时序逻辑电路习题解答

5-1分析图所示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和时序图。CLKZ图题5-1图解：从给定的电路图写出驱动方程为：D0(QSQin)eQ；DiQ01D2Qin将驱动方程代入D触发器的特征方程Qn1D,得到状态方程为:Q011(QnQin)eQ21Qin1Q1Q11Q1n由电路图可知，输出方程为ZQ；根据状态方程和输出方程，画出的状态转换图如图题解5-1(a)所示，时序图如图题解题解5-1(a)状态转换图CLK题解5-1(b)时序图综上分析可知，该电路是一个四进制计数器。5-2分析图所示电路的逻辑功能，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为输入变量。CLKA图题5-2图解：首先从电路图写出驱动方程为：DoAQ1DiAQ：Q1nA(Q0Qin)将上式代入触发器的特征方程后得到状态方程Qn1AQ1nQ1n1AQ0JQ：A(Q0nQ1n)电路的输出方程为：YAQOQ；AY题解5-2状态转换图综上分析可知该电路的逻辑功能为：当输入为0时，无论电路初态为何，次态均为状态“00”，即均复位；当输入为1时，无论电路初态为何，在若干CLK勺作用下，电路最终回到状态“10”。5-3已知同步时序电路如图(a)所示，其输入波形如图(b)所示。试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和时序图，并说明该电路的功能。(a)电路图CLK12345678(b)输入波形图题5-3图解：电路的驱动方程、状态方程和输出方程分别为:J0X,K0XJiXQo,KiXQ011XQnXQnXQ1n1XQ；Q1nXQ1nXQ01XQ1nYXQ；1根据状态方程和输出方程，可分别做出Q1n1Q；1和Y的卡诺图，如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 5-1所示。由此表状态转换表Q；1Q；1/Y\Q；Q1n00011110000/000/000/100/1101/011/011/011/0CLK1234567XQiQ0Y题解5-3(b)时序图综上分析可知：当输入X为序列110时，输出Y=1,因此，该电路是110序列检测器。5-4试画出用4片74LS194A组成16位双向移位寄存器的逻辑图。74LS194A的功能表见表。解：见图题解5-4。5-5在图所示的电路中，若两个移位寄存器中的原始数据分别为AAAA=1100,B3BBB=0001,CI的初值为0,试问经过4个CLe号作用以后两个寄存器中的数据如何这个电路完成什么功能图题5-5图解：经过4个CLK言号后，两个寄存器里的数据分别为:A3A2AA0110000011101,B3B2B1B00000这是一个4位串行加法器电路。5-6分析图的计数器电路，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74161的功能表如表所示。图题5-6图解：图所示的电路，是用异步置零法构成的十进制计数器，当计数进入Q3Q2Q1Q01010状态，与非门译码器输出低电平置零信号，立刻将74161置成Q3Q2Q1Q00000状态，由于Q3Q2Q1Q01010是一个过渡状态，不存在稳定状态的循环中，所以电路按0000~1001这十个状态顺序循环，从而构成十进制计数器。5-7分析图的计数器电路，在附0和附1时各为几进制计数器74160的功能表与表相同。CLK图题5-7图解：图所示的电路，是用同步置数法将74160接成的可变模计数器。在M=1时，当电路进入状态Q3Q2Q1Q01001以后，LD0,下一个CLK至ij达时,将D3D2D1D00100置入电路中，使Q3Q2Q1Q00100,然后再从0100继续做加法计数。因此，电路按0100〜1001这六个状态顺序循环，从而构成六进制计数器。同理。在附0,电路将按0010〜1001这八个状态顺序循环，故形成八进制计数器。5-8图电路时可变模计数器。试分析当控制变量A为0和1时电路各为几进制计数器。74161的功能表见表。解：这是用同步置数法接成的可控进制计数器。在A=1时，计数器计为Q3Q2Q1Q01011后，给出LD0信号，下一个CLK到来时计数器被置成Q3Q2Q1Q00000,故是一个十二进制计数器。