第五章时序逻辑电路作业解答15.3幻灯片

第五章时序逻辑电路

作业解答2014年4月22日15-2

分析下图所示同步计数器电路。CPQ211J

C11KQ0Q0FF01J

C11KQ1Q1FF1

1J

C11KQ2FF2＆解:

该电路采用3级JK触发器，下降沿触发。各级触发器受同一时钟CP控制，是同步时序逻辑电路。2驱动方程为：状态方程由可得该电路没有输出，所以没有输出方程。3

列出状态

转移真值

表:次态初态序号偏离状态000010010010100102110110300100140001010100110101110004画出状态转移图:/Z结论:具有自启动性的同步5进制计数器。

0000010110101001111011105解:

由图可见1CP

Q3Q2Q1Q0CP^CT74163CRLDCTTCTPCOD3D2D1D0＆(a)即当输出状态为1010时同步置数重新回到0000。由此可得状态转移表如右表。序号Q3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091011000110计数器的模值为11。7解:

由图可见即当输出状态为1010时同步清零重新回到0000。由此可得状态转移表如右表。序号Q3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091011000110CP

Q3Q2Q1Q0CP^CT74163LDCRCTTCTPCOD3D2D1D0＆(b)1计数器的模值为11。8解:

由图可见即当输出状态为1010时异步置数重新回到0000。由此可得状态转移表如右表。计数器的模值为10。CP

Q3Q2Q1Q0CP^CT74161LDCRCTTCTPCOD3D2D1D0＆(c)1序号Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000910011010101010为暂态95-7

下图所示电路用两片集成同步4位二进制同步计数器CT74161构成的计数器，说明该计数器的分频比。01CP1

CPCT74161ⅠCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0Z

CPCT74161ⅡCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^^1解:

由电路图可见两片集成电路各自独立构成了计数器，但两级计数器是异步连接的。1001CP1

CPCT74161ⅠCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0Z

CPCT74161ⅡCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^^1

Ⅰ片的模值：16-4(0100)=12Ⅱ片的模值：16-8(1000)=8

所以该电路的计数模值（分频比）：12×8=96115-8

下图所示用集成二-五-十进制异步计数器CT7490构成的电路，列出状态转移表，画出状态图和时序图,说明其计数模值。CP(a)00

Q0

R01R02S91S92CT7490CP1

Q1

Q2

Q3

CP2解:

由电路图中时钟的接法可见，计数器按照8421BCD码计数，且时，进行异步清零。所以状态转移表和状态图如下页12序号Q3Q2Q1Q000000有效状态1000120010300114010050101暂态状态转移表状态图00000001001000110100时序图如下页13CP下降沿Q0Q1Q2Q30000100001001100001000001000计数器的模值为5。1400CP

Q0

R01R02S91S92CT7490CP1

Q1

Q2

Q3

CP2(b)解:

由电路图中时钟的接法可见，计数器按照5421BCD码计数，且时，进行异步清零。所以状态转移表和状态图如下页时序图略15序号Q0Q3Q2Q100000有效状态100012001030011401005100061001710108101191100暂态状态转移表状态图000000010010001101001000100110101011计数器的模值为9。16(c)CP00

Q0

R01R02S91S92CT7490CP1

Q1

Q2

Q3

CP2解:

由电路图中时钟的接法可见，计数器按照8421BCD码计数，且时，进行异步置9

。所以状态转移表和状态图如下页17序号Q3Q2Q1Q001001有效状态10000200013001040011501006010170110暂态状态转移表状态图1001000000010010001101000101时序图见下页18CP下降沿Q0Q1Q2Q3100100001000010011000010101010010000计数器的模值为7。195-11

分析题图5-9所示由集成4位二进制计数器CT74161和集成2线—4线译码器构成的电路；设时钟频率fCP=90kHz，说明译码器的地址输入AB分别为00，01，10，11时，

