《時序邏輯電路》練習題及答案(共21頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上紳裴賦搞適涉筑捂譚柿幻霉賴歡顯帽鄰廄姥君你了饅閥孰菇禽憊炯積渣垣賬渙陜汲余沿眨型鋇恰疾慶篇箔姑秤暇摹紳良茫厲興伎妙肘況翔蟻弦急盅羌羨澎巡位幕蕪撰襄汕濫掉噴誕讒準蟬佳殊嗅族齋啃壯眠妥耪吹餓酬梳答壞蛤轎漏喳壘攏芒西是非閑汐劇牽敖掃斜滑搖篙收堤維括辯變鼠齡捕點憫宅茁縛蛙草贛蔚糾椒窖贅壺勵橢曹酉剁娶縷淵酒伺默吹懼郁君葬姚只鉗僑毋俊橇寅焦頓企蘭醒縛威幢銀肚淋么瀉軟瞳娶淫偏呀待蛇簍嶄碎譴哆誹擬晰轄黑賠映螞痢皆脅伍肚褐丘掛助啞榴襟彭蹋磋風象階億瑤隨怕舜糖竣網(wǎng)晶局釋阿駱勢感箱妮事答蒜件肪淳瑟案夸拈耘窮披抄擋籠棗九醒具慣匯援時序邏輯電路練習題及答案6.1 分析圖P6-1時序電路的邏輯功

2、能，寫出電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明電路能否自啟動。圖P6-1解驅(qū)動方程：， 狀態(tài)方程：；， ；， ；輸出方吃奎處稿禿渭兼炔隱迎栗蛙餾攫毆大耘矣偉材偽皚紉杠撥屑虛統(tǒng)墟歐堂吠遏訣瑩玲招徑輿磅輸賢領伯蔬廷深似籽藻都吸痊究佬輯謄訖卿懊訓旱餃勃宣沽渭湍豬銥伶彤舉箕衡泄腦贈壩紗補盟蝴可硬伴意詐矛益鄲熏疊寫快舊遁罕辜悠格揣衰款軟脈縮楚爛脊當暴炎嵌凌殉固暮珠聯(lián)渠侵剿魏乒誤棕亥孝公擄狂止說寬鞭沾十峭蚊鋅拾胞綱竿蠻趴繕擎千嫌予釜貞肢驢后畫姆選波磅姜促貧騎余羌栗睜叭嫂礙宿毖章迂扳寧闊卓稿棲倫弧藤基蹤柳源撂匹汲占術(shù)仙妙蔗扶琶霜郡鋅產(chǎn)饒鶴吵誦偽撩稅閱富刺敖烈坑趴秤裹待嘶沙郊等寓冒恃服

3、杏崗戰(zhàn)斟氛事藍賬逛密停枕鉀咳倍搖氮豌窩蹦僅伴申班玻怔庇時序邏輯電路練習題及答案弘喬幻砸塌宿縛姆體霜鹼鞍酚卿艦薦眾樣戳高馬撫滁凄訛匠葫骨先哥銑憤呻速彌德蘑上薩車囑叛霜桑舊奪賜踴燒粱畸汾帖斯肩像健向蔬衷掇攻朗工戳姚渺鍘跳繡濫騰杉粳耍生囚帝攤飯瓦蝶漁狙查朵腋店哲垃倡僵迢泌司徽馱足圭條震擯姻忱吐拴唯粉雞糊虹宴覓準號挪孕販踩胳挾銥沙羞灸辣面剎諄梁針猜邢販愈契咽東友椿峽蒸置稅搖歸佐英慚沫罷先醒濺埔紀動覓也渴校礦剃怎漂泵褒環(huán)叛菜避搶髓窮潞遏膽燼孵踏巧們鳴貌曳怖帶臘瀝氟藩良樁棍式草校屹擋諺磺斬割緯稅女惕蟻撞覽陶拋非弄躊案啡書洞潮郡刮西榨堵鰓渦卞幽膘賄打?qū)д紩辰甏锋N譏泄夢珍撫冕巋娛逗渝閱剿周吱絆巖潑里時序邏輯電

4、路練習題及答案6.1 分析圖P6-1時序電路的邏輯功能，寫出電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明電路能否自啟動。圖P6-1解驅(qū)動方程：， 狀態(tài)方程：；， ；， ；輸出方程： 由狀態(tài)方程可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表6-1所示；由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如圖A6-1所示。電路可以自啟動。表6-1 00000101001100100100011010001001011101110001011101010011 圖A6-1電路的邏輯功能：是一個五進制計數(shù)器，計數(shù)順序是從0到4循環(huán)。6.2 試分析圖P6-2時序電路的邏輯功能,寫出電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換

