鎖存器與觸發(fā)器習題與參考答案366

1、第5章鎖存器與觸發(fā)器習題與參考答案題5-1畫出圖題5-1所示的SR鎖存器輸岀端Q、0端的波形，輸入端與斤的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）_lt 1 i_n_rLrm_r 4 L圖題51解：亍LT題5-2畫岀圖題5-2所示的SR鎖存器輸岀端Q、端的波形，輸入端S與R的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）解:題5-3畫出圖題5-3所示的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器輸出端Q、端的波形，輸入端S、R與CLK的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）解:亦 _n_n_n_n_ s _rn_nj k i n nQ圖題5-3題5-4畫出圖題5-4所示的電平觸發(fā)D觸發(fā)器輸岀Q端的波形，輸入端D與CLK的 波形如圖所示。（設

2、Q初始狀態(tài)為0）clk n n I d -p I qD JLTLJ-L 亦一I解:CLK DrQQj圖題5-1題5-5畫出圖題5-5所示的邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器輸岀端Q端的波形，輸入端D與CLK 的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）解:FL題5-6畫出圖題5-6所示的邊沿D觸發(fā)器輸出Q端的波形.CLK的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0解:圖題5-6亦 _TLn_rLTLn_rLn_題5-7試畫岀圖題5-7所示電路輸出端a、Q。端的波形，CLK的波形如圖所示。（設 Q初始狀態(tài)為0）L_1DC1L_IDQ：oK】Q他 _ji_TLrLrLrLTLrL圖題5-7解:jTirnjrrLTLrLQO J I

3、I I I I IQ1 I I I題5-8畫出圖題5-8所示的JK觸發(fā)器輸岀Q端的波形，輸入端J、K與CLK的波形 如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0圖題5-8解:cixJLJLJLTLTLJLTL題5-9畫出圖題5-9所示的正邊沿觸發(fā)JK觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端J、K與 CLK的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）s!t圖題5-9cucJTTLn_JL_TLTL j J LJ LJ LJ L K rn_I_L_rn_i_l解:題5-10畫岀圖題5-10所示的JK觸發(fā)器輸出端Q端的波形，CLK的波形如圖所示。 （設Q初始狀態(tài)為0圖題5-10 解：Q1 02 JQ1W題5-11畫出圖題5-11所示的

4、脈沖JK觸發(fā)器輸岀Q端的波形，輸入端Jk K與CLK 的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）cTLTLJOLJLJTTL圖題5-11解:clk _n_n_n_n_n_n_題5-12試畫岀圖題5-12所示電路輸出端Q“ Q。端的波形，CLK的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0VccV IJ1QoIJ bCI1KO.JIK亦 XLTLTLrLrLrLrL圖題5-12解:qo jnLTU-Ql 輸入端CLK的波形如圖所題5-13試畫出圖題5-13所示T觸發(fā)器輸出Q端的波形,示。（設Q初始狀態(tài)為0）c 広 _ji_ri_rLrLrLrLn圖題5-13qi TOLT02 _r題5-14試畫岀圖題5-14所示

5、各觸發(fā)器輸岀Q端的波形,CLK、A和B的波形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）B圖題5-14解：對干 QI： J = A-A- AQ = A(1 + Q) = AK = B B + BQ、= B(1 + Qi)= B對于Q2： D = AB對于 Q3： T = AB-JUWWUWU1A (J)|11B (K)Q2Q3題5-15試畫岀圖題5-15所示各觸發(fā)器輸岀Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設 Q初始狀態(tài)為0）CLKQ圖題5-15解：CLKQ =CLK 令QCIQ I I I IQ題5-16試畫出圖題5-16所示觸發(fā)器輸岀Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設 Q初始狀態(tài)為0）亦uLm_r a

6、 n nn圖題5-16解:u-m_ra n nnq n n題5-17試畫岀圖題5-17所示電路中觸發(fā)器輸出Q,、Q：端的波形，CLK的波形如圖 所示。（設Q初始狀態(tài)為0）Qcif-Q址1衛(wèi) jTn_n_nTLn_n_圖題5-17解： = K|=QQxqE + EQ丿2=心=$0笄=EE + Q02亦 _njinji_rLn_rL題5-18試畫出圖題5-18所示電路中觸發(fā)器輸岀Q、Q：端的波形，CLK的波形如圖 所示。（設Q初始狀態(tài)為0）解：D =Qcue jmrLTLrLrLrL圖題5-18翻廠L_n圖題5-19題5-19試畫出圖題5-19所示電路中觸發(fā)器輸出Q、Q：端的波形，輸入端CLK的波

