数字逻辑电路 答案作业5.docx
《数字逻辑电路 答案作业5.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字逻辑电路 答案作业5.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数字逻辑电路答案作业5
第5章作业答案
5-19、分析如下图所示电路，写出电路激励方程，状态转移方程，画出全状态图，并说明该电路是否具有自启动特性
题5-19图
解：
根据逻辑图列激励方程和状态转移方程为
题解5-19表
J2=Q1Q0，K2=Q0，
，J0=K0=1，
，
，
。
再列出状态转移表如题解5-19表。
根据状态表画出状态图如题解5-19图。
Q2nQ1nQ0n
Q2n+1Q1n+1Q0n+1
000
001
001
010
010
011
011
100
100
101
101
000
110
111
111
010
题解5-19图
该电路功能为同步六进制计数器，计数模M=6，从状态图可以看出该电路具有自启动功能。
5-22、图P5-22所示电路为用双向移位寄存器CT74LS194构成的自启动脉冲分配器，试列出QD~QA的状态转移表，并画出其波形图。
图P5-22
序号
S（t）
QAQBQCQD
N（t）
QAQBQCQD
0
0000
0001
1
0001
0011
2
0011
0111
3
0111
1111
4
1111
1110
5
1110
1100
6
1100
1000
7
1000
0000
8
0000
0001
解：
该电路S1S0=10，是左移工作模式，初始启动信号置QD~QA均为0，则DSL=1，
题解5-22表
状态转移表列于题解5-22表。
波形图如题解5-22图所示。
从解5-19表和图解P5-19可以看到，该电路称为四级扭环形计数器。
题解5-22图
5-26、分析下图所示电路为几进制计数器，并画出初始状态Q2Q1Q0=000的全状态图和波形图。
题5-26图
解：
根据逻辑图列激励方程和状态转移方程为
J2=Q1，K2=1，
，K1=1，
J0=K0=1
CP2=CP1=Q0，CP0=CP
，
，
题解5-26表
Q2nQ1nQ0n
CP2CP1CP1
Q2n+1Q1n+1Q0n+1
000
↓
001
001
↓↓↓
010
010
↓
011
011
↓↓↓
100
100
↓
101
101
↓↓↓
000
110
↓
111
111
↓↓↓
000
列出状态转移表如题解5-26表。
状态转移图和工作波形如题解5-26图所示。
由题解5-26表和题解5-26图可知，该电路为一个异步六进制计数器，并具有自启动功能。
题解5-26图
5-28、分析题5-28图（a）、（b）所示由中规模同步计数器CT74LS161构成的计数分频器的模值，并画出全状态图。
题5-28图
解：
（a）CT74LS161的复位功能是异步的，则电路采用的是异步复位法，复位状态为1001，该状态不是计数循环中的一个状态，因而计数循环的状态为0000~1000，共9个状态，则M=9，全状态图为题解5-28图（a）；
（b）CT74LS161的置数功能是同步的，电路采用的是同步置数法，置数状态为1001，该状态应是计数循环中的一个状态，所置数值为0000，因而计数循环的状态为0000~1001，共10个状态，则M=10，全状态图为题解5-28图（b）。
题解5-28图
5-29、分析题5-29图（a）、（b）所示由中规模同步计数器CT74LS163构成的计数分频器的模值，并画出全状态图。
题5-29图
解：
（a）CT74LS163的复位功能是同步的，电路采用的是同步复位法，复位状态为1001，该状态应是计数循环中的一个状态，因而计数循环的状态为0000~1001，共10个状态，则M=10，全状态图为图解题5-29图（a）；
（b）CT74LS163的置数功能是同步的，电路采用的是同步置数法，置数状态为进位信号CO，即状态是1111时置数，它应是计数循环中的一个状态，所置数值为0101，因而计数循环的状态为0101~1111，共11个状态，则M=11，全状态图为题解5-29图（b）。
题解5-29图
5-32、分析题5-32图（a）、（b）所示由两片中规模异步计数器CT74LS290构成的计数分频器的模值。
题5-32图
解：
