数字电路第5章_触发器
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第一章数制和码制1.表示数量大小基本概念:基数数码位权数制几种进制:特点,表示方法转换:二进制模拟按权展开信号十进制小数:乘基数取整法数字表现形式数码整数:除以基数倒取余数法八十六算术运算:+-*/ 想要只用移位和相加全部解决补码正数:原码=反码=补码负数:原码按位取反反码加1 补码补码的运算2.表示不同事物或事物的不同状态,又称“代码”编制规则:码制(各种码制的特点、相互关系)十进制代码:(书上还有5211码)注:8421BCD码和十进制间的转换是直接按位(按组)转换如:(36)10=(0011 0110)8421BCD=(110110)8421BCD(101 0001 0111 1001)8421BCD=(5179)10格雷码(循环码):①相邻性:任意两个相邻码组间仅有一位的状态不同。
②循环性:首尾两个码组也具有相邻性。
ASCII码(美国信息交换标准代码):采用7位二进制编码,用来表示27(即128)个字符。
注意0~9,a~z,A~Z的ASCII码特点第二章逻辑代数基础一、逻辑代数(开关代数、布尔代数)与(逻辑相乘)Y = A·B = AB1.基本运算或(逻辑相加)Y = A+B非(逻辑求反)Y = (A)‘衍生出:与非:BAY+=或非:BAY+=与或非:CDABY+=异或:BAB ABAY+=⊕=互为反运算同或:ABBABAY+=Θ=2.基本公式(定律):衍生出常用公式:注意记忆它们的图形符号3.基本定理:(注意结合例题进行练习、理解)代入定理:任何一个含有某变量的等式,如果等式中所有出现此变量的位置均代之以一个逻辑函数式,则此等式依然成立。
反演定理:对于任意一个逻辑函数式 F ,做如下处理:①运算符“.”与“+”互换,“”与“⊙”互换②常量“0”换成“1”,“1”换成“0”;③原变量换成反变量,反变量换成原变量。
那么得到的新函数式称为原函数式F 的反函数式对偶定理:若两逻辑式相等,则它们对应的对偶式也相等。
数字电路复习题(选择、填空、判断)第一章数制与码制选择题1.与十进制数(53)10等值的数为(A )A.(100111)2B.(110101)2C.(25 )16D.(33)162.十进制数25用8421BCD码表示为(B )A.10101B.00100101C.11001D.101010003.在下列一组数中,最大数是(C )A.(258)10B.(100000010)2C.(103)16D.(001001011000)8421BCD4.十----二进制转换:(25.7)10=(C )2A.11011.1011B.11001.1001C.11001.1011D.11011.10015.将十进制数35表示为8421BCD码是(C )A.100011B.100011C.110101D.11010006.将二进制数11001.01转换为十进制数是(B )A.20.25B.25.25C.25.2D.25.17.十——二进制转换:(117)10=(A )2A.1110101B.1110110C.1100101D.110101判断题1.数字信号是离散信号,模拟信号是连续信号。
(√)2.格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
(√)3.8421码又称BCD码,是十进制代码中最常用的一种。
8421码属于恒权码。
(√)4.直接对模拟量进行处理的电子线路称为数字电路。
(X )填空题1.自然界物理量按其变化规律的特点可分为两类,为模拟量和数字量。
2. 数字信号的特点是在时间上和数量上都是离散变化的。
3.(167)10=(10100111)2 =(000101100111)8421BCD。
4.(193)10=(C1 )16 =(000110010011 )8421BCD。
5.二进制数01011001对应的十六进制数(59 )16 ,表示十进制数是89 。
6.BCD余3码100001011001对应的十进制数526 ,表示成BCD8421码是010********* 。
第1章 数制和码制 一、填空题1.数制转换:(011010)2 =( )10 =( )8 =( )16。
2.数制转换:(35)10 =( )2 =( )8 =( )16。
3.数制转换:(251)8 =( )2 =( )16 =( )10。
4.数制转换:(4B )16 =( )2 =( )8 =( )10。
5.数制转换:(69)10 =( )2 =( )16 =( )8。
6.将二进制数转换为等值的八进制和十六进制数 (10011011001)2 =( )8 =( )16。
