[精品]数字电子技术基础课后答案 阎石 第五版 第一章第五章时序电路习题解答
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5> (-101010B) 原码=( )反码=()补码一、填空题:(每空3分,共15分)1 •逻辑函数有四种表示方法,它们分别是(2 .将2004个“ 1”异或起来得到的结果是( 3. 由555定时器构成的三种电路中,( 4. TTL 器件输入脚悬空相当于输入( 5. 基本逻辑运算有:()、(6. 采用四位比较器对两个四位数比较时,先比较(7.触发器按动作特点可分为基本型、 ()、(&如果要把一宽脉冲变换为窄脉冲应采用()9. 目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是 电路。
10.施密特触发器有( )个稳定状态•,多谐振荡器有()个稳定状态。
11. 数字系统按组成方式可分为 、 两种;12.两二进制数相加时,不考虑低位的进位信号是( )加器。
13. ______________________ 不仅考虑两个 ___________________ 相加,而且还考虑来自 相加的运算电路, 称为全 加器。
14. ________________________________ 时序逻辑电路的输出不仅和 ___ 有关,而且还与 有关。
15. _______________________________________ 计数器按CP 脉冲的输入方式可分为 和 。
16.触发器根据逻辑功能的不同,可分为 _________ 、)、()° )和( )是脉冲的整形电路。
)电平。
)和()运算。
)位。
)和边沿型; 触发器()电路和(19.若将一个正弦波电压信号转换成冋一 频率的矩形波, 应采用 20. 把JK 触发器改成 T 触发器的方法是。
. 数制转换(5分):1、(11.001)2 =( )16=( )12、(8F.FF) 16=( )2=( )103、( 2 5.7) 10=()2=()164、(+1011B)原码=() 反码=() 补码____ 电路。
第一章数字逻辑习题1.1数字电路与数字信号1。
1.2 图形代表的二进制数0101101001.1.4一周期性数字波形如图题所示,试计算:(1)周期;(2)频率;(3)占空比例MSB LSB0 1 2 11 12 (ms)解:因为图题所示为周期性数字波,所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期,T=10ms频率为周期的倒数,f=1/T=1/0。
01s=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比,q=1ms/10ms*100%=10%1。
2数制21.2。
2将下列十进制数转换为二进制数,八进制数和十六进制数(要求转换误差不大于4(2)127 (4)2.718解:(2)(127)D=72-1=(10000000)B-1=(1111111)B=(177)O=(7F)H(4)(2。
718)D=(10。
1011)B=(2。
54)O=(2.B)H1。
4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码:(1)43 (3)254.25解:(43)D=(01000011)BCD1。
4。
3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示:P28(1)+ (2)@(3)you (4)43解:首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码,然后将二进制码转换为十六进制数表示。
(1)“+"的ASCⅡ码为0101011,则(00101011)B=(2B)H(2)@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75(4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,331。
6逻辑函数及其表示方法1。
6.1在图题1。
6。
1中,已知输入信号A,B`的波形,画出各门电路输出L的波形.解: (a)为与非, (b)为同或非,即异或第二章 逻辑代数 习题解答2.1.1 用真值表证明下列恒等式 (3)A B AB AB ⊕=+(A ⊕B )=AB+AB A B A B ⊕AB AB A B ⊕ AB +AB 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 11111由最右边2栏可知,A B ⊕与AB +AB 的真值表完全相同。
页眉内容[题5.1] 分析图P5.1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,说明电路能否自启动。
答案:11322131233;J K Q J K Q J Q Q K Q⎧==⎪==⎨⎪==⎩3Q =电路能自启动。
