第4章習(xí)題答案

1、思考題：題4.1.1 按觸發(fā)方式觸發(fā)器可分為 、 和 三類。答：電平觸發(fā)、主從觸發(fā)、邊沿觸發(fā)。題4.1.2 由與非門構(gòu)成的RS鎖存器輸入信號不允許同時為 。答：0題4.1.3 觸發(fā)器有 個穩(wěn)定狀態(tài)，它可記錄 位二進(jìn)制碼，存儲8位二進(jìn)制信息需要 個觸發(fā)器。答：2、1、8。題4.1.4 如果由或非門構(gòu)成的RS鎖存器輸入信號同時為1，此時輸出的原端Q和非端為 。然后改變兩輸入信號為0，輸出原端Q和非端為 。答：0、不定（0，1或1，0）題4.2.1 在圖4.2.1（b）中將C1改為C2，當(dāng)C2有效時，1S、1R和C2 。答：無關(guān)。題4.2.2 同步RS觸發(fā)器和RS鎖存器主要區(qū)別是 。答：觸發(fā)信號。題

2、4.2.3 保證同步D觸發(fā)器的輸出穩(wěn)定，要求輸入有效信號的高電平至少需要 。答： 4tpd。題4.2.4 同步觸發(fā)器的缺點(diǎn)是 。 （A）抗干擾能力差 （B）空翻現(xiàn)象 （C）多次翻轉(zhuǎn) （D）約束條件答：A、B、C、D。題4.2.5 同步D觸發(fā)器和同步RS觸發(fā)器相同之處是 ，不同之處是 。 （A）空翻現(xiàn)象，約束條件 （B）同步信號，空翻現(xiàn)象（C）約束條件，空翻現(xiàn)象 （D）時鐘，同步信號答： A題4.3.1 具有約束條件的觸發(fā)器有 。（A）主從RS觸發(fā)器 （B）由主從RS觸發(fā)器組成D觸發(fā)器（C）主從JK觸發(fā)器 （D）由主從JK觸發(fā)器組成D觸發(fā)器答：A題4.3.2 具有一次翻轉(zhuǎn)特性的觸發(fā)器有 。（A）

3、主從RS觸發(fā)器 （B）由主從RS觸發(fā)器組成D觸發(fā)器（C）主從JK觸發(fā)器 （D）由主從JK觸發(fā)器組成D觸發(fā)器答：、D題4.3.3 主從RS觸發(fā)器不能完全克服多次翻轉(zhuǎn)的原因是 。（A）主從RS觸發(fā)器的主觸發(fā)器工作原理和同步RS觸發(fā)器相同（B）主從RS觸發(fā)器的從觸發(fā)器工作原理和同步RS觸發(fā)器相同（C）輸入信號R不穩(wěn)定（D）異步復(fù)位或置位不考慮時鐘的到來就將輸出清零或置1答：A題4.3.4 主從觸發(fā)器的時鐘在高電平時，將輸入信號傳遞到 。在低電平時，將信號傳遞到 。（A） 從觸發(fā)器輸出 （B）主觸發(fā)器輸出 （C）JK觸發(fā)器輸出 （D）D觸發(fā)器輸出答：B、A題4.3.5 主從JK觸發(fā)器在時鐘CP高電平時

4、，輸入信號J、K應(yīng)保持 。在CP變?yōu)榈碗娖綍r，至少保持 可將主觸發(fā)器來的信號傳遞到輸出。（A）1tpd （B）2tpd （C）3tpd （D）4tpd 答：C、D題4.3.6 T觸發(fā)器的激勵信號T= 。（A） （B） （C） （D） 答：A題4.3.7 主從觸發(fā)器輸入信號需要時鐘CP 時傳到輸出，改變輸出狀態(tài)。（A）1個周期的低電平（B）1個周期的高電平（C）高電平時（D）低電平時答：A、B題4.4.1 抗干擾能力最弱的觸發(fā)器是 。（A）主從RS觸發(fā)器 （B）維持阻塞RS觸發(fā)器（C）主從JK觸發(fā)器 （D）由主從JK觸發(fā)器組成D觸發(fā)器答：A題4.4.2 沒有空翻現(xiàn)象的觸發(fā)器有 。（A）主從RS觸