7.将二进制数转换为等值的八进制和十六进制数 (1001010.011001)2 =( )8 =( )16。
一、填空题答案: 1.26、32、1A ; 2.100011、43、 23; 3.10101001、A9、169; 4.1001011、113、75; 5.1000101、45、105; 6.2331、4D9; 7.112.31、4A.64。
第2章 逻辑代数基础 一、填空题1.逻辑函数Y AB A B ''=+,将其变换为与非-与非形式为 。
2.逻辑函数Y A B AB C ''=+,将其变换为与非-与非形式为 。
3. 将逻辑函数AC BC AB Y ++=化为与非-与非的形式,为 。
4.逻辑函数Y A A BC '''=+,化简后的最简表达式为 。
5.逻辑函数Y A B A B ''=++,化简后的最简表达式为 。
6.逻辑函数()()Y A BC AB ''''=+,化简后的最简表达式为 。
7. 逻辑函数Y AB AB A B ''=++,化简后的最简表达式为 。
一、填空题答案1.()()()Y AB A B '''''= ; 2.()()()Y A B AB C '''''=; 3. ()()()()Y AB BC AC ''''=; 4. Y A '=; 5.1Y =; 6.1Y =; 7.Y A B =+。
教材:数字电子技术基础(“十五”国家级规划教材) 杨志忠 卫桦林 郭顺华 编著高等教育出版社2009年7月第2版; 2010年1月 北京 第2次印刷;第五章 集成触发器(部分习题答案)练习题5解答:(P213页)【5.1】、由与非门构成的基本RS 触发器,S D 和R D 端输入如图P5.1所示波形,试画出Q 和Q 的输出波形。
设触发器的初始状态为“0”。
解题思路:根据基本RS 触发器功能分段画图,并要注意与非门的基本RS 触发器是低电平有效。
当D S 和D R 端同时为有效低电平时,出现强制1态,有效电平同时撤去后(无效高电平)会出现不定态。
(不确定的状态,具体的状态取决两个与非门的翻转速度快慢)DS D RQ【5.2】、由或非门构成的基本RS 触发器,S D 和R D 端输入如图P5.2所示波形信号,试画出Q 和Q 的输出波形。
(设触发器的初始状态为“1”)。
解题思路:根据基本RS 触发器功能分段画图,并要注意或非门的基本RS 触发器是高电平有效,功能与与非门组成的RS 触发器功能相同。
当R D 和S D 端同时为有效高电平时,出现强制0态,有效电平同时撤去后(无效低电平)会出现不定态。
(不确定的状态,具体的状态取决两个与非门的翻转速度快慢)DS D RQ1≥1≥【5.4】、已知同步RS 触发器的输入CP,R 和S 的电压波形如题P5-4图所示的波形,试画出Q 和Q 的输出波形。
(设触发器的初始状态nQ =0)解题思路:同步钟控RS 触发器是电位型触发器(高电平敏感CP=1),在CP 有效触发期间的状态随输入信号发生变化,n 1n Q R S Q+=+,约束条件:RS=0,R=S=1时出现1Q Q 1n 1n ==++。
CPSQR【5.5】、已知同步D 触发器CP 和D 端的输入电压波形如P5.5图所示,试画出Q 端的输出波形。
(设触发器的初始状态nQ =0)解题思路:同步式触发器是电位型触发器(假定高电平敏感CP=1),在CP 有效触发期间的状态随输入信号发生变化,D Q1n =+。
《数字电路》触发器R-S,D,J-K实验一、实验目的1、熟悉并掌握R-S、D、J-K触发器的构成,工作原理和功能测试方法。
2、学会正确使用触发器集成芯片。
3、了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。
二、实验原理1、R-S触发器的逻辑功能基本R-S触发器的电路如图6-2所示。
它的逻辑功能是:(1)当d S=1、d R=0时,Q=0,Q=1,触发器处于“0”状态。
(2)当d S=0、d R=1时,Q=1,Q=0,触发器处于“1”状态。
(3)当d S=1、d R=1时,触发器保持原状态不变。
(4)当d S、d R都为“0”时,触发器两个输出端都是“1”,一旦输入信号同时撤除,即d S和d R同时由“0”变为“1”,触发器将由各种偶然因素确定其最终值,是“1”或是“0”无法确定,即触发器状态不定。
2、维持-阻塞型D触发器的逻辑功能维持-阻塞型D触发器的逻辑符号如图6-3所示。
图中d S、d R端为异步置1端,置0端,CP为时钟脉冲端。
CP脉冲上升沿触发。
D触发器的真值表如表6-1所示。
其特征方程为:n+1 nQ= D3、J—K触发器的逻辑功能J--K触发器的逻辑符号如图6-4所示。
