题514已知维持阻塞结构d触发器各输入端的电压波形
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数电课后题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1-13、计算下列用补码表示的二进制数的代数和。
如果和为负数,请求出负数的绝对值。
(1)01001101+00100110;(2)00011101+01001100;(3)00110010+10000011;(4)00011110+01001100;(5)11011101+01001011;(6)10011101+01100110;(7)11100111+11011011;(8)11111001+10001000。
解:(1)和为:;(2)和为:;(3)和为负数,和的补码为:,其绝对值为;(4)和为负数,和的补码为:,其绝对值为;(5)和为:;(6)和为:;(7)和为负数,和的补码为:,其绝对值为;(8)和为负数,和的补码为:,其绝对值为。
2-1、试用列真值表的方法证明下列异或运算公式。
(1)A⊕0=A (2)A⊕1=A'(3)A⊕A=0 (4)A⊕A'=1解、(1)A⊕0=A的真值表(2)A⊕1=A'的真值表∴A⊕0=A ∴A⊕1=A'(3)A⊕A=0 的真值表(4)A⊕A'=1的真值表∴A⊕A=0 ∴A⊕A'=12-6、写出图中所示电路的输出逻辑函数式。
解、(a)1(()())Y AB A B A B'''''==⊕(b)2(()())Y A B BC ABC''''=⊕+=2-7、写出图中所示电路的输出逻辑函数式。
A 0 A⊕01 0 10 0 0A 1 A⊕11 1 00 1 1A A A⊕A1 1 00 0 0A A'0 A⊕A'1 0 10 1 1解、(a )1(())()Y A B C C D ''''=+⊕ (b )2(()())Y AB E B CD E '''''=+2-12、将下列逻辑函数式化为与非-与非形式,并画出全部由与非逻辑单元组成的逻辑电路图。
第四章习题4.1 基本RS触发器的逻辑符号和输入波形如图4—1所示。
试画出Q,Q端的波形。
图4-14.2 由各种TTL逻辑门组成图4-2所示电路。
分析图中各电路是否具有触发器的功能。
图4-2(a)图4-2(b)图4-2(c)图4-2(d)4.3 同步RS触发器的逻辑符号和输入波形如图4—3所示。
设初始Q=0。
画出Q,Q端的波形。
图4-34.4 主从RS触发器输入信号的波形如图4-4所示。
已知初始Q=0,试画出Q端波形。
图4-44.5 主从JK触发器的输入波形如图4-5所示。
设初始Q=0,画出Q端的波形。
图4-54.6 主从JK触发器的输入波形如图4-6所示。
试画出Q端的波形。
图4-64.7 主从JK触发器组成图4-7(a)所示电路。
已知电路的输入波形如图4-7(b)所示。
画出Q1~Q4端波形。
设初始Q=0。
图4-7(a)图4-7(b)4.8 下降沿触发的边沿JK触发器的输入波形如图4-8所示。
试画出输出Q的波形。
图4-84.9 维持阻塞D 触发器的输入波形如图4-9所示。
试画出Q 端波形。
图4-94.10 维持阻塞D 触发器组成的电路如图4-10(a )所示,输入波形如图4-10(b )所示。
画出Q1、Q2的波形。
图4-10(a )图4-10(b )4.11 表题4-11所示为XY 触发器的功能表。
试写出XY 触发器的特征方程,并画出其状态转换图。
4.12 如图4-12所示为XY 触发器的状态转换图。
根据状态图写出它的特征方程,并画出其特性表。
图4-124.13 已知XY 触发器的特征方程n n n Q X Y Q X Y Q )()(1+++=+,试根据特征方程,画出其状态转换图和特性表。
XY=01XY=0XY=1XY=14.14 XY 触发器的功能表如表题4-14所示。
画出此触发器的状态转换图。
4.15 T 触发器组成图4-15所示电路。
分析电路功能,写出电路的状态方程,并画出状态转换图。
图4-154.16 RS 触发器组成题图4-16所示电路。
