数字逻辑电路第4章时序逻辑电路..

数电基础：时序逻辑电路虽然每个数字电路系统可能包含有，但是在实际应⽤中绝⼤多数的系统还包括，我们将这样的系统描述为时序电路。

时序电路是由最基本的加上反馈逻辑回路（输出到输⼊）或器件组合⽽成的电路，与最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。

1. 简介是数字逻辑电路的重要组成部分,时序逻辑电路⼜称,主要由 存储电路 和 组合逻辑电路 两部分组成。

它和我们熟悉的其他电路不同,其在任何⼀个时刻的输出状态由当时的输⼊信号和电路原来的状态共同决定,⽽它的状态主要是由存储电路来记忆和表⽰的。

同时时序逻辑电路在结构以及功能上的特殊性,相较其他种类的数字逻辑电路⽽⾔,往往具有难度⼤、电路复杂并且应⽤范围⼴的特点 。

在数字电路通常分为和时序逻辑电路两⼤类，组合逻辑电路的特点是输⼊的变化直接反映了输出的变化，其输出的状态仅取决于输⼊的当前的状态，与输⼊、输出的原始状态⽆关，⽽是⼀种输出不仅与当前的输⼊有关，⽽且与其输出状态的原始状态有关，其相当于在组合逻辑的输⼊端加上了⼀个反馈输⼊，在其电路中有⼀个存储电路，其可以将输出的状态保持住，我们可以⽤下图的框图来描述时序电路的构成。

从上⾯的图上可以看出，其输出是输⼊及输出前⼀个时刻的状态的函数，这时就⽆法⽤组合逻辑电路的函数表达式的⽅法来表⽰其输出函数表达式了，在这⾥引⼊了现态（Present state)和次态（Next State)的概念,当现态表⽰现在的状态（通常⽤Qn来表⽰），⽽次态表⽰输⼊发⽣变化后其输出的状态 （通常⽤Qn+1表⽰），那么输⼊变化后的输出状态表⽰为Qn+1=f(X,Qn)，其中：X为输⼊变量。

组合电路和存储元件互联后组成了时序电路。

存储元件是能够存储信息的电路。

存储元件在某⼀时刻存储的⼆进制信息定义为该时刻存储元件的状态。

时序电路通过其输⼊端从周围接受⼆进制信息。

时序电路的输⼊以及存储元件的当前状态共同决定了时序电路输出的⼆进制数据，同时它们也确定了存储元件的下⼀个状态。

一、选择题（每小题1.5分）第一章：1. 带符号位二进制数10011010的反码是（ ）。

A. 11100101B. 10011010C. 10011011D. 111001102. 十进制数5对应的余3码是（ ）。

A. 0101B. 1000C. 1010D. 11003. 二进制代码1011对应的格雷码是（ ）。

A. 1011B. 1010C. 1110D. 0001第二章：1. 下列公式中哪一个是错误的？ （ ）A. A A 0=+B. A A A =+C. B A )B A ('+'='+D. )C A )(B A (BC A ++=+2. 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项？ （ ）A. B A ''B. C B A +'+'C.ABCD. C B '+'3. 下列函数中不等于A 的是（ ）。

