《电工学》答案 第21章 触发器和时序逻辑电路

目录 第21章触发器和时序逻辑电路 第21.1节双稳态触发器 第21.1.7题 第21.1.8题 第21.1.9题 第21.1.10题 第21.1.11题 第21.2节寄存器 第21.2.1题 44445578888 第21.3节计数器 第21.3.1题 第21.3.4题 第21.3.5题 11 第21.3.6题 第21.3.8题 第21.3.9题 第21.6节应用举例 第21.6.1题 第21.6.3题 15 第21.6.4题 第21.6.5题 16

目录 第21章 触发器和时序逻辑电路 4 第21.1节 双稳态触发器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第21.1.7题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第21.1.8题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第21.1.9题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 第21.1.10题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 第21.1.11题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 第21.2节 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第21.2.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第21.3节 计数器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第21.3.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第21.3.4题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 第21.3.5题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 第21.3.6题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 第21.3.8题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 第21.3.9题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第21.6节 应用举例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第21.6.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第21.6.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 第21.6.4题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 第21.6.5题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1

List of tables 1状态表 2移位(右移)状态表 34位二进制减法计算器的状态表 4状态表 5状态表 状态表 7六拍通电环形分配器的状态表 59023457 8状态表

List of Tables 1 状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 移位(右移)状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 4位二进制减法计算器的状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4 状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5 状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 6 状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 7 六拍通电环形分配器的状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 8 状态表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2

List of Figures 1习题21.1.7图 2习题21.1.8图 3习题21.1.9图 4习题21.1.9图 5习题21.1.10图 6习题21.1.10图 7习题21.1.11图 8习题21.1.11图 9习题21.1.11图 6667788 10习题21.21图 1习题21.3.1图 9 12习题21.3.4图 13习题21.3.5图 14习题21.3.6图 1111 5习题21.3.8图 16习题21.39图 17习题21.6.1图 18习题21.6.3图 19习题21.6.4图 16 20习题21.6.4图 17 21习题21.6.5图

List of Figures 1 习题21.1.7图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 习题21.1.8图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 习题21.1.9图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 习题21.1.9图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 习题21.1.10图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6 习题21.1.10图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 7 习题21.1.11图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 习题21.1.11图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 9 习题21.1.11图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 10 习题21.2.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 11 习题21.3.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 12 习题21.3.4图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 13 习题21.3.5图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 14 习题21.3.6图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 15 习题21.3.8图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 16 习题21.3.9图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 17 习题21.6.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 18 习题21.6.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 19 习题21.6.4图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 20 习题21.6.4图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 21 习题21.6.5图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3

21触发器和时序逻辑电路 21.1双稳态触发器 21.1.7 根据图1(a)的逻辑图及图1(b)所示相应的CP,RD和D的波形,试画出Q1端 和Q2端的输出波形,设初始状态Q1=Q 解]Q1和Q2的波形如图1(b)所示 Q2 Rpi CI 0t 图1:习题211.7图 21.1.8 电路如图2(a)所示,试画出Q1和Q2的波形。设两个触发器的初始状态均 为0 [解]」JK触发器在下降沿触发,D触发器在上升沿触发。也可先列出状态表 Cl K K D 21 图2:习题21.1.8图 (如表1所示),而后由此在时钟脉冲CP的上升沿和下降沿处画出Q1和Q2的波

21 触发器和时序逻辑电路 21.1 双稳态触发器 21.1.7 根据图1(a)的逻辑图及图1(b)所示相应的CP，RD和D的波形，试画出Q1端 和Q2端的输出波形，设初始状态Q1 = Q2 = 0。 [解] Q1和Q2的波形如图1(b)所示。 图 1: 习题21.1.7图 21.1.8 电路如图2(a)所示，试画出Q1和Q2的波形。设两个触发器的初始状态均 为0。 [解] JK触发器在下降沿触发，D触发器在上升沿触发。也可先列出状态表 图 2: 习题21.1.8图 （如表1所示），而后由此在时钟脉冲CP的上升沿和下降沿处画出Q1和Q2的波 4

形。如图2(b)所示 来两个时钟脉冲循环一次,输出的是正交波形 表1:状态表 时钟脉冲数CP团五=Q2K1=1D=Q1Q2 0101 0 01100 1111 0 00110 1 0 21.1.9 图3所示电路是一个可以产生几种脉冲波形的信号发生器。试从所给时钟脉 冲CP画出Y、Y2、Y3三个输出端的波形。设触发器的初始状态为0。 [解] Y CI IK K 图3:习题21.1.9图 Y1=QY2=CP.QY3=CP·Q 因J=Q,K=Q故可先画出Q(即Y1)的波形。而后由Y=CP·Q,Y3 CP·Q画出Y2和Y3的波形(如图4所示) 21.1.10 试分析图5所示的电路,画出Y和Y的波形,并与时钟脉冲CP比较,说明 电路的功能。设初始状态为Q 解]由J=Q和K=Q可画出Q和Q的波形。再由输出逻辑式 Y1=CP+Q Y2=CP+Q 5

