数字电子技术(高吉祥) 课后答案5

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1、习题五习题五 5.1 填空题 （1） 一个五位二进制加法计数器，由 00000 状态开始，问经过 169 个输入脉冲后，此计数器的状态为 01001。 （2） 某寄存器由 D 触发器构成，有 4 位代码要存储，此寄存器必须有 4 个触发器。 （3） 在异步时序电路中，各触发器状态的变化不是同时发生的，所以没有统一的时钟 CP。 （4） 描述同步时序电路有三组方程，指的是驱动方程、状态方程和输出方程。 （5） 在设计时序电路时，对原始状态表中的状态化简，其目的是合并等价状态。 （6） 在设计同步时序电路时，常利用文字卡诺图来选型。 a) 若大 R 和大 S 能圈在一起，应选 T 触发器； b)

2、若大 R 和小 s 能圈在一起，应选 D 触发器； c) 若大 R 和大 S 不能圈在一起，大 S 与小 s 也不能圈在一起，应选 JK 触发器。 （7） 移位寄存器除寄存功能外，还有移位功能。 （8） 顺序（节拍）脉冲发生器就是用来产生一组按照事先规定的顺序脉冲的电路。 （9） 时序逻辑电路产生竞争-冒险现象包含两个方面： 一方面是组合逻辑电路部分可能发生的竞争-冒险现象；另一方面是存储电路工作过程中发生的竞争-冒险现象。 （10） 图 P5.1 是用计数器和数据选择器组成的序列信号发生器。其序列信号输出Y =00010111。 74LS16174LS152图 P5.1 用计数器和数据选择器

3、组成的序列信号发生器 5.2 试分析图 P5.2 时序电路的逻辑功能， 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 P5.2 解： （1）驱动方程为： n 12nn 221DA Q DA QQ=（2）状态方程为： n 1n 112n 1nnnn 222112QDA Q QDA QQA QA Q+=+（3）输出方程为： nn 21YA QQ= （4）电路的状态转换图为： 5.3 试分析图P5.3时序电路的逻辑功能， 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。检查电路能否自启动。 图 P5.3 解： （1）驱动方程为： nn 13

4、21nnn 21231 nnn 32132JQ Q , KA JQ , KQ Q JQ Q , KQ = =（2）状态方程组为： n 1nnnnn 332132 n 1nnnnn 221321 n 1nnnnn 131211QQ Q QQ Q QQ QQ Q Q QQ QQ QAQ+=+ =+ =+（3）输出方程为： nnnn 3232YQ QQ Q= （4）设nnn 321Q Q Q000=，列状态转换表如下： A n 3Q n 2Q n 1Q n 1 3Q+n 1 2Q+n 1 1Q+Y 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0

5、 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 （5）状态转换图如下： A=1时： A=0时： 由图可见，当A=1时，为有自启动能力的同步七进制计数器；当A=0时，为有自启动能力的同步四进制计数器。 5.4 试分析图P5.4时序电路的逻辑

6、功能， 画出电路的状态转换图， 检查电路能否自启动，说明电路实现的功能，A为输入变量。 C11J1K=1C11J1K1&1Q1Q2YCPAFF1FF2图P5.4 解： （1）驱动方程为： 11 n 221JK1 JKAQ= =（2）状态方程为： n 1n 11 n 1nn 221Q=Q QAQQ+ =（3）输出方程为： nnnnnnnn 21212121YAQ QAQ QAQ QAQ Q=+ （4）列状态转换表如下： A n 2Q n 1Q n 1 2Q+n 1 1Q+Y 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1

7、 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 （5）画状态转换图如下： 00Q2Q1A/Y0110110/11/00/00/01/01/10/01/0由状态转换图可知，电路为一可控同步2位二进制计数器，A=0时，为加法模4计数器，当A=1时，为减法模4计数器。 5.5 试分析图P5.5时序电路的逻辑功能， 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。检查电路能否自启动。 C11J1K&C11J1K&C11J1K&C11J1K&1Q0Q1Q2Q3CPY图 P5.5 解： （1）驱动方程为： 00nnnn 101310 nnnn 203201 nnn 3