5、發(fā)器 （B）維持阻塞RS觸發(fā)器（C）維持阻塞D觸發(fā)器 （D）傳輸延遲JK邊沿觸發(fā)器答：B、C、D題4.4.3維持阻塞RS觸發(fā)器利用 , 在時鐘CP的邊沿傳遞數(shù)據(jù), 傳輸延遲D觸發(fā)器利用 , 在時鐘CP的邊沿傳遞數(shù)據(jù),。（A）門的延時 （B）維持阻塞線 （C）脈沖的低電平 （D）高電平或低電平答：B、A題4.4.4 分析傳輸延遲JK觸發(fā)器之后, 發(fā)現(xiàn)CP在高電平時, 輸出狀態(tài) 。CP在低電平時，輸出狀態(tài) 。（A） 不變 （B）為0 （C）為1 （D）改變答：A、A題4.4.5在時鐘CP有效的情況下, 觸發(fā)器輸出的新狀態(tài)等于輸入信號的是 觸發(fā)器。（A）D （B）JK （C）RS （D）T 答：D題

6、4.4.6 D觸發(fā)器的輸入信號D在CP的上升沿到來前需要維持 ，CP的上升沿到來后，時鐘CP應(yīng)保持 。（A）1tpd （B）2tpd （C）3tpd （D）4tpd 答：B、C題4.5.1指出下列哪種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器可以構(gòu)成移位寄存器，哪些不能構(gòu)成移位寄存器。如果能夠，請?jiān)冢?）內(nèi)畫，否則畫。 （A）RS鎖存器（ ） （B）同步RS觸發(fā)器（ ） （C）主從JK觸發(fā)器（ ）（D）維持阻塞觸發(fā)器（ ） （E）用CMOS傳輸門組成的邊沿觸發(fā)器（ ）答：、題4.5.2 對于D觸發(fā)器，如果令，則D觸發(fā)器可以完成 觸發(fā)器的邏輯功能。答：計(jì)數(shù)題4.5.3有4個JK觸發(fā)器的J和K全接高電平，第1個JK觸發(fā)器的

7、時鐘接外加時鐘信號，第1個JK的輸出Q作為第2個JK觸發(fā)器的時鐘，第2個JK的輸出Q端作為第3個JK觸發(fā)器的時鐘，第3個的輸出Q端作為第4個JK觸發(fā)器的時鐘，且每個JK觸發(fā)器時鐘為低電平有效，問電路完成什么功能？ 。若每個JK觸發(fā)器時鐘為高電平有效，問電路又完成什么功能？ 。 答：加1十六進(jìn)制計(jì)數(shù)、減1十六進(jìn)制計(jì)數(shù)題4.5.4 JK觸發(fā)器在CP脈沖作用下，能完成Qn+1= Qn的輸入信號應(yīng)為 。(A) J=K=0 (B) J=Q ，K= (C) J=，K=Q (D) J=Q，K=0 (E) J=0，K=答：A、B、D、E題4.5.5若D觸發(fā)器的D端連在端上，經(jīng)100個脈沖作用后，其次態(tài)為0，則

8、現(xiàn)態(tài)應(yīng)為 。答：0題4.5.6主從RS觸發(fā)器通過邏輯功能轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器，D觸發(fā)器輸出狀態(tài)改變需要時鐘的觸發(fā)方式為 。 (A)上升邊沿 (B) 高電平 (C) 低電平 (D) 一個脈沖 (E) 下降邊沿答：D習(xí)題與自檢題習(xí)題4.1在題圖4.1（a）所示電路中，設(shè)現(xiàn)態(tài)Q1Q2Q3=000，分析經(jīng)5個脈沖作用后，各觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Q1Q2Q3是什么，經(jīng)過幾個脈沖又回到了初始狀態(tài)。CP1DQC1QQ1Q2Q31DQC11DQC1(a)題圖4.1 習(xí)題4.1圖 解：經(jīng)過第1個脈沖的上升沿后，輸出狀態(tài)為100。 經(jīng)過第2個脈沖的上升沿后，輸出狀態(tài)為110。經(jīng)過第3個脈沖的上升沿后，輸出狀態(tài)為111。經(jīng)過第

