 电平时，由丫端输出的脉冲频率各为多少。已知CP端输入脉冲的频率为10kHz。优先编码 器74LS147的功能表见表P7.10o 74160的功能表与表P7.1相同。1tzETEPCPQ3 Q2 QI QOoc74160D3 D2 DI DOY3 Y2 Y1 YO74LS147191817 16 1514 13 12 11THTTHTTCP IHGFEDCBA图 P7.10表P70 74LS147的功能表输入输出Z1 11 13IS16

12、11 Iz匕 Y2 Y1 Yo1111111111111XXXXXXXX00110XXXXXXX0i0111XXXXXX0111000XXXXX01111001XXXX011111010XXX0111111011XX01111111100X0111111111010111111111110解74160为同步置数,根据图P7.10,当74160的进位。=1且再来CP时， 少7。产。尸。0馍=匕匕匕匕如A=0时，/3/21/0=0001,当。=1,再来CP时，。产区产也产iQon-Looo（状态 转换图如图A7.10所示），因此Y的频率fy是时钟CP频率gp的1/9,用此方法分析可得表 7.10o

13、QaQzQiQo JY表 7.10接低电平的输入端ABCDEFGHI分频比（& /&p）1/91/81/71/61/51/41/31/20/y= kHz1.111.251.431.6722.5333507J1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P7.ll规定的顺序转换状态。表中的1表示“亮二0表示“灭二要求电路能自启动， 并尽可能采用中规模集成电路芯片o表 P7.llCP顺序红黄绿CP顺序红黄绿0000411111005001201060103 10017100解因为输出为八个状态循环，所以用74LS161的低三位作为八进制计数器。若以 R

14、、八G分别表示红、黄、绿三个输出，则可得计数器输出状态。2、。八2。与R、八G 关系的真值表：题7.11的真值表QzQrQoRYG。必&RYG000000100111001100101001。10010110010。11001111100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,八G的逻辑式，并化成与数据选择器的输出逻辑式相对应的形式R=。式22）+e2（ae0）+。（。总）+。式。）丫 =。2（2旗）+0也）+1（。醺）+0（。）G = 0（20）+&（Q a）+0 （。醺）+2（。卫。）电路图如图A7.Ho1C

15、P £jDO DI D2 D30cEP 74161 LDCPQ0 QI Q2 Q3而7.12 所示。Si Dio D12 即比。Dzz& 1 Du D13D21 DzsAn 74LS153A。 Yi Y2Y图 A7.llSi Dio D12 s2D20 D22 ii D11 D13D21 D23n 74LS153A0 Yi Yz用JK触发器和门电路设计一个4位循环码计数器，它的状态转换表应如表P72计数 顺序电路状态进位输出 C计数 顺序电路状态 。短 3°©进位输出 C00 0 0 008110 0010 0 0 109110 1020 0 110101

16、111030 0 100111110040 11001210 10050 11101310 11060 10 101410 0 1070 10 001510 0 01表 P7.12"+1Z1 "+1”+1"+11.根据表P7.12画出4 幺 / 2 的卡诺图如图A72 (a)及图A7.12 (b)、 (d)、所示。2.用卡诺图化简，求状态方程。000100110010011011000100010101111101111111101010000010001001101100011110(a)QzQi皿 00 011110ft.。o£: 十 t a:（e）图A722运0”里+00" + Q；Q； = 2 这宜初 + 00京2与特性方程&"=+ M。；比较，可知驱动方程4二。3。2。1,降=。3。2。1Q=0Q；"+。； + ©Q"=。；必玄 + Q；Q；0Q；与特性方程。7 =+ R0；比较，可