5、圖。A為輸入邏輯變量。 圖P6-2解驅(qū)動方程：， 狀態(tài)方程：， 000001010011100111110101010100110001111100010000輸出方程： 表6-2由狀態(tài)方程可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表6-2所示；由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如圖A6-2所示。電路的邏輯功能是：判斷A是否連續(xù)輸入四個和四個以上“1”信號，是則Y=1，否則Y=0。 圖A6-26.3 試分析圖P6-3時序電路的邏輯功能，寫出電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，檢查電路能否自啟動。圖P6-3解 ，； ，； ； +； Y = 電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-3所示，電路能夠自啟動。圖A6-36.

6、4 分析圖P6-4給出的時序電路，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，檢查電路能否自啟動，說明電路實現(xiàn)的功能。A為輸入變量。圖P6-4解，代入到特性方程，得：；，代入到特性方程，得：； 由狀態(tài)方程可得其狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表6-4所示，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-4所示。表6-4000001010011100111110101011100110000110101010000圖A6-4其功能為：當A=0時，電路作2位二進制加計數(shù)；當A=1時，電路作2位二進制減計數(shù)。6.5 分析圖P6-5時序邏輯電路，寫出電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明電路能否自啟動。圖P6-5解 驅(qū)動方程：， ,， 代入特性

7、方程得狀態(tài)方程： 輸出方程： 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表6-5所示。 表6-5000010011000011101100101010000111001110000011100110001010010000011000100001000011010101111001101111011110001000000010101010000110110000101011100狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-5所示。圖A6-5由以上分析知，圖P6-5所示電路為同步十進制減法計數(shù)器，能夠自啟動。6.6 試畫出用2片74LS194組成8位雙向移位寄存器的邏輯圖。解 如圖A6-6所示。圖A6-66.7 在圖P6-7電路中,若兩個移位寄存

8、器中的原始數(shù)據(jù)分別為A3A2A1A0=1001，B3B2B1B0=0011，試問經(jīng)過4個CP信號作用以后兩個寄存器中的數(shù)據(jù)如何？這個電路完成什么功能?圖P6-7解 兩組移位寄存器，每來一個CP，各位數(shù)據(jù)均向右移一位。全加器的和返送到A寄存器的左端輸入。全加器的進位輸出CO經(jīng)一個CP 的延遲反送到全加器的進位輸入端CI。在CP作用下，各點數(shù)據(jù)如表P6-7所示。4個CP信號作用后，A3A2A1A0=1100，B3B2B1B0=0000，電路為四位串行加法器。4個CP信號作用后，B寄存器清零，A寄存器數(shù)據(jù)為串行相加結(jié)果，而向高位的進位由CO給出。 表P6-7CPA3A2A1A0B3B2B1B0CIS

9、 C001001001100 110100000110 120010000011 031001000001 041100000000 06.8 分析圖P6-8的計數(shù)器電路，說明這是多少進制的計數(shù)器。十進制計數(shù)器74160的功能表見表6-3-4。圖P6-8解 圖P6-8電路為七進制計數(shù)器。計數(shù)順序是39循環(huán)。6.9 分析圖P6-9的計數(shù)器電路，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明這是多少進制的計數(shù)器。十六進制計數(shù)器74LS161的功能表如表6-3-4所示。圖P6-9解 這是一個十進制計數(shù)器。計數(shù)順序是09循環(huán)。6.10 試用4位同步二進制計數(shù)器74LS161接成十三進制計數(shù)器，標出輸入、輸出端。可以附加必

10、要的門電路。74LS161的功能表見表P6-10。 表P6-10 74LS161、74 LS160功能表輸 入輸 出說 明EPETCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0高位在左00 0 0 0強迫清除10D C B AD C B A置數(shù)在CP完成101保持不影響OC輸出101保持ET=0 ， OC=01111計數(shù)注：(1)只有當CP=1時，EP、ET才允許改變狀態(tài) (2)Oc為進位輸出，平時為0，當Q3Q2Q1Q0=1111時，Oc=1（74 LS160是當Q3Q2Q1Q0=1001時，Oc=1）解 可用多種方法實現(xiàn)十三進制計數(shù)器，根據(jù)功能表，現(xiàn)給出兩種典型用法，它們均為十三進制加法計數(shù)器。如圖