图中d S、d R端为异步置1端,置0端,CP为时钟脉冲端。
CP脉冲下降沿触发。
J--K触发器的逻辑功能是:(1)当J=0、K=0时,触发器维持原状态,n+1 nQ= D。
(2)当J=0、K=1时,不管触发器的原状态如何,CP作用(下降沿)后,触发器总是处于“0”状态,n+1Q=0 。
(3)当J=1,K=0时,不管触发器原状态如何,CP作用后,触发器总是处于“1”状态,n+1Q=1(4)当J=1,K=1时,不管触发器原状态如何,CP作用后,触发器的状态都要翻转,n+1 nQ= Q。
三、实验仪器及材料1、双踪示波器2、器件(1)74LS00 二输入端四与非门 1片(2)74LS74 双D触发器 1片(3)74LS112 双J—K触发器 1片四、预习要求1、预习RS、D、JK触发器的工作原理,逻辑功能。
习题答案第一章数制和码制1.数字信号和模拟信号各有什么特点?答:模拟信号——量值的大小随时间变化是连续的。
数字信号——量值的大小随时间变化是离散的、突变的(存在一个最小数量单位△)。
2.在数字系统中为什么要采用二进制?它有何优点?答:简单、状态数少,可以用二极管、三极管的开关状态来对应二进制的两个数。
3.二进制:0、1;四进制:0、1、2、3;八进制:0、1、2、3、4、5、6、7;十六进制:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5.B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.二进制数的1和0代表一个事物的两种不同逻辑状态。
9.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数;符号位为1表示负数。
这种表示法称为原码。
10.正数的反码与原码相同,负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同,负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数;符号位为1表示负数。
正数的反码、补码与原码相同,负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同:01011;B: (-1101)2的原码为11101,反码为10010,补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1,该数为负数,反码为100100,补码为100101. B: (001010)2 的符号位为0,该数为正,故反码、补码与原码均相同:001010.15.两个用补码表示的二进制数相加时,和的符号位是将两个加数的符号位和来自最高有效数字位的进位相加,舍弃产生的进位得到的结果就是和的符号。
第五章习题1.题图5-1所示电路是用两片555构成的脉冲发生器,试画出Y 1和Y 2两处的输出波形,并标注主要参数(参数只需估算)。
R 1C 133kR 233k 10题图5-12.题图5-2所示的555定时器构成的单稳态触发器及输入v I 的波形,求: (1)输出信号v O 的脉冲宽度T W ;(2)对应v I 画出v C 、v O 的波形,并标明波形幅度。
v I /V CC /3v Iv O题图5-23.由555定时器组成的多谐振荡器如图5-3所示,已知V DD =12V 、C =0.1μF 、R 1=15k Ω、R 2=22k Ω。
试求:(1)多谐振荡器的振荡周期;(2)画出的v C 和v O 波形。
v O /Vv C /V00tR Cv v OR题图5-34.由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A 构成如题图5-4所示电路。
设计数器初始状态为000,且输出低电平V OL =0 V ,输出高电平V OH =3.2 V ,R d 为异步清零端,高电平有效。
(1)说明虚框(1)、(2)部分各构成什么功能电路?(2)虚框(3)构成几进制计器? (3)对应CP 画出v O 波形,并标出电压值。
题图5-45.用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形i v 如题图5-5所示,要求: (1)求出该施密特触发器的阈值电压V T +、V T -;(2)画出输出v o 的波形。
v I /V tv O /Vv v O题图5-56.用集成定时器555构成的电路及可产生的波形如题图5-6(a )、(b )所示,试回答: (1)该电路的名称;(2)指出(b )图中v C 波形是1~8引脚中,哪个引脚上的电压波形; (3)求出矩形波的宽度t W 。
