习题5 时序规律电路分析与设计 数电 含答案

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时序规律电路分析与设计

数字电子技术

[题5.1]分析图题5.1所示电路的规律功能。并画出电路在输入端X收到序列为10110100时的时序图。

解：首先从电路图写出它的驱动方程：

??D1?XQ2???D2?XQ1Q2?X(Q1?Q2)将上式代入D触发器的特性方程后得到电路的状态方程：

n?1??Q1?XQ2?n?1??Q2?X(Q1?Q2)电路的输出方程为：

Y?XQ1Q2

根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如下图示：

1/11/01/01/00/0011110000/00/00/0X/Y

Q2Q1

所以，电路的功能是可重叠111序列检测器。当X收到10110100时的时序图是：

CP

X

Q1

Q2Y1

[题5.2]分析图题5.2所示电路的规律功能。并画出电路在连续的时钟脉冲作用下的时序图。

Q11JX1DC1ZC11KQ1ZQ21D1J

CPC1C1CP1KQ2图题5.1图题5.2

解：首先从电路图写出它的驱动方程：

??J1?Q1?Q2???K1?J1?Q1?Q2?J2?Q1?Q2?K?J?Q?Q?2212将上式代入D触发器的特性方程后得到电路的状态方程：

n?1??Q1?J1Q1?K1Q1?Q1Q2?n?1??Q2?J2Q2?K2Q2?Q1Q2电路的输出方程为：

Y?Q1Q2

根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如下图示：

CPQ1

Q2

Z

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所以，电路的功能是模3记数器。

[题5.3]试画出“1011〞不可重叠序列检测器的原始状态图和原始状态表。当输入信号X依序收到1011时，输出Z为1，否则Z为0。例如：

当X＝0101101101100，则Z＝0000100000100。解：原始状态图如下所示：1/01/00/01/11/00/0S4SSSS1320

0/00/01/00/0原始状态表如下所示：

Qn+1/ZQn+1/ZX

01Qn

S0S0/0S1/0

S1S2/0S1/0S2S0/0S3/0S3S2/0S0/1

S4S1/0S0/0

[题5.4]试画出“1001〞可重叠序列检测器的原始状态图和原始状态表。该电路在输入端X依序收到1001时，输出Z为1。且若Z=1，则仅当收到输入信号为0，输出信号Z才变为0，否则保持为1。例如：

当X＝0100111011001001，则Z＝0000111000001001。解：原始状态图如下所示：

1/00/00/01/11/00/00/0S4S1S3S2S01/01/00/0原始状态表如下所示：

Qn+1/ZQn+1/ZX

01Qn

S0S0/0S1/0

S1S2/0S1/0

S2S3S4

S3/0S0/0S2/0

S1/0S4/1S1/0

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[题5.5]若设计一个同步时序电路，每输入四位数码，电路恢复初态。在四位数码中，假使有且仅有三个1，则输出Z＝1，否则Z＝0。要求画出该电路的状态转换图和状态表，并作状态化简。

[题5.6]用观测法化简表题5.6（1）、（2）所示的原始状态表。

表题5.6（1）状态表1

SnSn+1/Y

S0S1S2S3

X

S1/1S0/1S3/1S2/10

S2/0S2/0S0/0S0/11

表题5.6（2）状态表2

SnSn+1/Y

ABCDE

X

B/0C/0C/0E/0C/00

1A/1A/0B/0D/1D/0

解：（1）由题意知：S0与S1等价所以，化简后结果是：

SnSn+1/YS0S2S3

X

S0/1S3/1S2/10

S2/0S0/0S0/11

（2）由题意知：A与D等价，B与E等价所以，化简后结果是：

SnSn+1/YABC

X

B/0C/0C/00

1A/1A/0B/0

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[题5.11]用4位二进制同步计数器74161和8选1数据选择器设计一个能够产生11100