数字电子电路课后习题答案详解

1、2022-4-291 Q0 Q1 Q2 Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1Z 0 0 0 1 0 00 0 0 1 0 0 01 0 1 0 1 0 10 0 1 1 0 0 11 1 0 0 0 1 00 1 0 1 1 1 01 1 1 0 1 1 10 1 1 1 0 1 116-9. 112011210212010,QQQQQQQQQQQQnnn状态方程：状态方程：输出方程：输出方程：2QZ 状态表状态表状态图状态图功能分析：功能分析： 序列信号发生器序列信号发生器(00010111)。该电路能自启动。该电路能自启动。2022-4-292波形图波形图2022-4-293激励方程：激励方

2、程：1; 1,;, 122121100KJKQJQKJ状态方程：状态方程： 10010000010QQQQQQKQJQn6-11. ,1211QQQn212QQn异步电路，可写成：异步电路，可写成： ,)(1010CPQQQn,1211CPQQQn022212,QCPCPQQn Q2 Q1 Q0 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 CP2 CP 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0

3、1状态表状态表2022-4-294状态图状态图波形图波形图功能分析：功能分析： 模模5异步计数器异步计数器具有自启动能力具有自启动能力2022-4-2956-14.(1)确定输入、输出变量：确定输入、输出变量：设输入为设输入为X，输出为，输出为Z。 (2) 设置状态设置状态 初态初态S0：无输入时的状态无输入时的状态(还没有收到一个有效值还没有收到一个有效值)。 其他状态：其他状态：从从S0出发，根据要记忆的输入信息出发，根据要记忆的输入信息(011)得到。得到。 S1： 收到收到0的状态。的状态。 S2： 收到收到01的状态。的状态。 S3： 收到收到011的状态。的状态。 (3) 画状态图

4、画状态图2022-4-2966-15. 分分2种情况：种情况：不重叠不重叠(Z1)和和可以重叠可以重叠(Z2)。 不重叠：不重叠：指前一个指前一个1011序列和后一个序列和后一个1011序列不重叠。序列不重叠。 可以重叠：可以重叠：指前一个指前一个1011序列和后一个序列和后一个1011序列有重叠。序列有重叠。 X 0010110111001011 Z1 0000010000000001 Z2 0000010010000001 2022-4-2972. 设置状态设置状态 初态初态S0：无输入时的状态无输入时的状态(还没有收到一个有效值还没有收到一个有效值)。 其他状态：其他状态：从从S0出发，

5、根据要记忆的输入信息出发，根据要记忆的输入信息(1011)得到。得到。 S1： 收到收到1的状态。的状态。 S2： 收到收到10的状态。的状态。 S3： 收到收到101的状态。的状态。 S4： 收到收到1011的状态。的状态。 3. 画状态图画状态图1.确定输入、输出变量：确定输入、输出变量：题中已设定题中已设定(X，Z1或或X，Z2)。 (1)不重叠不重叠明显明显S0S4，故可改写成故可改写成2022-4-298S0：无输入时的状态无输入时的状态 S1： 收到收到1的状态的状态 S2： 收到收到10的状态的状态 S3： 收到收到101的状态。的状态。 S4： 收到收到1011的状态。的状态。

6、 (2)可以重叠可以重叠明显明显S1S4，故可改写成故可改写成2022-4-2996-16. (a) 隐含表：隐含表：由隐含表可得到等价状态对：由隐含表可得到等价状态对：AF，BE，CG最大等价类：最大等价类：AF，BE，CG， D最简状态表最简状态表2022-4-2910 (b) 隐含表：隐含表：由隐含表可得到等价状态对：由隐含表可得到等价状态对：AB，AC，BC最大等价类：最大等价类： ABC，D，E最简状态表最简状态表2022-4-29116-17. (1) 有有4个状态，故可使用两个触发器个状态，故可使用两个触发器Q1、Q0。 原则一：原则一： AC、AD、 BD、CD相邻。相邻。 原