A. A ＋1B. A ＋AC. A ＋ABD. A （A ＋B ）4. 在逻辑代数的加法运算中，1＋1＝（ ）。

A. 2B. 1C. 10D. 05. A ⊕1＝（ ）。

A. AB. 1C. A 'D. 06. 含有A 、B 、C 、D 四个逻辑变量的函数Y=A+B+D 中所含最小项的个数是（）。

A. 3 B. 8 C. 14 D. 167. 下列函数中等于AB 的是（ ）。

A. （A ＋1）BB. （A ＋B ）BC. A ＋ABD. A （AB ）8. 为了将600份文件顺序编码，如果采用二进制代码，最少需要用（ ）位。

A. 3B. 10C. 1024D. 6009. 为了将600个运动员顺序编码，如果采用八进制代码，最少需要用（ ）位。

A. 3B. 4C. 10D. 75第三章：1. 采用漏极开路输出门电路（OD 门）主要解决了（ ）。

A. CMOS 门不能相“与”的问题B. CMOS 门的输出端不能“线与”的问题C. CMOS 门的输出端不能相“或”的问题2. 下列哪个特点不属于CMOS 传输门？（ ）A. CMOS 传输门属于双向器件。

【电⼯基础知识】时序逻辑电路时序逻辑电路定义时序逻辑电路主要由触发器构成。

在理论中，时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输⼊，还与前⼀时刻输⼊形成的状态有关。

这跟相反，组合逻辑的输出只会跟⽬前的输⼊成⼀种函数关系。

换句话说，时序逻辑拥有储存器件（）来存储信息，⽽组合逻辑则没有。

从时序逻辑电路中，可以建出两种形式的：：输出只跟内部的状态有关。

（因为内部的状态只会在时脉触发边缘的时候改变，输出的值只会在时脉边缘有改变）：输出不只跟⽬前内部状态有关，也跟现在的输⼊有关系。

时序逻辑因此被⽤来建构某些形式的的，延迟跟储存单元，以及有限状态⾃动机。

⼤部分现实的电脑电路都是混⽤组合逻辑跟时序逻辑。

按“功能、⽤途”分为：1. 寄存器；2. 计数（分频）器；3. 顺序（序列）脉冲发⽣器；4. 顺序脉冲检测器；5. 码组变换器；寄存器定义寄存器：能够暂时存放数码、指令、运算结果的数字逻辑部件，称为寄存器。

寄存器的功能是存储，它是由具有存储功能的组合起来构成的。

⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码，故存放n位⼆进制代码的寄存器，需⽤n个触发器来构成。

[1]按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和两⼤类。

基本寄存器只能并⾏送⼊数据，也只能并⾏输出。

移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移，数据既可以并⾏输⼊、并⾏输出，也可以串⾏输⼊、串⾏输出，还可以并⾏输⼊、串⾏输出，或串⾏输⼊、并⾏输出，⼗分灵活，⽤途也很⼴。

[1]知识点概述：1、寄存器，就是能够记忆或存储0和1数码的基本部件。

通常都是由各种触发器和门电路来构成的。

2、寄存器分为仅能存储0和1数码的数码寄存器，和既能存储数码同时也能实现数码的左移或右移的寄位移寄存器。

3、在实际中，通常使⽤集成寄存器。

本节讲解了寄存器的电路构成、⼯作原理、对74LS194双向移位寄存器的使⽤进⾏了介绍。

4、有点寄存器具有左移右移的功能寄存器电路如下：（1）由四个D触发器构成，因为每⼀个D触发器可以存放1位⼆进制信息，所以上述电路的寄存器可存放⼀个4位⼆进制数码，⼀般也把这种寄存器称为数码寄存器。

第一章逻辑门电路§1-1 基本门电路一、填空题1.与逻辑；Y=A·B2.或逻辑；Y=A+B3.非逻辑；Y=4.与；或；非二、选择题1. A2. C3. D三、综合题1.2.真值表逻辑函数式Y=ABC§1-2 复合门电路一、填空题1.输入逻辑变量的各种可能取值；相应的函数值排列在一起2.两输入信号在它们；异或门电路3.并；外接电阻R；线与；线与；电平4.高电平；低电平；高阻态二、选择题1. C2. B3. C4. D5. B三、综合题1.2.真值表逻辑表达式Y1=ABY2=Y3==A+B 逻辑符号3.第二章组合逻辑电路§2-1 组合逻辑电路的分析和设计一、填空题1.代数；卡诺图2.n；n；原变量；反变量；一；一3.与或式；1；04.组合逻辑电路；组合电路；时序逻辑电路；时序电路5.该时刻的输入信号；先前的状态二、选择题1. D2. C3. C4. A5. A三、判断题1. ×2. √3. √4. √5. ×6. √四、综合题1.略2.（1）Y=A+B（2）Y=A B+A B(3) Y=ABC+A+B+C+D=A+B+C+D3. (1) Y=A B C+A B C+ A B C + ABC=A C+AC(2) Y=A CD+A B D+AB D+AC D(3) Y=C+A B+ A B4. （a）逻辑函数式Y= Y=AB+A B真值表逻辑功能：相同出1，不同出0 （b）逻辑函数式Y=AB+BC+AC真值表逻辑功能：三人表决器5.状态表逻辑功能：相同出1，不同出0逻辑图1. 6.Y=A ABC+B ABC+C ABC判不一致电路，输入不同，输出为1,；输入相同，输出为0。