【题5.14】已知维持阻塞结构D触发器各输入端的电压波形如图P5.14所示,试画出Q、Q’端对应的电压波形。
解:根据D触发器逻辑功能的定义及维持阻塞结构所具有的边沿触发方式,即可画出Q和Q’的电压波形如图A5.14.【题5.15】已知CMOS边沿触发方式JK触发器各输入端的电压波形如图P5.15所示,试画出Q、Q’端对应的电压波形。
解:根据JK触发器逻辑功能的定义和边沿触发方式的动作特点,画出的Q、Q’端电压波形如图A5.15。
【题5.16】在脉冲触发T触发器中,已知T、CLK端的电压波形如图P5.16所示,试画出Q、Q’端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
解:根据T触发器逻辑功能的定义以及脉冲触发方式的动作特点,画出的Q、Q’端电压波形如图A5.16.。
【题5.17】在图P5.17的主从结构JK触发器电路中,已知CLK和输入信号T的电压波形如图所示,试画出触发器输出端Q和Q’的电压波形。
设触发器的起始状态为Q=0。
解:将JK触发器的J和K接在一起作为输入端,就得到了T触发器。
按照T触发器的逻辑功能和脉冲触发方式的动作特点,就到得到了图A5.17中Q、Q’端的电压波形。
【题5.18】设图P5.18各触发器的初始状态皆为Q=0,试画出在CLK信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。
解:根据每个触发器的逻辑功能和触发方式,画出输出端Q的电压波形,如图A5.18。
【题5.19】试写出图P5.19(a)中各电路的次态函数(即Q1*、Q2*、Q3*、Q4*与现态和输入变量之间的函数式),并画出在图P5.19(b)给定信号的作用下Q1、Q2、Q3、Q4的电压波形。
假定各触发器的初始状态均为Q=0。
解:由图中可写出触发器FF1的驱动方程为J1=A’;K1=B’将它们代入JK触发器的特性方程Q*=JQ’+K’Q,得到Q1*=A’Q1’+BQ1触发器FF2的驱动方程为S2=AB;R2=(A+B)’将它们代入SR触发器的特性方程Q*=S+R’Q,得到Q2*=AB+(A+B)Q2触发器FF3的驱动方程为T3=A☉B,将它代入T触发器的特性方程Q*=TQ’+T’Q=T⊕Q,于是得到Q3*=(A☉B)⊕Q3触发器FF4的驱动方程为D4=A⊕B,将它代入D触发器的特性方程Q*=D,得到Q4*=A⊕B从t=0开始依次根据每个触发器的状态方程求出它们在CLK信号作用后应有的次态,就可以画出Q1、Q2、Q3、Q4在一系列CLK信号作用下的电压波形了,如图A5.19所示。
第12章习题解答12-1 已知由与非门组成的基本RS触发器和输入端D R、D S的波形如题图12-1所示,试对应地画出Q 和Q的波形,并说明状态“不定”的含义。
题图12-1解:12.2 已知可控RS触发器CP、R和S的波形如题图12-2所示,试画出输出Q的波形。
设初始状态分别为0和1两种情况。
题图12-2解:12-3 在主从结构的JK触发器中,已知CP、J、K的波形如题图12-3所示,试画出Q端的波形。
设初始状态Q=0。
题图12-3解:12-4 维持阻塞型D触发器的输入D和时钟脉冲CP的波形如题图12-4所示,试画出Q端的波形。
设初始状态Q = 0。
题图12-4解:12-5 在T触发器中,已知T和CP的波形如题图12.5所示,试画出Q端的波形。
设初始状态Q= 0。
题图12-5解:12-6 写出题图12-6所示电路的逻辑关系式,说明其逻辑功能。
题图12-6解:逻辑关系为:Q D AQ BQ==+所以其功能为JK触发器。
12-7 如题图12-7所示的电路和波形,试画出D端和Q端的波形。
设初始状态Q= 0。
题图12-7解:12-8 将主从型JK触发器转换为T'触发器有几种方案?画出外部连线图。
解:12-9 电路如题图12-9所示。
画出Q0端和Q1端在六个时钟脉冲CP作用下的波形。
设初态Q1=Q0= 0。
题图12-9解:12-10 用题图12.10(a)所给器件构成电路,并在示波器上观察到如图12.10(b)所示波形。
试问电路是如何连接的?请画出逻辑电路图。
(a) (b)题图12-10解:12-11 已知如题图12.11(a)所示电路的各输入端信号如题图12-11(b)所示。