7、 形如圖所示。（設Q初始狀態(tài)為0）解：+=K=ir1 = aJ廠K?=Q+亦 _jLrLrLTLrLrLrL題5-20試畫出圖題5-20所示電路中觸發(fā)器輸岀Q、Q：端的波形，CLK的波形如圖 所示。（設Q初始狀態(tài)為0）圖題5-20亦-TLTLrLrLrLrLrLQ1Q2題5-21試將D觸發(fā)器轉換成JK觸發(fā)器。 嚴=D =應+愈題5-22試將JK觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器。嚴=丿 +斤0qW = D = D + Q)= D0 +萬0兩式對比有：J =D, K = D第6章習題與參考答案題6-1用文字描述圖題6-1所示的狀態(tài)圖，并說明是何種類型狀態(tài)機。解：狀態(tài)A：如果輸入為S轉移到狀態(tài)A,輸出0如果輸入

8、為轉移到狀態(tài)乩輸出0狀態(tài)B：如果輸入為S轉移到狀態(tài)兒輸出0如果輸入為轉移到狀態(tài)C.輸出0狀態(tài)C：如果輸入為0.轉移到狀態(tài)A.輸岀0如果輸入為1.轉移到狀態(tài)D,輸出0狀態(tài)D：如果輸入為0.轉移到狀態(tài)兒輸出0如果輸入為h轉移到狀態(tài)D,輸出1該狀態(tài)為梅里狀態(tài)機。題6-2試寫出圖題6-2所示狀態(tài)圖的狀態(tài)表。解：(1)輸入現(xiàn)態(tài)/輸岀次態(tài)s=so/sz=S100s=S1/S21S 口S2/SZ=1so(2)輸入/輸出態(tài)現(xiàn)次態(tài)S=1Ss/x=o01S=O/MSs=01巧S=l/Mss=0ow3S=O/MsS=130題6-3試畫出圖題6-3所示的狀態(tài)表的狀態(tài)圖。 解：cBOAA。|*EZJD圖題6-3XC Z

9、=0X=0 二=1X=1 二=0題6-4試寫岀圖題6-4所示電路的驅動方程、狀態(tài)方程、輸岀方程與狀態(tài)圖，并按 照所給波形畫岀輸出端Y的波形。圖題6-4解：左圖：驅動方程：D = A狀態(tài)方程：Qn = A 輸岀方程：Yl = A + 0Q _11/00/11/10/1u u右圖：驅動方程：丿=7 K = A 狀態(tài)方程：嚴=戀+永?=刁 輸出方程：丫2 = 4 + 0由于狀態(tài)方程二輸出方程與左圖一樣，因此具有與左圖相同的狀態(tài)表、狀態(tài)圖與時序 圖。題 6-5 表和狀態(tài)圖,分析圖題6-5所示的電路。寫出驅動方程、狀態(tài)方程.輸岀方程，畫出狀態(tài) 并說明是何種狀態(tài)機。FFO驅動方程：J = K = AQ狀態(tài)

10、方程：Q)e =(AQ)E +(A輕。=AQQFF1驅動方程：J=K = 輸出方程：Y = QQ 狀態(tài)表如下：狀態(tài)機如下:可以看出是摩爾狀態(tài)機。題6-6分析圖題6-6所示的電路。寫岀驅動方程、狀態(tài)方程、輸岀方程，畫出狀態(tài) 表和狀態(tài)圖，并說明是何種狀態(tài)機，圖題6-6解：驅動方程：D. = A狀態(tài)方程：（?嚴=4D、=a狀態(tài)方程：。嚴=Q）輸岀方程：y =+ Q該狀態(tài)機是摩爾狀態(tài)機。Q1Q0X 000I 0】ILZELZJQd001QQo1題6-7分析圖題6-7所示的電路。寫出驅動方程.狀態(tài)方程、輸出方程，畫出狀態(tài) 表和狀態(tài)圖，并說明是何種狀態(tài)機。圖題6-7解：FFO驅動方程：J = X K =

11、X狀態(tài)方程：Q, =X瓦+文Q（）= XFF1 驅動方程：J = X Qo K = X狀態(tài)方程：QZ=XQ(i + X0=X (Q+Q)輸出方程：Y = XQ該狀態(tài)為梅里狀態(tài)機。 狀態(tài)表與狀態(tài)圖如下:題6-8、題6-14的分析方法與上述題目的分析方法相同.這里留給讀者。題6-15圖題6-15所示的是5位右移寄存器與輸入信號DATA.時鐘CLK的波形圖, 若寄存器初始狀態(tài)為00000.試畫出寄存器輸出QQj的波形圖。5位右移序存器Q。 Q: Q: Qs Q;JL_rL_TL_rL_TLDATA 廠| o I廠| 0圖題6-15解:Dm n o rn。題6-16圖題6-16所示的是8位右移寄存器7