在A=0时，计数器计为Q3Q2Q1Q01001后，给出LD0信号，下一个CLK到来时，计数器被置成Q3Q2Q1Q00000,故构成十进制计数器。5-9十六进制计数器74161的功能表如表所示，试以74161 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一个可控进制计数器,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。请标出计数器输入端和进位输出端。解：此题可有多种接法。图题解5-9是利用同步置数法接成的可控计数器，因为每次置数时置入的是D3D2D1D00000,所以附1时，应从Q3Q2Q1Q01110状态译出LD0信号；而在M=0时，应从Q3Q2Q1Q00100状态译出LD0信号。题解5-9图5-10试分析图计数器电路的分频比（即Y与CLK的频率之比）。74161的功能表见表。图题5-10图解：第（1）片74161是采用置数法接成的七进制计数器。每当计数器状态进入Q3Q2Q1Q01111（十五）时译出LD0信号，置入D3D2D1D01001（九），所以是15-9+1=7进制计数器。第（2）片74161是采用置数法接成的九进制计数器，当计数器状态进入Q3Q2Q1Q01111（十五）时译出LD0信号，置入D3D2D1D00111（七），所以是15-7+1=9进制计数器。两片74161之间采用了串行进位连接方式，构成了79=63进制计数器，故Y与CLK的频率之比为1:63。5-11图电路是由两片同步十进制计数器74160组成的计数器，试分析它是多少进制的计数器1图题5-11图解：第（1）片74160工作在十进制计数状态，第（2）片74160采用置数法接成三进制计数器，两片之间是十进制。若起始状态第（1）片和第（2）片74160的Q3Q2Q1Q0分别为0001和0111,则输入19个CLK信号以后，第（1）片变为0000状态，第（2）片接收了两个进位信号以后变为1001状态，并使第（2）片的LD0。第20个CLK信号到达后，第（1）片计成0001,第（2）片被置成0111,于是返回了起始状态，所以这是二十进制计数器。5-12的计数器图电路是由两片同步十六进制计数器74161组成的计数器，试分析它是多少进制图题5-12图解：这是采用整体置数法接成的计数器。在出现LD0信号以前，两片74161均按照十六进制计数，即第（1）片到第（2）片为十六进制，当第（1）片计为0010（二），第（2）片计为（五）时产生LD0信号，待下一个CLK言号到达后两片74161同时被置零，总的进制为5162183,故为八十三进制计数器。5-13画出两片同步十进制计数器74160接成同步三十一进制计数器的接线图。允许附加必要的门电路。解：由于31是素数，不能分解，所以必须采用整体置数法或整体置零法。这里采用了整体置数法，具体是，先将两片按同步连接方式接成1010100进制计数器，然后用电路计为30的状态译码出LD0的信号，如题解5-13所示。这样在电路从全零状态开始计数，tf入31个CLg将返回全零状态，形成三十一进制的计数器。题解5-13图5-14用同步十进制计数器74160设计一个三百六十五进制计数器。 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 各位间为十进制关系。允许附加必要的门电路。解：因为要求各位之间是十进制关系，所以需令每一位的74160接成十进制计数状态，并以低位的进位输出作高位的EP^ET的控制信号（或进位脉冲），接成三位十进制计数器，然后用整体置数（或置零）法再改接成三百六十五进制计数器。题解5-14是采用同步置数法的接线图，当计数器计成364状态时译出LD0信号,下一个CLKB冲到来时将计数器置为全零状态，从而得到三百六十五进制计数器。题解5-14图5-15设计一个数字钟电路，要求能用七段数码管显示从0时0分0秒到23时59分59秒之间的任意时刻。解：电路接法见题解5-15所示，计数器由六片74160组成，第（1）、（2）两片接成六十进制的“秒”计数器，第（1）片为十进制，第（2）片为六进制，第（3）、（4）片接成六十进制的“分”计数器，接法同“秒”计数器，第（5）、（6）片用整体复位法接成二十四进制的“时”计数器。显示译码器由六片7448组成，每片7448用于驱动一只共阴极的数码管BS201AAH图路电lTX^-5解题r-T*in<二EM•MM.