试画出触发器输出端Q0和Q1的波形。
设触发器的初态均为0。
(a) (b)题图12-11解:12-12 已知电路和时钟脉冲CP及输入端A的波形如题图12-12所示,试画出输出端Q、1Q的波形。
假定各触发器初态为1。
(a ) (b )题图12-12解:12-13 已知题图12-13(a )所示电路中输入A 及CP 的波形如题图12-13(b )所示。
第4章触发器[题4.1]画出图P4.1所示由与非门组成的基本RS触发器输出端Q、Q的电压波形,输入端S、R的电压波形如图中所示。
图P4.1[解]见图A4.1图A4.1[题4.2]画出图P4.2由或非门组成的基本R-S触发器输出端Q、Q的电压波形,输出入端S D,R D的电压波形如图中所示。
图P4.2[解]见图A4.2[题4.3]试分析图P4.3所示电路的逻辑功能,列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.3 [解]:图P4.3所示电路的真值表S R Q n Q n+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0* 1 110*由真值表得逻辑函数式 01=+=+SR Q R S Q nn[题4.4] 图P4.4所示为一个防抖动输出的开关电路。
当拨动开关S 时,由于开关触点接触瞬间发生振颤,D S 和D R 的电压波形如图中所示,试画出Q 、Q 端对应的电压波形。
图P4.4[解] 见图A4.4图A4.4[题4.5] 在图P4.5电路中,若CP 、S 、R 的电压波形如图中所示,试画出Q 和Q 端与之对应的电压波形。
假定触发器的初始状态为Q =0。
图P4.5[解]见图A4.5图A4.5[题4.6]若将同步RS触发器的Q与R、Q与S相连如图P4.6所示,试画出在CP信号作用下Q和Q端的电压波形。
己知CP信号的宽度tw= 4 t Pd 。
t Pd为门电路的平均传输延迟时间,假定t Pd≈t PHL≈t PLH,设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.6图A4.6[解]见图A4.6[题4.7]若主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图P4.7中所给出,试画Q、Q端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.7[解] 见图A4.7图A4.7R各输入端的电压波形如图P4.8所示,[题4.8]若主从结构RS触发器的CP、S、R、D1S。
试画出Q、Q端对应的电压波形。
第8章触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答8.1 已知基本RS 触发器的两输入端D S 和D R 的波形如图8-33所示,试画出当基本RS 触发器初始状态分别为0和1两种情况下,输出端Q的波形图。
图8-33 习题8.1图解:根据基本RS 触发器的真值表可得:初始状态为0和1两种情况下,Q的输出波形分别如下图所示:习题8.1输出端Q的波形图8.2 已知同步RS 触发器的初态为0,当S 、R 和CP 的波形如图8-34所示时,试画出输出端Q的波形图。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
图8-34 题8.2图解:根据同步RS 触发器的真值表可得:初始状态为0时,Q的输出波形分别如下图所示:习题8.2输出端Q的波形图8.3 已知主从JK 触发器的输入端CP 、J 和K 的波形如图8-35所示,试画出触发器初始状态分别为0时,输出端Q的波形图。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
图8-35 习题8.3图解:根据主从JK 触发器的真值表可得:初始状态为0情况下,Q的输出波形分别如下图所示:图所示:习题8.3输出端Q的波形图的波形图8.4 已知各触发器和它的输入脉冲CP 的波形如图8-36所示,当各触发器初始状态均为1时,试画出各触发器输出Q端和Q 端的波形。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