12、4HC164符號、輸入信號DATA、時鐘CLK的波形圖，若寄存器初始狀態(tài)為00000000.試畫岀寄存器輸出QQa的波形圖。DATA |l解:圖題6-1601231567anjTJTirnjTrurnjTnn n 。i i ri ， i i ri 1 L題6-17圖題6-17所示的是8位右移寄存器74HC164與共陽數(shù)碼管的連接圖，其輸 入信號DATA、時鐘CLK的波形圖，若寄存器初始狀態(tài)為00000000,試畫出74HC164輸出 QJQ冷勺波形圖，并說明數(shù)碼管顯示的數(shù)字是多少亦-LnjLn_h_h_nJ DATA74HCI64圖題6-17解：顯示數(shù)字1E -0題6-18圖題6-18所示的是

13、并入串出8位右移寄存器74HC165的連接圖，以及輸入 信號CLKINH、移位/置數(shù)信號SH/LD與時鐘CLK的波形圖，若74HC165并入數(shù)據(jù)為，試畫 出74HC165輸出Y的波形圖。解:圖題6-18：23：5672910：1-jinrminrLnrLnrLC1KIXHSH-LD30D0E01 100 1 0 1題6-19試用上升沿D觸發(fā)器構成異步3位二進制加法訃數(shù)器，要求畫出邏輯電路 圖，以及計數(shù)器輸入時鐘CLK與D觸發(fā)器輸岀端Q?Qo的波形圖。cp rnnHmrnnFimiQ0 01 10 1 1 n-0 110QI 001 10 01 10Q2 000 01 11 10題6-20同題6

14、-19,將所設汁訃數(shù)器改為減法計數(shù)器。CPrLFLFLFLFLTLTLTLJQ0 01丄i L2_1 L21 10Ql 1 10 0ii0 0Q2 01 11 10 00 0題6-21試用上升沿JK觸發(fā)器構成異步3位二進制加法計數(shù)器，要求畫出邏輯電路 圖，以及汁數(shù)器輸入時鐘CLK與JK觸發(fā)器輸出端Q?Q0的波形圖。QOQIQ2題6-22同題6-21,將所設計計數(shù)器改為減法計數(shù)器。QOQlQ2JLTHJLFLrLFLFLrU01 1 01 |2_1 1 1 L2_01 10 01 10 001 11 10 00 0題6-23試用上升沿JK觸發(fā)器構成同步3位二進制加法計數(shù)器，要求畫出邏輯電路 圖。

15、解：Jn=K* =0-】0-2 Q Q 74LSI6ILSI 61圖題6-29 解：上圖：同步級連100進制計數(shù)器。下圖：異步級連100進制計數(shù)器。并畫出時鐘CLK作用下的Y端波形。題6-30試畫出圖題6-30所示電路的狀態(tài)圖,110 c7丄4 rrCLK,R)AIT p KCIuENENclABCDJOQA08QOD1512 II74LS16I圖題6-30解：狀態(tài)順序為：6、7、8、E、F. 0、6、7、8、E、F寫成二進制為：0000 0110 0111 1000 1110 1111 0000,因此Y (D)端的波形如下。 下圖中&是計數(shù)器輸出。題6-31試分析圖題6-31所示電路的功能。

16、DourRef. p2.0usNameDI忖02-CLK0al0320-cr a30亠a40scf -Edi torjLrmmnjuwwuwuuCLRLOADRCOENTENPQ.xCLKQbAQcBQdJ1510741.S1611477解：該電路具有移位寄存器功能。（圖中ara4是汁數(shù)器輸岀）Intenral.5 Ous 10 Ous 15 Ous 23 Ous 25 Ous 3D Ous【題6-32試用74LS161采用反饋置數(shù)法組成十進制計數(shù)器= 解：當計數(shù)到10時，再來計數(shù)脈沖上升沿，置數(shù)0?！绢}6-33試用74LS160釆用反饋淸零法組成七進制計數(shù)器= 解：當計數(shù)到7時，產(chǎn)生異步淸零

