数字逻辑电路 答案作业5.docx

1、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。Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+10 0 00 0 10 0 10 1 00 1 00 1 10 1 11 0 01 0 01 0 11 0 10 0 01 1 01 1 11 1 10 1 0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

2、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QDQA的状态转移表，并画出其波形图。图P5-22序号S(t)QA QB QC QDN(t)QA QB QC QD00 0 0 00 0 0 110 0 0 10 0 1 120 0 1 10 1 1 130 1 1 11 1 1 141 1 1 11 1 1 051 1 1 01 1 0 061 1 0 01 0 0 071 0 0 00 0 0 080 0 0 00 0 0 1解：该电路S1S0=10，是左移工作模式，初始启动信号置QDQA均为0，则DSL=1，题

3、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=1CP2=CP1=Q0，CP0=CP，题解5-26表Q2nQ1nQ0nCP2 CP1 CP1Q2n+1Q1n+1Q0n+10 0 0 0 0 10 0 1 0 1 00 1 0 0 1 10 1 1 1 0 01 0 0 1 0 11 0 1 0 0 01

4、 1 0 1 1 11 1 1 0 0 0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00001000，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

5、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00001001，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00001001，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

6、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01011111，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

7、为1001，因而计数循环的状态为1001，00000100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00000001001000110100100010011010101111000000。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00000100，10001001，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

8、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00000101，M2=6。M=M2M1=610=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

9、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00001010，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

10、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11000001，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

11、的状态则应为0110，计数循环状态应为00000101，1001，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0511，逻辑图如题解5-45图所示。图中（1）、（2）、（3）分别为个位、十位、百

12、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（07CF）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CT

13、74LS00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/ZYn+1X=0X=1A/0BAB/0CAC/0CDD/1AAYn/ZYn+1X=0X=100/0010001/0110011/0111010/10100题解5-47表 (b)题解5-47表 (a)Yn/ZYn+1X=0X=1A/0BAB/0CA

14、C/0CDD/1BA题解5-47表 (c)X Q1n Q0n（Q1Q0）n+1J1K1 J0K0Z0 0 00 10 100 0 11 11 000 1 00 11 110 1 11 10 001 0 00 00 001 0 10 00 101 1 00 01 011 1 11 00 10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00010010010010000001，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

15、，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C

16、T74LS290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+1D11 1 1 11 1 1 00

17、1 1 1 01 1 0 001 1 0 01 0 0 111 0 0 10 0 1 000 0 1 00 1 0 000 1 0 01 0 0 001 0 0 00 0 0 110 0 0 10 0 1 110 0 1 10 1 1 110 1 1 11 1 1 110 0 0 00 0 0 11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

18、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）