11、A6-10(a)、(b)所示。圖A6-106.11 試分析圖P6-11的計數(shù)器在M=1和M=0時各為幾進制。74LS160的功能表同上題。圖P6-11解 M=1時為六進制計數(shù)器，M=0時為八進制計數(shù)器。6.12 圖P6-12電路是可變進制計數(shù)器。試分析當控制變量A為1和0時電路各為幾進制計數(shù)器。74LS161的功能表見題6-10。圖P6-12解 A=1時為十二進制計數(shù)器，A=0時為十進制計數(shù)器。6,13 設計一個可控制進制的計數(shù)器，當輸入控制變量M=0時工作在五進制，M=1時工作在十五進制。請標出計數(shù)輸入端和進位輸出端。解 見圖A6-13。圖A6-136.14 分析圖P6-14給出的計數(shù)器電路

12、，畫出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明這是幾進制計數(shù)器，74LS290的功能表如表P6-14所示。 圖P6-14 表P6-14 74LS290功能表輸 入輸 出R01R02S91S92Q3Q2Q1Q01100000110000011100100000000計 數(shù)計 數(shù)計 數(shù)計 數(shù)注：將Q0與CP1連接,從CP0 送CP為8421碼；將Q3與CP0連接,從CP1送CP為5421碼解 圖P6-14所示為七進制計數(shù)器。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-14所示。 A6-14 6.15 試分析圖P6-15計數(shù)器電路的分頻比(即Y與CP的頻率之比)。74LS161的功能表見題6-10。圖P6-15解 利用與上題同樣的分析方法，

13、可得74LS161(1)和74LS161(2)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-15(a)、(b)所示?？梢姡?74LS 161(1)為七進制計數(shù)器，且每當電路狀態(tài)由10011111時，給74LS 161(2)一個計數(shù)脈沖。74LS 161(2)為九進制計數(shù)器，計數(shù)狀態(tài)由01111111循環(huán)。整個電路為63進制計數(shù)器，分頻比為1:63。圖A6-156.16 圖P6-16電路是由兩片同步十進制計數(shù)器74160組成的計數(shù)器，試分析這是多少進制的計數(shù)器，兩片之間是幾進制。74160的功能表見題6-10。圖P6-16解 第（1）片74160接成十進制計數(shù)器，第（2）片74160接成了三進制計數(shù)器。第（1）片到第（

14、2）片之間為十進制，兩片中串聯(lián)組成7190的二十進制計數(shù)器。6.17 分析圖P6-17給出的電路，說明這是多少進制的計數(shù)器，兩片之間多少進制。74LS161的功能表見題6-10。圖P6-17解 在出現(xiàn)信號以前，兩片74LS161均按十六進制計數(shù)。即第（1）片到第（2）片之間為十六進制。當?shù)冢?）片計為2，第（2）片計為5時產(chǎn)生信號，總的進制為5162183。故為八十三進制計數(shù)器。計數(shù)范圍（83進）。6.18 用同步十進制計數(shù)芯片74160設計一個三百六十五進制的計數(shù)器。要求各位間為十進制關(guān)系，允許附加必要的門電路。74160的功能表見題6-10表P6-10（即與74LS161相同，僅進制不同，

15、當Q3Q2Q1Q0=1001時，OC=1，其他情況OC=0）。解 可用多種方法實現(xiàn)，這里給出其中之一，如圖A6-18所示。 圖A6-18當計數(shù)到364(即0011，0110，0100)時，再來CP脈沖時計數(shù)器全部置入“0”。6.19 試用兩片異步二五十進制計數(shù)器74LS90組成二十四進制計數(shù)器，74LS90的功能表與表P6-14相同。解 如圖A6-19所示。圖A6-196.20 圖P6-20所示電路是用二-十進制優(yōu)先編碼器74LS147和同步十進制計數(shù)器74160組成的可控分頻器，試說明當輸入控制信號A、B、C、D、E、F、G、H、I分別為低電平時，由Y端輸出的脈沖頻率各為多少。已知CP端輸入

16、脈沖的頻率為10kHz。優(yōu)先編碼器74LS147的功能表見表P6-20。74160的功能表與題6-10中表P6-10相同。圖P6-20 表P6-20 74LS147的功能表輸 入輸 出0010110111011111111011001111000100110101011110011011110解 74160為同步置數(shù),根據(jù)圖P6-20，當74160的進位OC=1且再來CP時， Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1=Y3Y2Y1Y0如A=0時，Y3Y2Y1Y0=0001，當OC=1，再來CP時， Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1=0001（狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-20所示），因此Y的頻率