17、，因此數(shù)字7只出現(xiàn)一瞬間。741.S16O【題6-34試用2片74LS161采用整體反饋淸零法組成128進制計數(shù)器。 解:采用同步連接方式,當計數(shù)到16*8=128時，產(chǎn)生反饋淸零動作。召【題6-35試用2片74LS161采用整體反饋置數(shù)法組成128進制計數(shù)器。解：當計數(shù)到高位為7時，準備巻數(shù)動作，當?shù)臀贿M位RCO為1時，高位時鐘的上升 沿到達后，髙位置數(shù)0,而低位從F返回0【題6-36試用2片74LS160組成六十進制計數(shù)器。解：該計數(shù)器計數(shù)到59時，再來一個計數(shù)脈沖上升沿，則低位返回零，髙位置數(shù)0?！绢}6-37試用2) 74LS161組成十二進制計數(shù)器,要求計數(shù)值為112。解：當計數(shù)到12

18、時,再來一個計數(shù)脈沖上升沿，計數(shù)器低位置1,髙位置0。題6-38*試用D觸發(fā)器構成3位格雷碼計數(shù)器。 解：第1步，畫狀態(tài)表。寫出驅動方程001011010110OCO100101111011000 01 11 10000A0(11)001 11 100(11)A000V1i)0000JJ（D觸發(fā)器的狀態(tài)方程就是驅動方程）J52三曲C? FR-ID-KIr也-mID2】QO-.FRID-ci0第4步畫邏輯圖第5步在MAXplusII軟件或QUARTUSII軟件的仿真結果。BlilD題6-39*用D觸發(fā)器構成5進制計數(shù)器。 該例可用題6-38所用的步驟做。題6-40試用4個D觸發(fā)器組成自啟動4進制

19、環(huán)行計數(shù)器。 解：分析題意，得到狀態(tài)表如下：Q心Q：Q：0D0改為2 0001000100010001000100001可進入000100110町進入1001-000101010町進入1010. 010001100町進入1001001001110可進入010010可進入ooio10100可進入010010110可進入011000可進入10W11010町進入1010-010011100町進入1100-100011110可進入0可知驅動函數(shù)D。如下:電路圖如下:采用NfAXplusII軟件仿真結果如下:題6-41試用4個D觸發(fā)器組成自啟動6進制扭環(huán)行訃數(shù)器匚 可以按照題6-40的步驟解題6-41o

20、題6-42用JK觸發(fā)器構成5進制計數(shù)器。 該例可用題6-38所用的步驟做。題6-43試用74LS160組成30進制計數(shù).譯碼、顯示電路，要求采用共陽數(shù)碼管。 解：直接設計，如下圖所示：題6-44 個地下車庫可以停放99輛車，在入口處和出口處分別安裝有車輛傳感器 用于檢測車輛的進入和駛出，試設計一個車庫車數(shù)量顯示裝置，該裝宜可以顯示車庫內(nèi)停 放車的數(shù)量。（當檢測到車輛時，傳感器輸岀幅值為+5V的脈沖信號）。（建議采用同步十進 制雙時鐘加減計數(shù)器74LS192或是可預置數(shù)同步4位加減十進制計數(shù)器74LS190）解：直接設計，如下圖所示。題6-45如圖圖題6-45所示，車輛速度檢測裝置有兩個分離距離

21、為10m的車輛傳感 器，當車輛經(jīng)過第1個傳感器時，該傳感器輸出高電平脈沖，這時計數(shù)器開始計數(shù)：當車 輛經(jīng)過第2個傳感器時，該傳感器輸岀髙電平脈沖，計數(shù)器停止計數(shù)；若是計數(shù)時鐘周期 T為，則汁數(shù)器汁數(shù)個數(shù)N乘以時鐘周期就是時間，由于兩傳感器之間距禽已知，則車速 V二10m, (N*T)o試設計該裝置，要求用數(shù)碼管顯示計數(shù)器計數(shù)值。(可參考圖題6-45)COs測秋裝置CLK(0.1 s)(a)(b)圖題6-45解：由題意得到狀態(tài)圖：由狀態(tài)圖得到狀態(tài)表與次態(tài)卡諾圖如下:嚴Q畀由次態(tài)卡諾圖得到如下狀態(tài)方程與輸出方程：er1 = 0 皿瓦E 喬 + C1G) CLR = 0 + QQ = (?0JS = QQ() REG = QQo采用NfAXplusII仿真電路與結果如下:xMMazaum 74741PHTJ1 U1CLF1I1O1 Jun.aXLHIoriP.rLC*Dm，匕陡0 EC會2. zcf -、皿Wiri EdLlo*IsdHEQSliBQE3MarneS21-S11CLK1HOREG0JS0PCLR0最后電路如卜:上卜| Time.舊.23“5.0us IDDus 1