7、则二：原则二： AB、BC、AD 、 AC相邻。相邻。 原则三：原则三： AD、BC相邻。相邻。于是得到卡诺图表示的分配结果。于是得到卡诺图表示的分配结果。 由图知：只是没满足由图知：只是没满足AB、CD相邻。相邻。2022-4-2912 (2) 有有3个状态，故可使用两个触发器个状态，故可使用两个触发器Q1、Q0。 原则一：原则一： AE、DE相邻。相邻。 原则二：原则二： DE 、 AD相邻。相邻。 原则三：原则三： AE相邻。相邻。于是得到卡诺图表示的分配结果。于是得到卡诺图表示的分配结果。 由图知：只是没满足由图知：只是没满足AD相邻。相邻。2022-4-29136-19. 说明：说明

8、：由题知由题知, 这是模这是模5计数器计数器, Q2Q1Q0=100时，应有时，应有Z=1 Q2 Q1 Q0 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Z 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 1 00 0 1 0 0 1 10 0 1 1 1 0 00 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 0 10 1 1 0 0 0 00 1 1 1 0 1 0001212QQQQn1,2012KQQJ012QQQZ 输出方程：输出方程：状态方程和激励方程：状态方程和激励方程：12022-4-2914010001111011 1Q2Q1Q0Q1n+11020210201201201211)(QQQQQQQ

9、QQQQQQQQQQQn021021021,QQKQQKQQJ0100011110 11 1Q2Q1Q0Q0n+10120210QQQQQQn02QQ12020,QQKQJ没有无关项，肯定能自启动。没有无关项，肯定能自启动。2022-4-29152022-4-29166-29. 异步级联：异步级联：级联电路如图级联电路如图74LS160是是10进制计数器，有异步清零端和同步置数端。进制计数器，有异步清零端和同步置数端。分解：分解：M=35=57；构成模构成模5和模和模7计数器计数器：用：用OC置数法。置数法。模模5的计数范围：的计数范围：59模模7的计数范围：的计数范围：39DCBA=0101

10、DCBA=0011(1)大模分解法大模分解法OC=1时置数时置数(LD有效有效) OC 经非门接经非门接LD2022-4-2917(2)整体置数法整体置数法级联：级联： 2片片74LS160 模模N=1010=100的计数器的计数器整体置数法整体置数法： 同步级联同步级联(a)整体置整体置0法：法：计数范围为计数范围为 034DCBA =DCBA=0000译码态译码态 34=0011 0100译码电路译码电路2022-4-2918(b)OC整体置数法：整体置数法：DCBA DCBA=0110 0101计数范围为计数范围为: 6599片片2 OC=1时置数时置数(LD有效有效) 片片2 OC 经

11、非门接经非门接LD2022-4-29196-33. (1) 74LS163是是16进制加法计数器，具有同步置数端。进制加法计数器，具有同步置数端。 2级级联模值：级级联模值：N=1616=256故故 预置值预置值=N-M=256-M由图知：由图知：预置值预置值=(1001 0101)2=149 M=N-预置值预置值=256-149=107因因 M=55 ，故故 预置值预置值=256-M=201=(1100 1001)2(2) 74LS162是是10进制加法计数器，具有同步置数端。进制加法计数器，具有同步置数端。 2级级联模值：级级联模值：N=1010=100故故 预置值预置值=N-M=100-

12、M由图知：由图知：预置值预置值=(1001 0101)BCD=95 M=N-预置值预置值=100-95=5因因 M=55 故故 预置值预置值=100-55=45=(0100 0101)BCD2022-4-29206-36. 74LS194：4位双向移位寄存器；位双向移位寄存器；74LS151：8选选1数据选择器；数据选择器；74LS161：异步清零和同步置数的：异步清零和同步置数的16进制计数器进制计数器确定寄存器的位数确定寄存器的位数n，及其，及其M个独立状态。个独立状态。 先假设先假设n=3，可得到，可得到14个状态，经检查发现有重复。个状态，经检查发现有重复。 再取再取n=4，可得：，可