状态转换图如图A5.1。
[题5.7] 在图P5.7电路中,若两个移位寄存器中的原始数据分别为A 3 A 2 A 1 A 0=1001,B 3 B 2 B 1 B 0=0011,试问经过4个CP 信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?答案:经过四个时钟信号作用以后,两个寄存器里的数据分别为:A 3 A 2 A 1 A 0=1100,B 3B 2 B 1 B 0=0000。
这是一个四位串行加法计数器。
[题5.8] 分析图P5.8的计数器电路,说明这是多少进制的计数器。
十进制计数器74160的功能表见表5.3.4。
答案:图P5.8电路为七进制计数器。
[题5.9] 分析图P5.9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的功能表见表5.3.4。
答案:电路的状态转换图如图A5.9。
这是一个十进制计数器。
[题5.10] 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5.3.4。
答案:见图A5.10[题5.11] 试分析图P5.11的计数器在M=1和M=0时各为几进制。
74160的功能表见表5.3.4。
答案:M=1时为六进制计数器,M=0时为八进制计数器。
[题5.16] 图P5.16电路是由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的功能表见表5.3.4。
答案:第(1)片74160接成十进制计数器,第(1)片74160接成三进制计数器。
第(1)片到第(2)片之间为十进制,两片串接组成三十进制计数器。
第6章时序逻辑电路6.1复习笔记本章系统地讲述了时序逻辑电路的工作原理和分析方法、设计方法。
首先讲述了时序逻辑电路在逻辑功能和电路结构上的特点以及分析时序逻辑电路的具体方法和步骤。
然后介绍了移位寄存器、计数器、顺序脉冲发生器等各类时序逻辑电路的工作原理和使用方法。
最后介绍了时序逻辑电路的竞争-冒险现象。
一、概述时序电路称为状态机(简称SM)、有限状态机(FSM)或算法状态机(ASM),工作时在电路的有限个状态间按一定的规律转换,关于时序电路的要点总结如表6-1-1所示。
表6-1-1时序电路要点总结二、时序逻辑电路的分析方法1.同步时序逻辑电路的分析方法分析一个时序电路,就是要求找出电路的状态和输出的状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。
由于同步时序电路中所有触发器都是在同一个时钟信号操作下工作的,因此分析方法比较简单。
分析同步时序电路时一般按如下步骤进行:(1)由逻辑图得到每个触发器的驱动方程;(2)将驱动方程代入相应触发器的特性方程,得到状态方程;(3)得到整个时序电路的状态方程组;(4)根据逻辑图得到电路的输出方程。
2.时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图(1)状态转换表:①状态方程和输出方程中代入任意一组输入变量及电路初态的取值;②计算出电路的次态和现态下的输出值;③将其再代入状态方程和输出方程;④得到一组新的次态和输出值;⑤将所有计算结果列成真值表的形式,得到状态转换表。
(2)状态转换图:将电路的各个状态用圆圈表示,状态转换方向用箭头表示。
箭头旁注明状态转换前的输入变量取值和输出值。
输入变量取值通常写在斜线以上,输出值写在斜线以下。
(3)状态机流程图(SM图):SM图表示在一系列时钟脉冲作用下时序电路状态转换的流程以及每个状态下的输入和输出。
SM图常用图形符号见表6-1-2。
表6-1-2SM图常用图形符号(4)时序图:在输入信号和时钟脉冲序列作用下,电路状态、输出状态随时间变化的波形图称为时序图。
第五章部分习题解答5.8S a =0011 , S b =1001 , S a ^ S b T S a 计数循环共有7个状态,故此电路是七进制计数器。
5.2 (在画出电路的状态转换图。
”后加:解:作功能说明。
”)1•写方程式输出方程:y=A Q 2nQ 1n驱动方程:r D i =AQ 2—n nn nD 2=AQ 2 Q i =A(Q 2 +Q i ) 状态方程:n+1 —nQ i = D i =AQ 2 n+1n nQ 2= D 2= A(Q 2 +Q 1 )AQ :" Q-" Q 严Q 宀0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 00 0 0 0 1 1 0 0 C 10 0 0 L 0 1 0 1 1 1 0 1 1 01 0 1 1 1 11 0 03. 从状态转换表画出状态转换图,如右图所示;4. 作功能说明:此电路是 “1111 ••序列检测器。
5.7四个CP 作用后,A 寄存器的状态:A 3A 2A 1A 0=1100 ; B 寄存器的状态:B 3B 2B i B o =OOOO 。