-Ei'[AT*-i'Iff,4二JMV二一HHj3产三EIZhrHlc-4中T.-rwrAEI-m2高至-NJr/HP.UHaJH*》dowr卡--一要Ms.-WH--a,tn-不■5-16试利用同步十六进制计数器74161和4线-16线译码器74LS154设计节拍脉冲发生器，要求从12个输出端顺序、循环地输出等宽的负脉冲。解：此题的设计方法不是唯一的，比如可以采用同步置数法得到74161接成十二进制计数器，并把它的Q3,Q2,Q1,Qq接至74LS154的A3,A2,A,Aq输入端，在连续输入CLKB冲后，在74LS154的可〜Y11输出端就得到了12个等宽的顺序脉冲F0〜P11,电路接法如题解5-16所示。CLKEPET>CLKD°DiD2D3CRdLDQ0QiQ2Q3SAA0AA2A3P0PlP2P3P4P5P6P7P8P9Pl0Pl1题解5-16图5-17设计一个序列信号发生器电路，使之在一系列CLK1号作用下能周期性地输出“0010110111”的序列信号。解：此题的一种设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 使用十进制计数器和8选1数据选择器组成的，若十进制计数器选用74160,则可列出在CL3续作用下计数器状态Q3Q2Q1Q。与要产生的输出Z之间关系的真值表，如下表所不。若采用8选1数据选择器74HC151,则它的输出逻辑式可写为:Y口0（4儿与）D1（A2A1A0）D2（A2A1A0）Ds（A2AA0）口4（庆2人庆0）D5（A2AA0）D6（4AA。）D7（A2AA°）再由真值表写出Z的逻辑式，并化成与上式对应的形式后，得到:ZQ3（Q2QQ0）Q3（Q2Q1Q0）Q3（Q2Q1Q0）0^QR）Q3（Q2QQ0）Q3（Q2QiQq）0（Q2Q1Q0）Q3（Q2Q1Q0）令A2Q2,A1Q1,A。Qo,D0D1Q3,D2D4D5D7Q3,D3D60,则数据选择器的输出Y即是所求的Z,电路接法见题解5-17图所示。CLKEPETCLK06147O1LZDDDD3LDRdQ0QiQ2Q3C题解5-17图01234567ddddddddY^0AA1^TCHZ7CLK计计计Q3Q2Q1Q0Z0000001000102001013001104010015010116011007011118100019100115-18试用JK触发器和门电路设计一个同步七进制计数器。解：因为七进制计数器必须有七个不同的电路状态，所以需要用三个触发器组成，若对电路的状态编码没有提出要求，则取哪七个状态以及状态如何更替可自行确定，比如采用下图题解5-18(a)状态转换图所示的状态编码和循环顺序，即可画出电路次态nininl、(Q3Q2Q1)的卡诺图如图题解5-18(b)所示。题解5-18(a)状态转换图Q3n1的卡诺图Q3n1Q；1Qin1的卡诺图题解5-18(b)卡诺图从图(b)的卡诺图写出电路状态方程为：n1Q3Q3Q2Q2Q1(Q2Q1)Q3(Q2)Q3n1Q2Q2Q1Q3Q2Q1(Q1)Q2(Q3Q1)Q2-n1__一一，——、一，,、一Q1Q2Q1Q3Q1(Q2Q3Q1(1)Q1KQ对照，即可得到驱动方程为:将上式与JK触发器特性方程的标准形式Qn1JQJ3Q2Q1K3Q2J2QiK2(Q3Q1)J1(Q3Q2)；将无效状态111代入状态方程,根据驱动方程画出的电路图如题解5-18(c)图所示。得次态000,说明该电路能自启动。CLK5-19用D虫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自启动。解：因为电路必须有11个不同的状态，所以需用四个触发器组成这个电路，如果按题解5-19表取电路的11个状态和循环顺序，则可画出表示电路的次态的卡诺图如图题解5-19(a)所示。题解5-19表电路的状态转换表计计计计砌计-1—45678910计计计计计计0n十CQ33Q2Q1Q0--0—-0--1100102001130100001010011000111010000100101010计计计计10十一0-45678911110Q1Q000011110Q3Q21100000^0~0010/00011/00100/001010'/00110/01000,00111/0xxxx/xxxxx/xxxxx/xxxxx/x101001/0―1010/0—xxxx/x—0000/1题解5-19Q；1Qn101nlQn1/C的卡诺图由卡诺图得到四个触发器的状态方程为：n1Q3Q3Q1Q2Q1Q0n1Q2Q2Q1Q2Q0Q2Q1Q0n1QQ1Q0Q3Q1Q0n1-Z———Q0Q3Q0Q1Q0输出方程为：CQ3Q1由于D触发器的特性方程是Qn1D,于是得到图题解5-19(b)所示的电路图。