9、4個脈沖的上升沿后，輸出狀態(tài)為011。經(jīng)過第5個脈沖的上升沿后，輸出狀態(tài)為001。6個習(xí)題4.2在由邊沿JK觸發(fā)器組成的兩個電路，如題圖4.2（a）、（b）所示。試分析兩個電路在邏輯功能上的相同之處。題圖4.2 習(xí)題4.2圖（b）Q1Q2CP1J1KQC11J1KQC11Q2Q1CP1J1KQC11J1KQC1（a） 解：相同：兩者都是同步三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，狀態(tài)循環(huán)為00011000。計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如題圖4.2答所示。不同：圖4.2（a）能自啟動，圖4.2（b）不能自啟動。當(dāng)電路處于11狀態(tài)時，圖4.2（b）電路始終保持此狀態(tài)，不能進(jìn)入三進(jìn)制計(jì)數(shù)的循環(huán)狀態(tài)。而圖4.2（a）電路處于11狀態(tài)時，只要

10、來一個CP脈沖后，會翻轉(zhuǎn)為00狀態(tài)，并能繼續(xù)正常計(jì)數(shù)。11000110題圖4.2答 習(xí)題4.3題圖4.3（a）所示線路均為TTL電路，試根據(jù)題圖4.3（c）所給出的輸入波形A、B、C, 畫出F1的波形。ABCF2F1(c)題圖4.3 習(xí)題4.3圖（a）&F1&A&CRBRCCB111KA1JC1F2CRS=1Q（b） 解：此題為觸發(fā)器問題，只要寫出觸發(fā)方程即可畫出波形, F1，F(xiàn)2波形圖題圖4.3答所示。ABCF2F1題圖4.3答 輸入/輸出波形習(xí)題4.4 分析題圖4.4（a）電路，試敘述工作原理，并說明電路功能。題圖4.4 習(xí)題4.4圖&G2&G5&G1&G6&G4&G3（a）QQCPRS

11、解：電路結(jié)構(gòu)類似邊沿D觸發(fā)器, 是邊沿RS觸發(fā)器。工作原理也類似邊沿D觸發(fā)器。習(xí)題4.5 試根據(jù)題圖4.5（a）所示狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖寫出特征方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。題圖4.5 習(xí)題4.5狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表01XY=1XY=0(a)題表4.5XYQn+100Qn01110011(b) 解：1. 根據(jù)題圖4.5（a）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如題表4.5答所示。題表答4.5XYQnQn+1000001001000110100110111101011112. 求特征方程先以X、Y、Qn為輸入信號，Qn+1為輸出信號，列出卡諾圖，求出最簡表達(dá)式。 特征方程為：（b）Q1DC15kH11J1KSRC1111Q8

12、kH（a） 題圖4.6 習(xí)題4.6圖習(xí)題4.6題圖4.6 (a)所示電路中，CP脈沖的頻率均為8KHz，分析輸出端Q1的頻率為多少？具有什么邏輯功能？ 解：題圖4.6 (a)所示電路中參數(shù)代入JK觸發(fā)器特征方程，符合1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，又是二分頻器，所以輸出是4 KHz。習(xí)題4.7 題圖4.7 (a)是由一個主從JK觸發(fā)器及三個非門構(gòu)成的“沖息電路”，圖4.7圖(b)是時鐘CP的波形，假定觸發(fā)器及各個門的平均延遲時間都是6ns，試?yán)L出輸出UO的波形。 題圖4.7 習(xí)題4.7圖（a）（b）UOQCPQ150ns1111J1K1SDRD（b）（a）QQ&1CPKJJCP圖4-33 習(xí)題4-5圖（a）