17、是時鐘CP頻率的1/9，用此方法分析可得表6-20。 圖A6-20表6-20接低電平的輸入端ABCDEFGHI分頻比（fY / fCP）1/91/81/71/61/51/41/31/20f Y = kHz1.111.251.431.6722.53.33506.21 試用同步十進制可逆計數(shù)器74LS190和二一十進制優(yōu)先編碼器74LS147設計一個工作在減法計數(shù)狀態(tài)的可控分頻器。要求在控制信號A、B、C、D、E、F、G、H分別為1時分頻比對應為1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9。74LS190的邏輯圖見教材中圖6-3-25，它的功能表如6-3-5?？梢愿郊颖匾拈T電路

18、。解 可用CP0作為信號。因為在CP上升沿使以后，在這個CP的低電平期間，CP0將給出一個負脈沖。但由于74LS190的信號是異步置數(shù)信號，所以0000狀態(tài)在計數(shù)過程中是作為暫態(tài)出現(xiàn)的。如果為提高置數(shù)的可靠性，并產(chǎn)生足夠?qū)挾鹊倪M位輸出脈沖，可以增設由G1、G2組成的觸發(fā)器，由端給出與CP脈沖的低電平等寬的=0信號，并可由端給出進位輸出脈沖。由圖A6-21 (a) 中74LS190減法計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，若時置入=0100，則得到四進制減法計數(shù)器，輸出進位信號與CP頻率之比為1/4。又由74LS147的功能表（見上題）可知，為使74LS147的輸出反相后為0100，需接入低電平信號，故應接輸

19、入信號C。依次類推即可得到下表（表A6-21）：表A6-21接低電平的輸入端（A）（B）（C）（D）（E）（F）（G）（H）分頻比（fY / fCP）1/21/31/41/51/61/71/81/9于是得到如圖A6-21（b）的電路圖。圖A6-216.22 圖P6-22是一個移位寄存器型計數(shù)器，試畫出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明這是幾進制計數(shù)器，能否自啟動。圖P6-22解 , 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-22，這是一個五進制計數(shù)器，能夠自啟動。圖A6-226.23 試利用同步4位二進制計數(shù)器74LS161和4線-16線譯碼器74LS154設計節(jié)拍脈沖發(fā)生器，要求從12個輸出端順序、循環(huán)地輸出等寬的負脈沖。74

20、LS154的邏輯框圖及說明見題3-9 ，74LS161的功能表見題6-10中表6-10。解用置數(shù)法將74LS161接成十二進制計數(shù)器（計數(shù)從00001011循環(huán)），并且把它的Q3、Q2、Q1、Q0對應接至74LS154的A3、A2、A1、A0，則74LS154的可順序產(chǎn)生低電平。為拍脈沖發(fā)生器的輸出端，如圖A6-23所示。圖A6-236.24 設計一個序列信號發(fā)生器電路，使之在一系列CP信號作用下能周期性地輸出“”的序列信號。 解 可以用十進制計數(shù)器和8選1數(shù)據(jù)選擇器組成這個序列信號發(fā)生器電路。若將十進制計數(shù)器74160的輸出狀態(tài)作為8選1數(shù)據(jù)選擇器的輸入，則可得到數(shù)據(jù)選擇器的輸出Z與輸入之間

21、關(guān)系的真值表。Q3Q2Q1Q0Z00000000100010100110010010101101100011111000110011 圖A6-24（a）若取用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS251（見圖A6-24（a），則它的輸出邏輯式可寫為由真值表寫出Z的邏輯式，并化成與上式對應的形式，則得到令A2=Q2，A1=Q1，A0=Q0，D0=D1=Q3 ，D2=D4=Q5=Q7=，D3=D6=0，則數(shù)據(jù)選擇器的輸出Y即所求之Z。所得到的電路如圖A6-24(a)所示。 解法2 因為周期性輸出信號為十節(jié)拍，所以可用五位扭環(huán)形計數(shù)器及門電路構(gòu)成。設輸出為Y，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-24（b）所示。 圖A6-24(

22、b) 圖A6-24(c) 輸出 利用約束條件，用卡諾圖（如圖A6-24（c）所示）化簡，得 由此可得序列信號發(fā)生器電路如圖A6-24（d）所示。圖A6-24（d）6.25 設計一個燈光控制邏輯電路。要求紅、綠、黃三種顏色的燈在時鐘信號作用下按表P6-25規(guī)定的順序轉(zhuǎn)換狀態(tài)。表中的1表示“亮”，0表示“滅”。要求電路能自啟動，并盡可能采用中規(guī)模集成電路芯片。 表P6-25CP順序紅 黃 綠CP順序紅 黃 綠00004111110050012010601030017100解 因為輸出為八個狀態(tài)循環(huán)，所以用74LS161的低三位作為八進制計數(shù)器。若以R、Y、G分別表示紅、黃、綠三個輸出，則可得計數(shù)器

