数字逻辑与数字系统练习题Word文档格式.docx
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RS触发器时常用的电路之一,其连接如图(b)所示。
请说明其
工作原理。
输入信号o、6、c的波形。
图3.26
[答案]
不论触发器原来处于什么状态,当开关倒向S端时,就使输入置为S=0,R=1,从而
使输出Q=1,Q=0。
若开关存在抖动,则使输入状态变化为:
SR=01→11→01
→11...直至稳定于01。
在这个过程中输出保持Q=1,Q=0,不会发生抖动。
◆3
已知JK信号如图3.27(a)所示,请分别画出主从JK触发器和负边沿JK触发器的输出
波形。
设触发器初始状态为0。
图3.27
主从Ⅸ触发器和负边沿Ⅸ触发器输出波形见图3.27(b)所示。
◆4
在数字设备中常需要一种所谓单脉冲发生器的装置。
用一个按钮来控制脉冲的产生,
每按一次按钮就输出一个宽度一定的脉冲。
图3.28就是一种单脉冲发生器。
按钮Si
每按下一次(不论时间长短),就在Q1输出一个脉冲。
根据给定的Ui和Ji的波形,画
出Q1和Q2的波形。
图3.28
Q1和Q2波形图如图3.28(b)下部所示。
说明:
在静态状态下,Q1的J1K1=01,所以输出Q1为0的状态。
而Q2由于
RD2=0,所以也总处于0状态。
当按动开关时,J1K1=11,所以Q1就变为1状态,下一个时钟又使Q1为0,从而
得到一个脉冲。
脉冲的负沿使Q2置1(J2K2=11)。
此时Q2=0作用到RD1,从而得
证Q1的输出不再翻转为1,亦即得证了单脉冲输出。
◆5
写出图3.29中各个触发器的次态方程,并按照所给的CP信号,画出各个触发器的输
出波形(设初始态为0)。
图3.29
(a)
T=Qn
Qn+1=TQn+TQn=0
(b)
D=Qn
Qn+1=Qn
(c)
J=Qn,K=1
Qn+1=TQn+TQn=0
(d)
Qn+1=JQn+KQn=0
(e)
(f)
J=Qn
◆6
带有与或输入门电路的JK触发器的逻辑示意如图3.30所示,图中标明了外加输入信
号的连接。
请写出图中触发器的次态方程,并根据所给的输入波形,画出输出波形。
图3.30
Qn+1=E(A+B)Qn+E(C+D)Qn
触发器的功能可描述为:
当E=0时,Qn+1=Qn;
当E=1时,则为J=A+B和K=C+D的JK触发器。
◆7
图3.31(a)是一种两拍工作寄存器的逻辑图,即每次在存人数据之前必须先加人置0
信号,然后“接收”信号有效,数据存人寄存器。
(1)若不按两拍工作方式来工作,即置
0信号始终无效,则当输人数据为D2D1D0=000--001---010时,输出数据Q2Q1Q0将
如何变化?
(2)为使电路正常工作,置0信号和接收信号应如何配合?
画出这两种信
号的正确时间关系。
(3)若采用单拍方式工作,请提出一种改进方案。
图3.31
(1)若按一拍工作,并且置0信号恒为1。
则当D2D1D0=000→001→010时,则Q2
Q1Q0为100→101→111(初始状态均为0)。
因为,当D=0时,及R·
S=11,只起到保持Q不变的作用,而不一定使Q输出
为0。
(2)两种信号的正确时间关系如图3.31(b)所示。
这样安排时序,使输出每拍都有一段000的时间。
实际使用时,还要加输出控制
门,以保证正确输出。
(3)采用单拍方式工作时,可直接采用D触发器做为寄存器,数据接触发器O端,接
制收控信号接时钟端,无需事先清0。
◆8
分析图3.32(a)所示同步计数电路,作出状态转移表和状态图。
计数器是几进制计数
器?