图8-36 习题8.4图解:根据逻辑图及触发器的真值表或特性方程,且将驱动方程代入特性方程可得状态方程。
即:(a )J =K =1;Qn +1=n Q,上升沿触发酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
(b)J =K =1;Qn +1=n Q, 下降沿触发下降沿触发(c)K =0,J =1;Qn +1=J n Q+K Qn =1,上升沿触发,上升沿触发 (d)K =1,J =n Q;Qn +1=J nQ+K Qn =n Qn Q+0·Qn =n Q,上升沿触发,上升沿触发 (e)K =Qn ,J =n Q;Qn +1=J n Q+K Qn =n Qn Q+0=n Q,上升沿触发,上升沿触发(f)K =Qn ,J =n Q;Qn +1=J n Q+K Qn =n Qn Q+0=nQ,下降沿触发,,下降沿触发, 再根据边沿触发器的触发翻转时刻,可得当初始状态为1时,各个电路输出端Q的波形分别如图(a )、(b )、(c )、(d )、(e )和(f )所示,其中具有计数功能的是:(a )、(b )、(d )、(e )和(f )。
《数字电子技术》复习题一、填空题1.(28.25)10=()2=()8421BCD (6B.2)16= ( ) 2= () 82.能自行振荡产生周期性脉冲波形的电路是 ;可将正弦波变成同频率的矩形波的电路是。
3.同一逻辑函数的任意两个最小项之积为。
4.F=A+BC的对偶式是。
5.半加器具有个输入端, 个输出端。
6.T触发器的特性方程为。
7.存储器EPROM-2764为8K×8位的芯片,则其地址线为根,数据线为根。
8.A/D转换器由和两部分组成。
9.在(10110)2,(11)10,(110)8,(011)16,(10010001)8421BCD这一组数中的最大数是最小数是,10.对于TTL电路,或非门的输入端悬空时,输出端的状态为。
11.多谐振荡器的功能为。
12.TTL三态门的输出有 , , 三种状态.13.D触发器的特性方程为。
14.1K×8的ROM芯片,则其地址线为根,输出线为根。
15.时间和幅度都是离散的信号称为。
16.高电平对应1低电平对应0的关系称为。
17.数字电路中,常用的数制是、、。
18.常用的BCD码有、、、、。
19.逻辑代数的基本运算有、、。
20.逻辑函数的化简法有、。
21.数字电路按结构分为和两类。
22.组合电路中,输入信号改变时,输出可能出现不正常的干扰信号,使电路产生错误输出,这种现象称为。
23.触发器按结构可分为、、、。
24.多谐振荡器称为。
25.BCD码是用代表一位十进制数的编码,最常用的是。
26.CMOS电路的优点是、、、、缺点是。
27.逻辑代数的基本运算有、、。
20.逻辑函数的化简法有、。
21.数字电路按结构分为和两类。
22.组合电路中,输入信号改变时,输出可能出现不正常的干扰信号,使电路产生错误输出,这种现象称为。
23.触发器按结构可分为、、、。
28.单稳态触发器的主要用途是、和。
29.DA C可以把转换成。
30.普通门电路的输出有两种状态或。
【题5.14】已知维持阻塞结构D触发器各输入端的电压波形如图P5.14所示,试画出Q、Q'端对
应的电压波形。
解:根据D触发器逻辑功能的定义及维持阻塞结构所具有的边沿触发方式,即可画出Q和Q'的
电压波形如图A5.14.
【题5.15】已知CMOS边沿触发方式JK触发器各输入端的电压波形如图P5.15所示,端对应
的电压波形。
'Q、Q试画出
解:根据JK触发器逻辑功能的定义和边沿触发方式的动作特点,画出的Q、Q'端电压波形如图
A5.15。
【题5.16】在脉冲触发T触发器中,已知T、CLK端的电压波形如图P5.16所示,试画出Q、Q'端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
解:根据T触发器逻辑功能的定义以及脉冲触发方式的动作特点,画出的Q、Q'端电。
A5.16.