13、得： 0100，1001，0011，0110，1100，1000，0001， 0010，0101，1011，0111，1110，1101，1010。 没有重复，独立的没有重复，独立的14个状态。个状态。输出序列：输出序列：0100 1100 0101 11(1) 反馈移位型：反馈移位型： 74LS194，74LS151。2022-4-2921 Q0 Q1 Q2 Q3F(SL) 0 1 0 01 1 0 0 11 0 0 1 10 0 1 1 00 1 1 0 00 1 0 0 01 0 0 0 10 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 1 11 0 1 1 10 1 1 1 01 1

14、1 0 10 1 0 1 00列态序表和反馈函数表，求反馈函数列态序表和反馈函数表，求反馈函数F的表达式的表达式(左移左移)F的卡诺图的卡诺图列态序表和反馈函数表列态序表和反馈函数表圈圈K圈：圈：圈圈1得到与或式，得到与或式，此时此时0000必必须圈，须圈，1111必须不圈才会自启动。必须不圈才会自启动。4210mQQQ2210mQQQ353210QmQQQQ373210QmQQQQ313210QmQQQQ303210QmQQQQ令令74LS151的的A2A1A0=Q0Q1Q2 。3735423130QmQmmmQmQmSL2022-4-29223735423130QmQmmmQmQmSL20

15、22-4-2923(2) 计数型：计数型： 74LS161，74LS151。设计计数器：设计计数器： M=14，故设计模，故设计模14计数器。计数器。 采用采用OC置数法：置数法：OC=1时置数时置数LD低电平有效，故低电平有效，故OC加反门后接加反门后接LD。计数范围：计数范围： 00101111置数态置数态=0010=ABCD2022-4-2924 根据计数状态和输出序列的对应关系，列出根据计数状态和输出序列的对应关系，列出Z的真值表和的真值表和K图。图。 设计输出电路。设计输出电路。 QD QC QB QAZ 0 0 1 00 0 0 1 11 0 1 0 00 0 1 0 10 0 1

16、 1 01 0 1 1 11 1 0 0 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 0 1 11 1 1 0 00 1 1 0 11 1 1 1 01 1 1 1 11令令74LS151的的A2A1A0=QCQBQA 。5mQQQQQDABCD3mQQQABC7mQQQABC6mQQQABC7653mmmQmZD2022-4-29257653mmmQmZD2022-4-2926msUUUUntTM65. 1)()0()(1CRVUEUUT1,310,)(, 0)0(7-1. (1)msUUUUntTM35. 0)()0()(1CRVUUVUT2,35, 0)(,310)0(2)2022-4

17、-29277-2. (1) 设计图：设计图：基本同教材图基本同教材图7.2.2，只是输入由，只是输入由“负脉冲触发负脉冲触发”改成改成“正脉冲触发正脉冲触发”，于是输入加个非门。，于是输入加个非门。R的计算：的计算： 根据根据TW=RCln3，可算出，可算出 R=386k2022-4-2928mssCRRTo7007 . 07 . 010510)502100(2ln)2(632117-3. (1)mssCRRTo14. 07 . 01001. 010)5210(2ln)2(63212(2)波形图如右。波形图如右。 因因 fo2 fo1，且，且Uo1的输出接至的输出接至Uo2的复位端，因此的复位端，因此Uo1=1时时Uo2才有输出，才有输出， Uo1=0时，时， Uo1停止振动。停止振动。 所以，该电路可以产生间歇振荡。所以，该电路可以产生间歇振荡。2022-4-2929(2)若若U5=UCO=4V，则，则UR1=4V，UR2=2V。暂稳态暂稳态1：C通过通过R1、R2 充电，从充电，从 UR2 变到变到UR1的过程。的过程。31)(45251)(1)(212112211nCRRnCRRUUUUnCRRT