§2-2 加法器一、填空题1.加数与被加数；低位产生的进位2.加数与被加数；低位产生的进位3.加法运算二、选择题1. A2. C三、综合题1.略2.略3.§2-3 编码器与比较器一、填空题1. 编码2. 101011；010000113. 十；二；八；十六4. 0；1；逢二进一；10；逢十进一5. 二进制编码器；二—十进制编码器6. 两个数大小或相等7. 高位二、选择题1. A2. B3. C4. B三、综合题1.略2.（1）10111；00100011（2）00011001；19（3）583. （1）三位二进制（2）1,1,0（3）1,1,14.§2-4 译码器与显示器一、填空题1. 编码器；特定含意的二进制代码按其原意；输出信号；电位；解码器2. 二进制译码器；二—十进制译码器；显示译码器3. LED数字显示器；液晶显示器；荧光数码管显示器4. 1.5～3；10mA/段左右5. 共阴极显示译码器；共阳极显示译码器；液晶显示译码器二、选择题1. A；D2. A三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√四、综合题七段显示译码器真值表f=D C B A +D C B A +D C B A+D CB A +D C B A +D C B A =D+B A +C A +C B =DB AC AC B§2-5 数据选择器与分配器一、填空题1.多路调制器；一只单刀多掷选择开关；地址输入；数字信息；输出端2.从四路数据中，选择一路进行传输的数据选择器3.地址选择；输出端二、选择题1. D2. A；C三、判断题1. √2. ×四、综合题1.略2. Y=A B D0+A BD1+A B D2+ABD3第三章触发器§3-1 基本RS触发器与同步RS触发器一、填空题1.两个；已转换的稳定状态2.R S+RSQ n;R+S=13. R S Q n+ R S;RS=04.置0；置15.相同；低电平；高电平6.时钟信号CP7.D触发器8.空翻二、选择题1.D2.B3.A4.B5.B6.D三、判断题1. ×2. ×3. √4. ×5. ×6. ×四、综合题1.略2.3.4.5.略§3-2主从触发器与边沿触发器一、填空题1.空翻2.置0、置1、保持、翻转3.Ｄ、J Q n+K Q n4.保持、置1、清0、翻转5.电平、主从6.一次变化7.边沿触发器8.不同、做成9.置0、置1、时钟脉冲二、选择题1.A2.A3.D4.B5.A6.C7.D8.B9.A10.D三、判断题1. √2. ×3. ×4. ×5. √6. ×7. √8. √四、综合题1.2.3.4.略5.略6.§3-3触发器的分类与转换一、填空题1.T、T'2. T Q n+ T Q n、Q n3.1、04. Q n、Q n5. 16. T'7. T8. T'二、选择题1.D2.D3.D4.B5.B三、判断题1. ×2. ×3. ×4. ×四、分析解答题1.2.3.略4.略5.略第四章时序逻辑电路§4-1 寄存器一、填空题1.输入信号；锁存信号2.接收；暂存；传递；数码；移位二、选择题1. C2. B；A三、判断题1. √2. ×3. √四、综合题1.JK触发器构成D触发器，即Q n+1= D。

4 62习 题1．解：QQRS3．解： CP =0时，R D =S D =0，Q n+1=Q n ； CP =1时，S R R =D ，S D =S ；1D D n n n n Q S R Q S RSQ S RQ +=+=+=+不管S 、R 输入何种组合，锁存器均不会出现非正常态。

5．解：（1）系统的数据输入建立时间t SUsys =或门的传输延迟+异或门的传输延迟+锁存器的建立时间-与门的传输延迟=t pdOR +t pdXOR + t SU - t pdAND =18ns+22ns+20ns -16 ns =44ns 。

（2）4 63当C =1时， J =X X K = X Q K Q J Q n n n =+=+1 为D 触发器9． 解：当EN =0 ，Q n+1=Q n ；当EN =1，Q n+1=D ，则D EN Q EN Q n n ⋅+⋅=+11，令D EN Q EN D n ⋅+⋅=1即可。

10．解：根据电路波形，它是一个单发脉冲发生器，A 可以为随机信号，每一个A 信号的下降沿后；Q 1端输出一个脉宽周期的脉冲。

12．解：（1）（2）4 6415． 解：X =0时，计至9时置0000：03Q Q LD =，D 3D 2D 1D 0=0000X =1时，计至4时置1011：23Q Q LD =，D 3D 2D 1D 0=10112303Q Q X Q Q X LD +=，D 2=0，D 3=D 1=D 0=X16．解：当片1计数到1001时，置数信号LD 为低电平，这时，再来一个CP 脉冲，下一个状态就进入0000。

应该等到片0和片1的状态同时为1001时，片1的下一个状态才能进入0000。

改进后电路为：对改进后电路的仿真结果：17.解：4 6518．解：19． 解：从图所示电路图可知，S 1S 0=01，根据表4.8-3所示的74LS194功能表，电路处于右移功能。

右移数据输入端的逻辑表达式为：32IR Q Q D =。

《数字逻辑与电路》复习题第一章数字逻辑基础（数制与编码）一、选择题1．以下代码中为无权码的为CD。

A. 8421BCD码B. 5421BCD码C.余三码D.格雷码2．以下代码中为恒权码的为AB 。

A.8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码3．一位十六进制数可以用 C 位二进制数来表示。

A. １B. ２C. ４D. 164．十进制数25用8421BCD码表示为 B 。

A.10 101B.0010 0101C.100101D.101015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是CD 。

A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为ABCD 。

A. (0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)87．与八进制数(47.3)8等值的数为：A B。

A.(100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)28.常用的BC D码有C D 。

A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码二、判断题（正确打√，错误的打×）1. 方波的占空比为0.5。