13、“1檢出電路”邏輯圖； （b）輸入波形。RDQJSRC1CPQ150nsQUO題圖4.7答 習(xí)題4.7輸入/輸出波形圖6ns18ns解：由題圖4.7（a）所示電路知，D=1=J=K=1，觸發(fā)器初始狀態(tài)Q=0，則UO=1。UO=1時, Q在時鐘CP為下降沿延時6ns后, 翻轉(zhuǎn)為高電平, 再經(jīng)過18ns， UO=0。假設(shè)異步復(fù)位延時忽略，在增加18 ns，UO=1。由此得Q與UO的波形如題圖4.7答所示。習(xí)題4.8 題圖4.9（a）所示電路由D觸發(fā)器和全加器組成，其中C、S分別是全加器的進(jìn)位輸出端以及和輸出端，電路有兩個輸入端X和Y，一個輸出端S。1試求該電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。2畫出在如題圖4.9（b

14、）所示輸入信號的作用下，Q和S的波形，設(shè)初態(tài)為0。題圖4.9 習(xí)題4.8圖CXYCOCICPS（a）Q1DC1（b）XCPY解：1. 根據(jù)加法器得出輸出S、C與輸入X、Y和Qn的真值表。時鐘CP的上升沿到來以后，將D觸發(fā)器的輸入信號C傳遞到輸出Qn+1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如題表4.8答所示題圖4.9答 習(xí)題4.8波形圖答案XCPYQn+1SC題表4.8答X Y QnS C Qn+10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 01 0 01 0 00 1 11 0 00 1 10 1 11 1 1 2. 先根據(jù)真值表作出C的波形圖，再根據(jù)時鐘的上升沿將信號C移

15、到時鐘的上升沿。波形圖如題圖4.9答所示。習(xí)題4.9 請分析給出的VHDL描述的電路功能。ENTITY reg IS PORT(d,clk:IN BIT; q1,q2:OUT BIT); END reg; ARCHITECTURE reg_arc OF reg IS BEGIN PROCESS BEGIN WAIT UNTIL clk= 0 AND clkEVENT; q1 = d; q2 = NOT（d）; END PROCESS; END reg_arc;解：從程序中可以看出激活進(jìn)程方式是WAIT UNTIL。進(jìn)程語句中clk為低電平，而且是剛剛發(fā)生時，即下降沿時激活進(jìn)程。信號d傳到q1。

16、信號d取非之后傳到q2。每當(dāng)進(jìn)程的某個敏感信號發(fā)生變化時，進(jìn)程內(nèi)部的順序行為語句就要依次地執(zhí)行一次，當(dāng)進(jìn)程的最后一句執(zhí)行完后，進(jìn)程就被掛起，當(dāng)進(jìn)程再次被激活時，再從第一句依次執(zhí)行。綜上所示，可知VHDL描述的是下降邊沿D觸發(fā)器。習(xí)題4.10 題圖4.10(a)所示電路是負(fù)邊沿JK觸發(fā)器組成的電路，它是一個單脈沖發(fā)生器。題圖4.10(b)所示是輸入波形圖，試畫出輸出Q1、Q2波形。解：數(shù)字設(shè)備中常需要一種被稱為單脈沖發(fā)生器的裝置。在這種電路中，用一個按鈕來控制脈沖的產(chǎn)生。每按一次按鈕（不論時間長短），就輸出一個脈寬一定的脈沖。Q2Q2QC11J1KSR111CPQ1QJ1（R）C1SR1J1K(b)1S1CP(a)圖4.10 習(xí)題4.10圖按鈕未按下時，J1=0，K1=1，Q1=0, D2=0，Q2=0。按下按鈕時，J1=K1=1，Q1在CP脈沖的下降沿翻轉(zhuǎn)，使Q1=1。下一個CP下降沿繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，使Q1=0，從而得到一個脈寬為CP周期的脈沖。同時Q1產(chǎn)生脈沖的下降沿使Q2翻轉(zhuǎn)（J2=K2=1），Q2=1，D1=2=0，Q1異步清零不再翻轉(zhuǎn)。因此得到的脈沖是