v Iv O 0.3v v(a ) (b )题图5-67.题图5-7为简易门铃电路,设电路中元器件参数合适,R >>R 1,S 为门铃按钮,当按钮按一下放开后,门铃可响一段时间。
数字电路自测题(§1-§5)第1章数字逻辑基础选择题1. (135.6)8=(93. 75 )102. (93. 75)10=(5D.C)163. (35.85)10=(100011.110)2保留3位。
4. (11110101.11011)2=(356.66)85. (11110101.11011)2=(F5.D8)86. (674.35)8=(1BC.74 )167. 与(11010101.1101)2相等的数有(A B C)。
A.(325. 64)8;B. (D5. D)16;C.(213. 8125)10;D.(1110101.110100)8421BCD;E.(10111.1000110101);8421BCD8.(11011001.11)2=(217.75)10=(010*********.10101000)余3 BCD9.八进制数(573. 4)8的十六进制数是 C 。
A.(17C.4)16;B. (16B.4)16;C. (17B.8)16;D. (17B. 5)1610.用0,1两个符号对100个信息进行编码,则至少需要B 。
A. 8位;B. 7位;C. 9位;D. 6位;11. BCD代码(100011000100)表示的数为(594)10,则该BCD代码为 C 。
A. 8421BCD码;B. 余3BCD码;C. 5421BCD码;D. 2 421 BCD码;12. BCD代码(100011000100)表示的数为(1117)8,则该BCD代码为 B 。
A. 8421BCD码;B. 余3BCD码;C. 5421BCD码;D. 2 421 BCD码;填空题1.将二进制、八进制和十六进制数转换为十进制数的共同规则是按权展开。
2.十进制数26.625对应的二进制数为;十六进制数5FE对应的二进制数为。
3. 二进制数1101011.011B对应的十进制数为,对应的8421 BCD码为。
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第五章触发器------—----——-—--—-——-—-——------———--—-———--———————-——-—-—-———-—————-——-—---1 :具有:置0、置1、保持和翻转功能的触发器是( ).A:JK触发器B:SR触发器C:D触发器D:T触发器您选择的答案: 正确答案: A知识点:JK触发器的特性为:J=0, K=0时,Q状态为保持;J=0, K=1时,Q状态为置0;J=1, K=0时,Q状态为置1;J=1, K=1时,Q状态为翻转--—--———----—----—---—---—---—-——--—-——--——--—--------——--—--———-—--—-------2 :对于JK触发器,输入J=0,K=1,CLK脉冲作用后,触发器的次态应为()。
A:0B:1C:Q'D:不确定您选择的答案: 正确答案: A知识点:JK触发器的特性为:J=1, K=1时,Q状态为翻转,即Q= Q’-————---———---————--————--—-——-————--—---—-——-—-—---——--—--------——--—--—-—-3 :有一个或非门构成的SR锁存器,欲使该锁存器保持原态即Q*=Q,则输入信号应为()。
A:S=R=0B:S=R=1C:S=1,R=0D:S=0,R=1您选择的答案:正确答案: A知识点:或非门构成的SR锁存器的特性为:R=1, S=0 Q*=0, Q*'=1,即锁存器被置0(0状态);R=0, S=1 Q*=1, Q*'=0,即锁存器被置 1(1状态);R=S=0, Q*=Q,即锁存器保持原态;R= S=1 Q*=Q*'=0,此为不允许输入。
第一章绪论一、填空题1、根据集成度的不同,数字集成电路分位以下四类:小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路。
2、二进制数是以2为基数的计数体制,十六体制数是以16为基数的计数体制。
3、二进制数只有0和1两个数码,其计数的基数是2,加法运算的进位规则为逢二进一。
4、十进制数转换为二进制数的方法是:整数部分用除2取余法,小数部分用乘2取整法,十进制数23.75对应的二进制数为10111.11。
5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系数之和,二进制数10110011对应的十进制数为179。