CT74161的输出CO的频率f各是多少？1CPf

CPCT74161ⅡCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^1

BIN/OCTSTA1A0Y3Y2Y1Y0AB201CPf

CPCT74161ⅡCRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^1

BIN/OCTSTA1A0Y3Y2Y1Y0AB解:此电路利用置数端来控制计数模值，且。当计数满值进位时，CO输出高电平，经非门处理输出低电平送入集成计数器的置数端，使计数器进行同步置数。置入数据由2线-4线译码器输出确定。21当AB=00时，计数器的有效状态为1110→1111。实现模2计数。因此，fCO=90÷2=45kHz。当AB=01时，计数器的有效状态为1101→1110→1111。实现模3计数。因此，fCO=90÷3=30kHz。22当AB=10时，计数器的有效状态为

1011→1100→1101→1110→1111。实现模5计数。因此，fCO=90÷5=18kHz。当AB=11时，计数器的有效状态为0111→1000→1001→1010

→

1011→1100→1101→1110→1111。实现模9计数。因此，fCO=90÷9=10kHz。235-12

用集成同步十进制计数器CT74160，设计一个七进制计数器，列出状态转移表，画出逻辑图。解：有多种方法。⑴利用置入控制端的置位法。

1CP1

CPCT74160CRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^001110－7＝3＝序号Q3Q2Q1Q000011有效状态10100201013011040111510006100124⑵利用清零控制端的复位法。

序号Q3Q2Q1Q000000有效状态100012001030011401005010160110暂态0110CP

Q3Q2Q1Q0CP^CT74160LDCRCTTCTPCOD3D2D1D0＆1255-13

用一片集成4位二进制计数器CT74161和必要的门电路设计一个可变模值计数器，当A＝0时，实现模8；当A＝1时，实现模6。简要说明设计思路，画出逻辑图。解:利用置入控制端的置位法。

本题使用进位输出端的输出信号经非门处理后送入置数端来控制计数模值。

1CP1

CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^？？？？26将上述两种情况比较可得当A=1时，进行模6计数，并入数据应为D3D2D1D0=(16－6)10=(1010)8

；D2=

D0=

0,D3

=1,D1=A。因此可得电路图01CP1

CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0^A当A=0时，进行模8计数，并入数据应为D3D2D1D0=(16－8)10=(1000)8

；275-14用两片CT74160芯片设计M=36计数器，画出电路图,

列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。分析：由于CT74160为模10计数器，要实现模36计数器，必须用两片方可。在具体实现上，可用LD或CR来控制计数模值，两级之间CP可以同步也可以异步，所以有多种方案可供选择。除了以下给出的两种设计方案，同学们还可自行设计出其他方案。28解1：用LD来控制计数模值，两级计数模值分别为4和9(或6和6)，级间异步，实现电路如下CP

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74160ⅠCRLDCTTCTPCO111100

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74160ⅡCRLDCTTCTPCO110001F两片各自状态转移表见下页。29片Ⅰ序号Q3Q2Q1Q001230011110011000101片Ⅱ序号Q3Q2Q1Q001234567800000001100011110001100110010101010130解2：用CR来控制计数模值，实现电路如下,其思路：两片各自状态转移表见下页。1&CP

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74160ⅠLDCRCTTCTPCO

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74160ⅡLDCRCTTCTPCO1&&F采用8421BCD码，级间同步，计数范围为00000000(十进制00)——00110101(十进制35)，利用00110110(十进制36)产生清零信号。31片Ⅱ序号Q3Q2Q1Q001230000000000110101片Ⅰ序号Q3Q2Q1Q001234567890000000011000011110000110011000101010101325-15用两片CT74163芯片设计M=53计数器，画出电路图,

列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。解：①(53)10＝(35)16②有效状态：(00~34)16

，无暂态。③反馈清零方程：1CP

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74163ⅠLDCRCTTCTPCO

Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CP^CT74163ⅡLDCRCTTCTPCO1&33

01234567891011121314150000000100100011010001010110011110001001

101010111100110111101111片Ⅰ状态转移表

01230000000100100011片Ⅱ状态转移表345-16

试用两片CT74161设计一个分频电路，电路采用

M＝9×12的形式，芯片Ⅱ的输出端和时钟CP的分频

比为1/108。请分别列出各片的状态转移真值表并画出逻辑图。解:

采用进位输出