（a）CT74LS290是异步二-五-十进制计数器，它的置数功能和复位功能也都是异步的，电路的QA接到CPB，组成8421BCD码十进制计数器，并采用的是异步置数法，产生置数的状态为0101，该状态不是计数循环中的一个状态，所置数值为1001，因而计数循环的状态为1001，0000~0100共6个状态，则M=6，全状态图为题解5-32图（a），偏离状态的转移如图所示。
（b）接法不同于（a），电路的QD接到CPA，组成5421BCD码十进制计数器，从高位到低位排列顺序为QAQDQCQB，计数循环状态顺序为0000→0001→0010→0011→0100→1000→1001→1010→1011→1100→0000。
采用的是异步复位法，产生复位的状态是1010，它不是计数循环中的一个状态，因而计数循环的状态为0000~0100，1000→1001，共7个状态，则M=7，全状态图为题解5-32图（b），偏离状态的转移如图所示。
题解5-32图
5-35、分析题5-35图所示由两片中规模同步计数器CT74LS160构成的计数分频器的模值，图中
（1）为低位计数器，
（2）为高位计数器。
题5-35图
解：
电路由两个CT74LS160计数器异步级联组成，计数器
（1）是十进制计数器，M1=10，在状态1001时CO=1，反相后触发计数器
（2）计数，计数器
（2）用同步置数法构成，在状态为0101时产生置数信号，该状态应是计数循环状态，置入数值0000，则计数循环为0000~0101，M2=6。
M=M2×M1=6×10=60。
5-38、用同步4位二进制计数集成芯片CT74LS161采用进位反馈同步置数法构成模值M为14的计数器，并画出接线图和全状态图。
解：
采用进位反馈同步置数法构成模值M为14的计数器，在十六个状态循环中截取14个状态形成主计数循环即可，其中必须包含状态1111，以便用该状态产生置数信号，所置数值应是0010，题解5-38图（a）和（b）是其逻辑图和全状态图。
题解5-38图
5-39、用同步4位二进制计数集成芯片CT74LS163采用同步复位法构成模值M为11的计数器，并画出接线图和全状态图。
解：
采用同步复位法组成11进制计数器，计数循环包括状态0000和产生复位信号的状态1010，即计数循环状态为0000~1010，共11个状态。
接线图和全状态图如题解5-39图所示。
题解5-39图
5-41、用同步4位二进制加/减计数集成芯片CT74LS191采用异步置数法构成模值M为12的减法计数器，并画出接线图和全状态图。
解：
CT74LS191用于减法计数，
选择端应接高电平，置数功能是异步的。
置数的状态不是计数循环状态，若以借位输出反馈置数，产生置数信号的状态则为0000，计数循环状态应为1100~0001，逻辑图和全状态图分别如题解5-41图（a）、（b）所示。
题解5-41图
5-42、用异步二-五-十进制计数集成芯片CT74LS290采用异步置数法构成模值M为7的加法计数器，并画出接线图和全状态图。
解：
将QA接CPB构成十进制计数器，CT74LS290的置数功能是异步的，且高电平有效，置入固定数值1001。
置数的状态不是计数循环状态，产生置数信号的状态则应为0110，计数循环状态应为0000~0101，1001，共7个状态。
逻辑图和全状态图分别如题解5-42图（a）、（b）所示。
题解5-42图
5-45、用三片同步十进制计数集成芯片CT74LS160采用异步复位和级间异步联接法构成模值M为512的8421BCD计数器。
解：
将两片CT74LS160用异步级联法接成1000进制计数器，利用进位输出CO作高位计数器的CP触发计数，由于CO为高电平，而CP为上升沿触发，为使CO的下降沿触发高位的CP计数，接入一个反相器。
接入反馈，使其状态为512时复位，计数循环为0~511，逻辑图如题解5-45图所示。
图中
（1）、
（2）、（3）分别为个位、十位、百位计数器。
题解5-45图
5-46、用三片同步4位二进制计数集成芯片CT74LS163采用同步复位和级间同步联接法构成模值M为2000的计数器。
解：
CT74LS163是十六进制计数器，（2000）10=（7D0）16，计数器的计数范围应为
（0~7CF）16，用同步复位法，产生复位的状态应为计数循环的一个状态，因而用（7CF）16状态产生复位信号，逻辑图如题解5-46图所示，其中计数器
（1）用CO代替四个Q的与。
题解5-46图
5-47、设计一个同步时序电路，输入为串行二进制数码，当输入两个0或两个以上0以后再输入一个1时输出为1，其他情况输出均为0。
用JK触发器CT74LS76和四2输入与非门CT74LS00实现。
解：