由状态方程得输出方程画出电路的状态转换图如图题解5-19(c)所示，可见电路能自启动。题解5-19(b)逻辑电路图5-20设计一个串行数据检测电路。当连续出现四个和四个以上的1时，检测输出为1,其余情况输出为0。解：设未输入1以前电路的初始状态为S0,输入一个1以后电路的状态为S1,连续输入两个1以后电路的状态为S2,连续输入三个1以后电路的状态为S3,连续输入四个和四个以上的1以后电路的状态为S4,则可根据题意画出图题解5-20(a)所示的状态转换图。由图题解5-20(a)可见，S4和S3是等价状态可以合并，简化后的状态转换图如图题解5-20(b)所示。因为电路工作过程有四个状态，所以需要用两个触发器的四种状态组合00、01、10、11分别表示状态S0、S1、S2、S3,并以A表示输入，丫表示输出，则根据图题解5-20(b)可列出如题解5-20表所示的电路的状态转换表。题解5-20表状态转换表_o20n^Y^^QQ^00011110000/000/000/000/0101/010/011/111/0由表可画出Q1n1,Q01和Y的卡诺图，如图题解5-20(c)所示。从卡诺图得到电路的状态方程和输出方程为：-n1QAQiAQoQ0n1AQiAQ0YAQ1Q0若选用D触发器组成该电路，由于其特性方程Qn1D,于是得到如图题解5-20(d)所示的电路图。5-21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所示。M为输入控制变量,当M1时为正转，M0时为反转。1/101,1。。1/100M/ABC:1。1=1:1。1ABe;0/1000/110•1/001TOC\o"1-5"\h\z0/1010/0101/110>0/0010/011-^^:001■■■010图题5-21图解：取Q1,Q2,Q3三个触发器的状态分别表示A,B,C的状态，由图可见，输出状态与A,B,C的状态相同，故可直接得到yaQ1,ybQ2,y。Q3。根据已知的状态转换图画出Q；1、Q；1、Q；1作为Q1,Q2,Q3和M的逻辑 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数的卡诺图如图题解5-21(a)所示。00011110Q2Q3M0Q1110xxx0110100110011010101001xxx110100卡诺001xxx题解5®(1a)10011由卡诺图写出状态方程：Q1nQ；MQ2MQ3若采用D触发器，则根据Qn1MQ3MQ1Q311MQ1MQ2即得到每个触发器的驱动方程，据此可画出如图题解5-21(b)所示的电路图。ya(A)yb(B)题解5-21(b)逻辑电路图yc(C)5-22用JK触发器和门电路设计一个计计计计计计计计计计计计计计CQ3Q2QiQ000000010001020011030010040110050111060101070100081100091101010111101111100121010013101101410010151000116000004位格雷码计数器，它的状态转换表见表。表题5-22状态转换表解：按表中给出的计数顺序，得到图题解5-22(a)所示的Q；!Q；1Q1n1Q；1的卡诺图。00011110从卡诺图写出状态方程，经化简后得到:n1Q3Q3Q1Q3Q0Q2Q1Q0(Q2Q1Q0)Qa(Q2Q1Q0)Qan1Q2Q2Q1Q2Q0Q3Q1Q0(Q3Q1Q0)Q2(Q3Q1Q0)Q2n1Q1Q1Q0Q3Q2Q0Q3Q2Q0((Q2Q3)Q0)Q1(Q0(Q3Q2))Q1Q3Q2Q1Q3Q2Q1Q3Q2Q1(Q3Q2Q1)Q0(Q3Q2Q1))Q0从以上状态方程，再由Jk触发器的特性方程，可得到驱动方程为:J3Q2Q1Q0；J2可qQ0；J1(Q3Q2)Q0；J0(Q3Q2Q1)；K3Q2Q1Q0K2Q3Q1Q0K1(Q3Q2)Q0K0(Q3Q2Q1)进位输出彳言号为:CQ3Q2Q1Q0。得到的逻辑图如图题解5-22(b)所示。CLK题解5-22(b)逻辑电路图