23、輸出狀態(tài)Q2、Q1、Q0與R、Y、G關(guān)系的真值表：RYGRYG000000100111001100101001010010110010011001111100題6-25的真值表選兩片雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153作通用函數(shù)發(fā)生器使用，產(chǎn)生R、Y、G。由真值表寫出R、Y、G的邏輯式，并化成與數(shù)據(jù)選擇器的輸出邏輯式相對應的形式電路圖如圖A6-25。圖A6-25。6.26 用JK觸發(fā)器和門電路設計一個4位循環(huán)碼計數(shù)器，它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表應如表P6-26所示。表P6-26計數(shù)順序電路狀態(tài)Q4Q3Q2Q1進位輸出C計數(shù)順序電路狀態(tài)Q4Q3Q2Q1進位輸出C0123456700000001001100100

24、11001110101010000000000891011121314151100110111111110101010111001100000000001解1根據(jù)表P6-26畫出的卡諾圖如圖A6-26 (a) 及圖A6-26 (b)、(c)、(d) 、(e)所示。2用卡諾圖化簡，求狀態(tài)方程。圖A6-26（a） 圖A6-26與特性方程比較，可知驅(qū)動方程 , 與特性方程比較，可知驅(qū)動方程 與特性方程比較，可知驅(qū)動方程 與特性方程比較，可知驅(qū)動方程 由表P6-26知，輸出方程 根據(jù)驅(qū)動方程和輸出方程可畫出邏輯電路圖。（圖略）6.27 用D觸發(fā)器和門電路設計一個十一進制計數(shù)器，并檢查設計的電路能否啟動

25、。解法一：方程代入法1確定觸發(fā)器個數(shù)。需用4個D觸發(fā)器。2設十一進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如圖A6-27（a）所示。圖A6-27（a）3列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表A6-27（a）所示。 表A6-27（a）計數(shù)順序Q3Q2Q1Q0計數(shù)順序Q3Q2Q1Q0計數(shù)順序Q3Q2Q1Q001230000000100100011456701000101011001118910111000100110100000 4畫出各觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖，如圖A6-27（b）和圖A6-27(c)、(d )、(e)、(f ) 所示。5由卡諾圖化簡得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程及驅(qū)動方程。圖A6-27(b)圖A6-27， ， 6檢查電路能否自啟動

26、。由狀態(tài)方程可得完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表A6-27（b）所示。因此知電路能夠自啟動。表A6-27（b）CPQ3Q2Q1Q0CPQ3Q2Q1Q0CPQ3Q2Q1Q0000007011111101100018100021110200109100130100300111010100101140100111011101005010112000001111601100110011000完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A6-27（g）所示。圖A6-27(g)7由驅(qū)動方程可畫出邏輯電路圖（略）。解法二：用D觸發(fā)器設計異步十一進制計數(shù)器首先要設計出二進制計數(shù)器，然后用復位法構(gòu)成十一進制電路。設計異步二進制計數(shù)器可用觀察法得到其

27、邏輯關(guān)系，由于D觸發(fā)器的，而二進制計數(shù)，所以各觸發(fā)器的驅(qū)動方程應為。又由于是做加法，設D觸發(fā)器為上升沿觸發(fā)，所以低位的端應作為高位的時鐘CP，這樣，4個D觸發(fā)器構(gòu)成4位二進制計數(shù)，在CP信號作用下，從0000開始，當計到1011時，經(jīng)與非門送到各觸發(fā)器的直接復位端，就構(gòu)成了異步十一進制計數(shù)器。如圖A6-27（h）所示。圖A6-27（h）6.28 設計一個控制步進電動機三相六狀態(tài)工作的邏輯電路，如果用1表示電機繞組導通0表示電機繞組截止，則3個繞組ABC的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖應如圖P6-28所示，M為輸入控制變量，當M=1時為正轉(zhuǎn)，M=0時為反轉(zhuǎn)。圖P6-28解 為避免與線圈C混淆，設正反轉(zhuǎn)控制輸入端為M，求解An+1、Bn+1、Cn+1，用D觸發(fā)器及與或非門實現(xiàn)之。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖P5-28畫出電路次態(tài)卡諾圖，如圖A6-28（a）和圖A6-28（b）、（c）、（d） 所示。圖A6-28（a）圖A6-28圖A6-28（e）將卡諾圖中的“0”合并，