6、用8421BCD码表示十进制时,则每位十进制数可用四位二进制代码表示,其位权值从高位到低位依次为8、4、2、1。
7、十进制数25的二进制数是11001,其对应的8421BCD码是00100101。
8、负数补码和反码的关系式是:补码=反码+1。
9、二进制数+1100101的原码为01100101,反码为01100101,补码为01100101。
-1100101的原码为11100101,反码为10011010,补码为10011011。
10、负数-35的二进制数是-100011,反码是1011100,补码是1011101。
二、判断题1、二进制数有0~9是个数码,进位关系为逢十进一。
()2、格雷码为无权码,8421BCD码为有权码。
(√)3、一个n位的二进制数,最高位的权值是2^n+1。
(√)4、十进制数证书转换为二进制数的方法是采用“除2取余法”。
(√)5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系之和。
(√)6、对于二进制数负数,补码和反码相同。
()7、有时也将模拟电路称为逻辑电路。
()8、对于二进制数正数,原码、反码和补码都相同。
(√)9、十进制数45的8421BCD码是101101。
()10、余3BCD码是用3位二进制数表示一位十进制数。
()三、选择题1、在二进制技术系统中,每个变量的取值为(A)A、0和1B、0~7C、0~10D、0~F2、二进制权值为(B )A、10的幂B、2的幂C、8的幂D、16的幂3、连续变化的量称为(B )A、数字量B、模拟量C、二进制量D、16进制量4、十进制数386的8421BCD码为(B)A、0011 0111 0110B、0011 1000 0110C、1000 1000 0110D、0100 1000 01105、在下列数中,不是余3BCD码的是(C )A、1011B、0111C、0010D、10016、十进制数的权值为(D )A、2的幂B、8的幂C、16的幂D、10的幂7、负二进制数的补码等于(D )A、原码B、反码C、原码加1D、反码加18、算术运算的基础是 ( A )A 、加法运算B 、减法运算C 、乘法运算D 、除法运算9、二进制数-1011的补码是 ( D )A 、00100B 、00101C 、10100D 、1010110、二进制数最高有效位(MSB )的含义是 ( A )A 、最大权值B 、最小权值C 、主要有效位D 、中间权值第二章 逻辑代数基础一、填空题1、逻辑代数中三种最基本的逻辑运算是与运算、或运算、非运算。
一,特点结构分类学习指导:通过本知识点的学习,了解时序逻辑电路的结构,掌握组合逻辑电路与时序电路的区别及时序电路的分类方法。
某时刻的特定输出仅决定于该时刻的输入,而与电路原来的状态无关。
时序电路的特点数字逻辑电路按工作特点分为两大类:一类是组合逻辑电路,简称组合电路;另一类是时序逻辑电路,简称时序电路。
时序电路与组合电路的区别:如果一个电路,由触发器和组合电路组成,那么它就有能力把前一时刻输入信号作用的结果,记忆在触发器中。
这样,电路在某一给定时刻的输出不仅取决于该时刻电路的输入,而且还取决于该时刻电路的状态(触发器的状态)。
所谓时序就是电路的状态与时间顺序有密切关系,预定操作是按时间顺序逐个进行的时序电路的特点是电路在任一时刻的稳定输出,不仅取决于该时刻电路的输入,而且还与电路过去的输入有关,因此这种电路必须具有存储电路(绝大多数由触发器构成)保证记忆能力,以便保存电路过去的输入状态。
时序电路的结构时序电路的一般结构如图5-1所示,它由组合电路和存储电路两部分组成,图5-1中X(X1、X2、······X n) 代表输入信号,Z(Z1、Z2、······X m)代表输出信号,W(W1、W2、······W h )代表存储电路控制信号,Y(Y1、Y2、······Y k) 代表存储电路输出状态(时钟信号未标出),这些信号之间的关系可以用下列三个方程(函数)表示:输出方程: Z(t n)= F[X(t n),Y(t n)] (5-1)状态方程: Y(t n+1)= G[W(t n),Y(t n)] (5-2)各触发器的输入端表达式.控制方程: W(t n)= H[X(t n),Y(t n)] (5-3)各方程中t n、t n+1表示相邻的两个离散时间Y(t n)一般表示存储电路(各触发器)输出现时的状态,简称现态,或原状态Y(t n+1)则描述存储电路下一个工作周期(来过一个时钟脉冲以后)的状态,简称次态、或新状态.∙时序电路的分类由输出方程可知,时序电路的现时输出Z(t n)决定于存储电路的现时状态Y(t n)及时序电路的现时输入X(t n)。