形。如图2(b)所示。 来两个时钟脉冲循环一次，输出的是正交波形。 表 1: 状态表 时钟脉冲数 CP J1 = Q2 K1 = 1 D = Q1 Q1 Q2 0 0 0 1 1 0 0 1 0 → 1 1 1 1 0 1 1 → 0 1 1 0 1 1 2 0 → 1 0 1 0 1 0 1 → 0 0 1 1 0 0 21.1.9 图3所示电路是一个可以产生几种脉冲波形的信号发生器。试从所给时钟脉 冲CP画出Y1、Y2、Y3三个输出端的波形。设触发器的初始状态为0。 [解] 图 3: 习题21.1.9图 Y1 = Q Y2 = CP · Q Y3 = CP · Q 因J = Q,K = Q,故可先画出Q（即Y1）的波形。而后由Y2 = CP · Q，Y3 = CP · Q画出Y2和Y3的波形(如图4所示)。 21.1.10 试分析图5所示的电路，画出Y1和Y2的波形，并与时钟脉冲CP比较，说明 电路的功能。设初始状态为Q = 0。 [解] 由J = Q和K = Q可画出Q和Q的波形。再由输出逻辑式 Y1 = CP + Q Y2 = CP + Q 5

cpL「L 「1「 ,「L 气厂 图4:习题21.19图 图5:习题21.1.10图 「LLL Q 图6:习题21.1.10图

图 4: 习题21.1.9图 图 5: 习题21.1.10图 图 6: 习题21.1.10图 6

画出Y和Y2的波形,如图6所示。 从波形图上看,时钟脉冲CP经过图5所示的逻辑电路后变为两个不同相的 脉冲,所以上述电路称为双相时钟脉冲发生器。 21.1.11 图7是一单脉冲输出电路,试用一片74LS112型双下降沿/K触发器(其外引 线排列见教材习题21.1.11)和一片74Ls00型四2输入与非门见教材图20.3.3(b)连 接该电路,画出接线图,并画出CP、Q1、Q2、Y的波形图。 设两触发器的初始状态均为0。接线图和波形图分别如图8和图9所 22 LTIN 』 图7:习题21.1.11图 U 161514131211109 141312ll1098 74LS112 74LS00 图8:习题21.1.11图

画出Y1和Y2的波形，如图6所示。 从波形图上看，时钟脉冲CP经过图5所示的逻辑电路后变为两个不同相的 脉冲，所以上述电路称为双相时钟脉冲发生器。 21.1.11 图7是一单脉冲输出电路，试用一片74LS112型双下降沿JK触发器(其外引 线排列见教材习题21.1.11)和一片74LS00型四2输入与非门[见教材图20.3.3(b)]连 接该电路，画出接线图，并画出CP、Q1、Q2、Y 的波形图。 [解] 设两触发器的初始状态均为0。接线图和波形图分别如图8和图9所 图 7: 习题21.1.11图 图 8: 习题21.1.11图 示。 7

Q o 图9:习题21.1.11图 212寄存器 21.2.1 试用D触发器组成4位移位寄存器 解]逻辑图和移位状态如图10和表2所示。设输入数据为1101。 并行输出 0 Q1 ID ID ID 串行输出 CI CI CI R UuL 移位脉冲 图10:习题21.2.1图 213计数器 21.3.1 教材图21.3.1是由主从型JK触发器组成的4位二进制加法计数器。试改变级 间的连接方法,画出也是由该触发器组成的4位二进制减法计数器,并列出其状 态表。在工作之初先清零,使各个触发器的输出端Qo~Q3均为0。 解]4位二进制减法计数器的逻辑图和状态表分别如图11和表3所示

图 9: 习题21.1.11图 21.2 寄存器 21.2.1 试用D触发器组成4位移位寄存器。 [解] 逻辑图和移位状态如图10和表2所示。设输入数据为1101。 图 10: 习题21.2.1图 21.3 计数器 21.3.1 教材图21.3.1是由主从型JK触发器组成的4位二进制加法计数器。试改变级 间的连接方法，画出也是由该触发器组成的4位二进制减法计数器，并列出其状 态表。在工作之初先清零，使各个触发器的输出端Q0 ∼ Q3均为0。 [解] 4位二进制减法计数器的逻辑图和状态表分别如图11和表3所示。 8

表2:移位(右移)状态表 移位脉冲数寄存器中的数码 Q2 Q1 0 00101 00010 0 345 110000 10 6 7 000 01 Q2 FFo 计数脉冲 借位输出 Rp 图11:习题21.3.1图

表 2: 移位(右移)状态表 移位脉冲数 寄存器中的数码 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 1 0 1 0 4 1 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 0 1 1 7 0 0 0 1 8 0 0 0 0 图 11: 习题21.3.1图 9

表3:4位二进制减法计算器的状态表 计数脉冲数 进制数 Q3Q2Q1Q0十进制数 0 1 0111 111 456789 111 01100110011 0101010101010 543210 8 01 01 010 001 14 001 2 0000

表 3: 4位二进制减法计算器的状态表 计数脉冲数 二进制数 Q3 Q2 Q1 Q0 十进制数 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 15 2 1 1 1 0 14 3 1 1 0 1 13 4 1 1 0 0 12 5 1 0 1 1 11 6 1 0 1 0 10 7 1 0 0 1 9 8 1 0 0 0 8 9 0 1 1 1 7 10 0 1 1 0 6 11 0 1 0 1 5 12 0 1 0 0 4 13 0 0 1 1 3 14 0 0 1 0 2 15 0 0 0 1 1 16 0 0 0 0 0 10