根据题意列原始状态图如题解5-47图（a）所示，得原始状态表如题解5-47表（a）所示；依据状态分配原则，令A=00，B=01，C=11，D=10，得到状态表题解5-47表（b）。
再根据题解5-47表（b）列出状态转移表如题解5-47表（c）。
依据题解5-47表（c）作卡诺图，如题解5-47图（b）所示。
题解5-47图（a）
Yn/Z
Yn+1
X=0
X=1
A/0
B
A
B/0
C
A
C/0
C
D
D/1
A
A
Yn/Z
Yn+1
X=0
X=1
00/0
01
00
01/0
11
00
11/0
11
10
10/1
01
00
题解5-47表（b）
题解5-47表（a）
Yn/Z
Yn+1
X=0
X=1
A/0
B
A
B/0
C
A
C/0
C
D
D/1
B
A
题解5-47表（c）
XQ1nQ0n
（Q1Q0）n+1
J1K1J0K0
Z
000
01
0×1×
0
001
11
1××0
0
010
01
×11×
1
011
11
×0×0
0
100
00
0×0×
0
101
00
0××1
0
110
00
×10×
1
111
10
×0×1
0
得到激励方程和输出方程如下：
，
，
，
，
。
最后画出的逻辑图如题解5-47图（c）所示。
题解5-47图（b）
题解5-47图（c）
5-52试用D触发器CC4013及逻辑门设计一个环形四进制计数器，计数循环为0001→0010→0100→1000→0001，要求具有自启动特性。
解：
4级环形计数器的驱动方程应为D3=Q2，D2=Q1，D1=Q0，D0=Q3，全状态图为题解5-52图（a），是一个非自启动的电路。
解决非自启动问题的方法很多，常用方法是将0000状态导入0001状态，将驱动方程D0=Q3改为
，其余驱动方程不变，则全状态图为题解5-52图（b），非自启动得以解决。
逻辑图如题解5-52图（c）所示。
题解5-52图（c）
5-53、分析题5-53图所示电路，画出工作波形图、全状态图，并说明电路功能。
题5-53图
解：
根据电路画波形图，如题解5-53图所示。
从波形图可以看出，该电路是在3级扭环计数器基础上组成的7分频计数器。
题解5-53图
5-57、用异步集成计数器CT74LS290设计一个输出方波的1/9分频器。
解：
将CT74LS290接成5421BCD码计数器，在利用最高有效位通过异或门控制技术脉冲的反相，即可得到输出方波的1/9分频器。
如题解5-57图（a）所示，波形如题解5-57图（b）所示。
题解5-57图（a）
题解5-57图（b）
5-58、设计移存型序列信号发生器产生如下序列信号：
（1）1110010，1110010…
（2）1111001000，1111001000…。
解：
循环码共有十位，先用四个触发器试设计，做题解5-58图（a），列出题解5-58表，再填K图，如题解5-58图（b）所示。
题解5-58图（a）
题解5-58表
（Q4Q3Q2Q1）n
（Q4Q3Q2Q1）n+1
D1
1111
1110
0
1110
1100
0
1100
1001
1
1001
0010
0
0010
0100
0
0100
1000
0
1000
0001
1
0001
0011
1
0011
0111
1
0111
1111
1
0000
0001
1
题解5-58图（b）
根据K图写出第
一级激励方程：
逻辑图如题解5-58图（c）所示。
题解5-58图（c）
5-59、用同步集成计数器CT74LS160设计一个能同时产生下列两个序列信号的计数型序列信号发生器：
1111001000和0011010111。
解：
CT74LS160是8421BCD码计数器，序列信号为十位，输出逻辑用K图求：
题解5-59图（a）
逻辑图如题解5-59（b）图所示。
题解5-59图（b）
5-60、用线性反馈移存器设计循环长度为M的序列信号发生器：
（2）M=24。
（本题选做）
解：
根据设计规则，M=24需要5级寄存器，最长循环状态是31个，要跳过7个状态。
寻找起跳点，题解5-60（a）列出了a、b、c序列码，a序列是5级寄存器从11111开始的最长序列码将前7位码移至尾部所得的序列码，b序列是原序列，与a序列按位对齐，c序列是a、b序列按位异或所得序列。
起跳点即为c序列中10000对应的a序列中的5位码11100。
相应的状态图如题解5-60（b）所示。
考虑到00000状态的启动因素，反馈函数为
逻辑图如题解5-60图（c）所示。
题解5-60图（c）
升级会员 