能否自启动?
并画出在时钟作用下的各触发器输出波形。
图3.32
(1)该电路的状态方程和输出方程为
Q1n+1=Q2n+Q1n+Q3nQ1n
Q2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2n=Q1n
Q3n+1=Q2n++Q3nQ1n
(2)该电路的状态转移真值表如下表所示。
(3)状态图如下图(b)所示。
(4)波形图如下图(c)所示。
该计数器是五进制计数器,可以自启动。
Q3n
Q2n
Q1n
Q3n+1
Q2n+1
Q1n+1
◆9图3.33(a)所示为序列信号发生器逻辑图,作出状态转移表和状态图,确定其输出序列。
图3.33
各触发器的状态方程为
Q1n+1=D1=Q2nQ3n
Q2n+1=D2=Q1n
Q3n+1=D3=Q2n
其状态转移表如右表所示。
状态图见图3.33(b)。
由状态图可知,电路可以自启动。
输出序列为:
0001100011...
D1
◆10
图3.34(a)是一种序列信号发生器电路,它由一个计数器和一个四选一数据选择器构
成。
分析计数器的工作原理,确定其模值和状态转换关系;
确定在计数器输出控制
下,数据选择器的输出序列。
图3.34(a)
计数器中触发器的状态方程为
Q1n+1=Q1n
Q2n+1=Q3nQ1nQ2n+Q1nQ2n
Q3n+1=Q3nQ1nQ2n+Q1nQ3n
作出状态转移表如下表所示。
状态图如下图所示。
容易看出,电路可以自启动,是一个六进制计数器。
PS
NS
数据选择器选用Q2和Q1作地址信号。
数据输入为:
D0=D2=Q3n,D1=D3=Q3n;
由此可得输出:
Y
0
Y=D0=Q3n
1
Y=D1=Q3n
Y=D2
Y=D3
Y=D0
Y=D1
因此,输出序列为:
010110,010110...
◆11
分析图3.35(a)所示的同步时序电路,作出状态转移表和状态图,说明这个电路能对
何种输入序列进行检测。
图3.35
电路的状态方程和输出方程为
Q1n+1=J1Q1n+K1Q1n=XQ1n+XQ1n=X
Q2n+1=J2Q2n+K2Q2n=XQ1nQ2n+XQ1n
Z=XQ2n
电路的状态转移表如下表所示。
状态图如下图(b)所示。
Q1nQ2n
0
00/0
10/0
1
00/1
11/0
由此可知:
凡在输入序列中出现两个或两个以上1之后再出现一个0,输
出就为1。
在第一个“1”和第2个“1”之间可有若干个“0”,也可以没有。
如:
110,100010,1000110等等。
◆12
分析图3.36(a)所示的同步时序电路,作出状态转移表和状态图,说明它是摩尔型电
路还是米里型电路。
当X=1和x=0时,电路分别完成什么功能?
图3.36
A.电路的状态方程和输出方程为
Q1n+1=Q1n
Q2n+1=(X⊕Q1n)Q2n+(X⊕Q1n)Q2n
______
Z=Q1nQ2n
由于输出只和Q1n、Q2n有关,所以是摩尔型电路。
电路的状态转移表如右表所示,状态图如图3.36(b)所示。
由状态表或状态图可以看出:
当x=0时,电路完成模4加计数;
当X=1时,完成模4减计数。
Q1n
Q2n
X=0
X=1
Z
◆13
分析图3.37(a)所示的同步时序电路,作出状态转移表和状态图。
当输入序列x为
01011010时,画出相应的输出序列(设初始状态为000)。
图3.37
Q1n+1=T1Q1n+T1Q1n=XQ1n+XQ1n
Q2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2n
_______
Q3n+1=XQ1nQ2nQ3n+XQ1nQ2nQ2n
Z=Q1nQ3n
所以是摩尔型电路。
状态转移真值表如下表所示。
Q3n