压波形如图
【题5.17】在图P5.17的主从结构JK触发器电路中,已知CLK和输入信号T的电压波形如图所示,试画出触发器输出端Q和Q'的电压波形。
设触发器的起始状态为Q=0。
解:将JK触发器的J和K接在一起作为输入端,就得到了T触发器。
按照T触发器的逻辑功能和脉冲触发方式的动作特点,就到得到了图A5.17中Q、Q'端的电压波形。
【题5.18】设图P5.18各触发器的初始状态皆为Q=0,试画出在CLK信号连续作用下各触发器
输出端的电压波
形。
.。
A5.18的电压波形,如图Q解:根据每个触发器的逻辑功能和触发方式,画出输出端
【题5.19】试写出图P5.19(a)中各电路的次态函数(即Q*、Q*、Q*、Q*与现态4231和输入变量之间的函数式),并画出在图P5.19(b)给定信号的作用下Q、Q、Q、Q的4132电压波形。
假定各触发器的初始状态均为Q=0。
解:由图中可写出触发器FF的驱动方程为1J=A';K=B' 11将它们代入JK触发器的特性方程
Q*=JQ'+K'Q,得到
Q*=A'Q'+BQ111
触发器FF的驱动方程为2S=AB;R=(A+B)'22
将它们代入SR触发器的特性方程Q*=S+R'Q,得到
Q*=AB+(A+B)Q2
2触发器FF的驱动方程为T=A☉B,将它代入T触发器的特性方程Q*=TQ'+T'Q=T⊕Q,33于是得到
Q*=(A☉B)⊕Q3
3触发器FF的驱动方程为D=A⊕B,将它代入D触发器的特性方程Q*=D,得到44Q*=A⊕B 4从t=0开始依次根据每个触发器的状态方程求出它们在CLK信号作用后应有的次态,就可以画出Q、Q、Q、Q 所示。
A5.19信号作用下的电压波形了,如图CLK在一系列
4321.
u的电压波形如图所示,试画出与之对应P5.20电路中已知输入信号5.20【题】在图I u的波形。
触发器为维持阻塞结构,初始状态为。
(提示:应考虑触发器Q=0的输出电压O和异或门的传输
延迟时间。
)
uuuu也变成高电。
Q=0、时,异或门的输出变为高电平以后,等于0解:当=0OIOI u也是触发
器的时钟输入端,所以经过触发器的延迟时间后,Q端被置成1状态;平。
因为O uu高电平持续时间等于触发器的传再经过异或门的传输延迟时间,回到低电平。
因此,OO输延迟时间与异或门的传输延迟时间之和。
u从高电平跳变至低电平以后电路的工作过程与上述过程类似。
这样就得到了图I u的A5.20电
压波形。
O.
【题5.21】在图P5.21所示的主从JK触发器电路中,CLK和A的电压波形如图中所示,试画出Q端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
解:在CLK=1期间主从JK触发器的主触发器接收输入信号。
若此期间出现A=1的信号,则主触发器被置1,在CLK变为低电平后,从触发器随之被置1,使输出为Q=1。
而当CLK回到高电平以后与非门的输出变为低电平,于是又通过异步置0端R将触发器置0。
这样我们就得到了图A5.21的波形图。
利用这个电路可以监视在CLK=1期间A端是否有高电平信号输入。
如果A端由高电平输入信号,则Q端给出一个正脉冲;如果A端没有输入信号,则Q端始终为0。
【题5.22】图P5.22所示是用CMOS边沿触发器和或非门组成的脉冲分频电路。
试画出在一系列CLK脉冲作用下Q、Q和Z端对应的输出电压波形。
设触发器的初始状态皆21。
Q=0为
解:第1个CLK脉冲到来之前D=1、D=0,CLK上升沿到达后将两个触发器置成Q=1、112Q=0。
2第2个CLK脉冲到来之前D=1、D=1,CLK上升沿到达后Q=1、Q=1。
2211第3个CLK脉冲到来之前D=0、D=1,CLK上升沿到达后Q=0、Q=1。
2112但由于Q的低电平接到了第2个触发器FF的异步置0端,所以在Q变为0以后立121
刻将FF置0,于是电路回到了起始状态。
据此即可画出Q和Q的电压波形。
212根据Z=(Q+CLK)',就能很容易地从Q和CLK的波形得到了Z的波形了,如图A5.22。
11
【题5.23】图P5.23所示是用维持阻塞结构D触发器组成的脉冲分频电路。
试画出在一。
Q=0对应的电压波形。
设触发器的初始状态均为Y脉冲作用下输出端CLK系
列.