（√）2. 8421码1001比0001大。

（×）3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。

（√）4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。

（√）5．八进制数（17）8比十进制数（17）10小。

（√）6．当传送十进制数5时，在8421奇校验码的校验位上值应为1。

（√）7．十进制数（9）10比十六进制数（9）16小。

（×）8．当8421奇校验码在传送十进制数（8）10时，在校验位上出现了1时，表明在传送过程中出现了错误。

（√）三、填空题1.数字信号的特点是在时间上和幅值上都是断续变化的，其高电平和低电平常用1和0来表示。

第1章数字电路基础知识1 电子电路主要分为两类：一类是模拟电路，另一类是数字电路。

2 模拟电路处理的是模拟信号，而数字电路处理的是数字信号。

3 晶体管（即半导体三极管）的工作状态有三种：截止、放大和饱和。

在模拟电路中，晶体管主要工作在放大状态。

4 在数字电路中，晶体管工作在截止与饱和状态，也称为“开关”状态。

5 模拟信号是一种大小随时间连续变化的电压或电流，数字信号是一种突变的电压和电流。

6 模拟信号的电压或电流的大小是随时间连续缓慢变化的，而数字信号的特点是“保持”（一段时间内维持低电压或高电压）和“突变”（低电压与高电压的转换瞬间完成）。

7 在数字电路中常将0~1v范围的电压称为低电平，用“0”来表示；将3~5v范围的电压称为高电平，用“1”来表示。

第2章 门电路1 基本门电路有与门、或门、非门三种。

2 与门电路的特点是：只有输入端都为 高电平 时，输出端才会输出高电平；只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出 低电平 。

与门的逻辑表达式是 Y A B =∙ 。

3 或门电路的特点是：只要有一个输入端为 高电平 ，输出端就会输出高电平。

只有输入端都为 低电平 时，输出端才会输出低电平。

或门的逻辑表达式是Y A B =+ 。

4 非门电路的特点是：输入与输出状态总是 相反 。

非门的逻辑表达式是 Y A -= 。

5 与非门的特点是：只有输入全为“1”，输出为 0 ，只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出 1 。

与非门的逻辑表达式是 。

6 或非门的特点是：只有输入全为“0”时，才输出 1 ，只要输入有“1”，输出就为 0 。

或非门的逻辑表达式是 。

7 与或非的特点是：A 、B 或C 、D 两组中有一组全为“1”，输出就为 0 ，否则输出就为 1 。

与或非门的逻辑表达式是 。

8 异或门的特点是：当两个输入端一个为“0”，另一个为“1”，输出为 1 ，当两个输入端均为“1”或“0”时，输出为 0 。

异或门的逻辑表达式是 。

时序逻辑电路在实际中的应用时序逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路，其特点是电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路的原状态有关，具有记忆功能。

构成组合逻辑电路的基本单元是逻辑门，而构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。

时序逻辑电路在实际中的应用很广泛，数字钟、交通灯、计算机、电梯的控制盘、门铃和防盗报警系统中都能见到。

主要介绍典型的时序逻辑部件：集成计数器的识别与应用，集成寄存器的识别与应用；时序逻辑电路的分析和设计。

计数器在计算机及各种数字仪表中应用广泛，具有记忆输入脉冲个数的功能，还可以实现分频、定时等。

计数器种类繁多，按技术体制可分为二进制计数器和N进制计数器；按增减趋势可分为加计数器和减计数器；按技术脉冲引入方式可分为同步计数器和异步计数器。

同步计数器的特点是构成计数器的所有触发器共用同一个时钟脉冲，触发器的状态同时更新，计数速度快；而异步计数的特点是构成计数器的触发器不共用同一个时钟脉冲，所有触发器更新状态的时刻不一致，计数速度相对较慢。

在实际应用中，计数器是以集成电路形式存在的，主要有集成二进制计数器、集成十进制计数器两大类，其他进制计数器可由它们通过外电路设计来实现。

在每一大类计数器中，又以同步与异步、加计数与可逆计数来细分。

寄存器具有接收数码、存放或传递数码的功能，由触发器和逻辑门组成。

其中，触发器用来存放二进制数，逻辑门用来控制二进制数的接收、传送和输出。

由于一个触发器只能存放1位二进制数，因此，存放n位二进制数的n位寄存器，需要n个触发器来组成。

寄存器有数码寄存器和移位寄存器2种。

输入输出方式有并入-并出、并入-串出、串入-并出、串入-串出4种。

当寄存器的每一位数码由一个时钟脉冲控制同时接收或输出时，称为并入或并出。

而每个时钟脉冲只控制寄存器按顺序逐位移入或移出数码时，称为串入或串出。

移位寄存器除了具有存储数码的功能以外，还具有移位功能。

所谓移位功能，是指寄存器里存储的数码能在时钟脉冲作用下依次左移或右移。