8、012JK1 JQQ Q ,KQ JQQ ,KQQ JQ Q Q = = =（2）状态方程组为： n 1nnnnnn 3012303n 1nnnnnn 2023012n 1nnnnnn 1012301 n 1n 00QQ Q Q QQ Q QQ Q QQ QQ QQ Q Q QQ Q QQ +=+ =+ =+ =（3）输出方程为： nnnn 3210YQ Q Q Q= （4）列状态转换表如下： （令nnnn 3210Q Q Q Q0000=） n 3Q n 2Q n 1Q n 0Q n 1 3Q+n 1 2Q+n 1 1Q+n 1 0Q+Y 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1

9、1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 （5）画状态转换图如下： 5.6 分析图5.6所示的时序电路，并画出在时钟C

10、P作用下Q2的输出波形（设初始态为全0状态） ，并说明Q2输出与时钟CP之间的关系。 CP1DC11DC11DC1=1123 Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q2图 P5.6 解： （1）驱动方程为： n 11 n 22 n 33DQ DQDQ= = =为三个T-FF （2）状态方程组为： n 1n 3333QDQCP+= （3CP为2Q上升沿） n 1n 2222QDQCP+=（2CP为1Q上升沿） n 1n 1111QDQCP+=（1CP为3CPQ上升沿） 画波形图如下（nnn 321Q Q Q000=） ： 由图知， 2QCPT3.5T=，故2Q为CP的3.5分频。 5.7 分析图P5.7的计数

11、器电路， 说明这是多少进制的计数器。 十进制计数器74160的功能表与74LS161基本相同，具体见表5.5.4。 图 P5.7 解：七进制计数器。 5.8 分析图P5.8的计数器电路， 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的功能表如表5.5.4所示。 Q0Q1Q2Q3ETEPCPY1CP74160D0D1D2D3C LD RD&1图 P5.8 解：十进制计数器， “1010”为瞬态。 5.9 试用4位同步二进制计数器74LS161接成十二进制计数器，标出输入、输出端。可以附加必要的门电路。74LS161的功能表见表5.5.4。 解： （1）清零法 （

12、2）置数归零法 Q0Q1Q2Q3ETEPCP1CP74LS161D0D1D2D3C LD RD&1Q0Q1Q2Q3ETEPCP1CP74LS161D0D1D2D3C LD RD&15.10 试分析图P5.9的计数器在M=1和M=0时各为几进制。74160的功能表见74161功能表5.5.4。 图 P5.9 解：M=1时，六进制；M=0时，八进制。 5.11 图P5.10电路是可变进制计数器。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5.5.4。 Q0Q1Q2Q3ETEPCPY1CP74LS161D0D1D2D3C LD RD&11& A图 P5.10 解：A=

13、1时，十二进制；A=0时，十进制。 5.12 分析图P5.11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。74LS90的功能表见表P5-1。 Q0Q1Q2Q3R01R02CP0CP1 S91S92& &1CPY图 P5.11 表 P5-1 74290 功能表 输入 输出功能 CP R0(1) R0(2) S9(1) S9(2)Q3 Q2 Q1 Q0 H H L L L L L H H L L L L L H H H L L H L L 计数 L L 计数 L L 计数 L L 计数 解：状态转换图如下： 为七进制计数器。 5.13 试分析图P5.12计数器电路的分频比（即

14、Y与CP的频率之比） 。74LS161的功能表见正文中表5.5.4。 图 P5.12 解：fY : fCP = 1 : 63 5.14 图P5.13电路是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74161功能表5.5.4。 Q0Q1Q2Q3ETEPCP741601D0D1D2D3CLDRD Q0Q1Q2Q3ETEPCP741601D0D1D2D3CLDRD11CP1Y图 P5.13 解：三十进制的计数器，片间为十进制。 5.15 分析图P5.14给出的电路， 说明这是多少进制的计数器， 两片之间是多少进制。74LS161的

15、功能表见正文中表5.5.4。 Q0Q1Q2Q3ETEPCP74LS1611D0D1D2D3CLDRD Q0Q1Q2Q3ETEPCP74LS1612D0D1D2D3CLDRD1CP&Y图 P5.14 解：八十三进制；片间为十六进制。 5.16 用同步十进制计数器芯片74160设计一个三百六十五进制的计数器。要求各位为十进制关系。允许附加必要的门电路。74160的功能表见74161功能表见正文中表5.5.4。 解： （1）反馈归零法 （2）置数归零法 Q0Q1Q2Q3EPETCP741601D0D1D2D3CLDRDQ0Q1Q2Q3EPETCP741602D0D1D2D3CLDRDQ0Q1Q2Q3EPETCP741603D0D1D2D3CLDRDCP111&15.17 设计一个数字电路，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