解:第1个CLK上升沿到达前D=1,所以CLK上升沿到达后Q=1。
第1个CLK下11降沿到达前D=0,所以CLK下降沿到达后Q=0。
22第2个CLK上升沿到达前D=0,所以CLK上升沿到达后Q=0。
第2个CLK下降沿11到达前D=1,所以CLK下降沿到达后Q=1。
22第3个CLK上升沿到达前D=0,所以CLK上升沿到达后Q=0。
第3个CLK下降沿11到达前D=0,所以CLK 下降沿到达后Q=0,电路又回到了开始的状态。
Q 、Q的电压2212波形如图A5.23所示。
因为Y=(Q+ Q)',所以从Q和Q的波形就可以画出Y的波形了,如图A5.23所示。
2211
【题5.24】试画出图P5.24所示的电路输出端Y、Z的电压波形。
输入信号A和CLK 。
Q=0的电压波形如图中所示。
设触发器的初始状态均为
解:根据给定的CLK和A的电压波形以及边沿触发D触发器的工作特性即可画出Q1端的电压波形。
因为两个触发器之间是按移位寄存器接法连接的,所以将Q的波形右移一1个CLK时间,就是Q的电压波形。
由图可知2Z=(Q Q')';Y=(Q' Q)' 2211从得到的Q、Q的波形就得到了
图A5.24中Z和Y的电压波形。
21
【题5.25】试画出图P5.25电路输出端Q的电压波形。
输入信号A和CLK的电压波形2。
Q=0与上题相同。
假定触发器为主从结构,初始状态均为
解:当A变为高电平时FF的主触发器被置1,A回到低电平后从触发器置1,使Q=1。
11随后到来的CLK下降沿使FF置1,Q'变为低电平,于是又将FF置0。
.下一个CLK信号122到达后,FF被置0,电路又返回开始时的Q=Q=0状态。
由此画得Q的电压波形如图A5.252212所示。
【题5.26】试画出图P5.26电路在一系列CLK信号作用下Q、Q、Q端输出电压的波321形。
触发器均为边沿触发方式,初始状态为Q=0。
解:因为FF和FF接成了T触发器的T=1状态,所以每当它们的时钟信号下降沿到21来时都要翻转,即Q*=Q'。
据此便可画出Q、Q的波形了。
而FF的输入为J=K=Q,所2321.
以当Q=1时,FF有时钟信号到达则状态翻转;而Q=0时即使有时钟信号到来,FF状态3232也不改变。
FF的时钟信号取自Q,由此便可画出Q的电压波形了。
Q、Q、Q的电压波333112形如图
A5.26所示。
【题5.27】试画出图P5.27电路在图中所示CLK、R'信号作用下Q、Q、Q的输出3D12电压波形,并说明Q、Q、Q输出信号的频率与CLK信号频率之间的关系。
312
解:由于每个触发器都接成了D=Q',所以Q*=Q',即每次时钟到来后都要翻转,这样就得到了图A5.27的波形图。
由图可见,若输入的CLK频率为f,则Q、Q、Q输出脉冲321o的频率依次为
1/2 f、1/4 f、1/8 f 。
ooo
【题5.28】设计一个4人抢答逻辑电路。
具体要求如下:
(1)每个参赛者控制一个按钮,用按动按钮发出抢答信号。
(2)竞赛主持人另有一个按钮,用于将电路复位。
(3)竞赛开始后,先按动按钮者将对应的一个发光二极管点亮,此后其他3人再按动按钮对电路不起作用。
解:见图A5.28。
图中A、B、C、D四个按钮各由一名参赛者控制,按钮J由主持人控制。
当A、B、C、D任何一个按钮首先按下时,对应的触发器被置1,这个触发器的Q'端随之变为低电平,将与非门G封锁,其余的触发器不再有CLK信号输入,不可能置1 了。
.。