此电路是一个四位串行加法器(和不能超过四位) 。
5.24 (在原题后加: 用三片74LS194实现。
”)S i =高电平时,CP 上升沿作用后,将 升沿作用下,开始循环输出该序列。
0010110111 ”存入三片 74LS194内,S i =低电平后,在 CP 上5.4 (将图P5.4中的异或门改为同或门) 解: 1.写方程式_______n nn n输出万程:y=A Q 2 Q 1 A Q 2 Q 1 驱动方程: J 1=K 1=1 _____nJ 2=K 2=A O Q 1状态方程:n+1nnnQ 1 = J i Q i +K i Q 1 = Q 1QfQ 严 y000 i 110 0 1 00c0 1 0 0 1 0 0 1 I 1 0 0 1 0 00 I 0 1 0 1I 01 1 01 1 0 I 1 10 0 12.依次设定初态,代入方程求出次态和输出,如上表所示;再整理成状态转换图,如上图所示;3.作功能说明:此电路是同步两位二进制加/减计数器。
第6章 时序逻辑电路6.1 分析图6-1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。
图6-1解:电路的驱动方程为12121211J Q ',K J Q ,K ====将驱动方程代入JK 触发器的特性方程''Q JQ K Q *=+,可得电路的状态方程为12111212n n Q Q 'Q ',Q Q Q '++==电路的输出方程为2Y Q =因此,可画出状态转换图及时序图如图6-2所示。
图6-26.2 分析图6-3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,并说明该电路能否自启动。
图6-3解:电路的驱动方程为1321312D Q ',D Q D Q Q ===将驱动方程代入D 触发器的特性方程Q D *=,可得电路的状态方程为1231113112n n n Q Q ',Q Q Q Q Q +++===电路的输出方程为()13Y Q 'Q '=因此,可画出状态转换图如图6-4所示,可见电路可以自启动。
图6-46.3 分析图6-5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,说明电路能否自启动。
图6-5解:电路的驱动方程为11322131233J K Q ',J K Q ,J Q Q ,K Q ======将驱动方程代入JK 触发器的特性方程1''n QJQ K Q +=+,可得电路的状态方程为113131n Q Q 'Q 'Q Q +=+=Q 3⊙Q 12311212121123n n Q Q Q 'Q 'Q Q Q Q Q Q Q '++=+=⊕=电路的输出方程为3Y Q =因此,可画出状态转换图如图6-6所示,可见电路可以自启动。
图6-66.4 试分析图6-7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。
第5章 触发器5.1 画出图5-1由与非门组成的SR 锁存器输出端Q 、Q′的电压波形,输入端S D ′、R D ′的电压波形如图中所示。
图5-1解:波形图如图5-2所示。
图5-25.2 画出图5-3由或非门组成的SR 锁存器输出端Q 、Q′的电压波形,输入端S D 、R D 的电压波形如图中所示。
图5-3解:波形图如图5-4所示。
图5-45.3 试分析图5-5所示电路的逻辑功能,列出真值表,写出逻辑函数式。
图5-5解:当CLK=0时,S、R的值不能加到或非门,此时Q的状态保持不变。
当CLK=1时,Q的状态随SR的不同而发生变化,真值表如表5-1所示。
表5-1卡诺图如图5-6所示。
图5-6化简得n1+=+Q S R'QSR=。
5.4 图5-7所示为一个防抖动输出的开关电路。
当拨动开关S时,由于开关触点接通瞬间发生振颤,S D′和R D′的电压波形如图中所示,试画出Q、Q′端对应的电压波形。
图5-7解:Q 、Q′端对应的电压波形如图5-8所示。
图5-85.5 在图5-9所示电路中,若CLK 、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5-9解:当CLK =0时,SR 的值不能加到或非门,此时Q 的状态保持不变。
当CLK =1时,成为与非门组成的SR 触发器。
Q 和Q′端对应的电压波形如图5-10所示。
图5-105.6 若将电平触发SR 触发器的Q 与R 、Q′与S 相连,如图5-11所示,试画出在CLK 信号作用下Q 和Q′端的电压波形。
已知CLK 信号的宽度t W =4t 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5-11解:当CLK =0时,触发器输出保持不变;当CLK =1时,输出随SR 触发器变化。
脉冲的上升沿到来时,S =1,经过G 1门和G 3门的时延,Q 被置1;同时,经过G 2门的时延,G 2门输出为1。