电子技术基础数字部分第五版康光华主编第6章习题答案.docx
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电子技术基础数字部分第五版康光华主编第6章习题答案
电子技术基础数字部分第五版康光华主编第6章习题答案
第六章作业答案
6.1.2已知状态表如表题6.1.2所示,输入为XiXo,试作出相应的状态图。
现态
sn
次态/输出(Sn+1/Z)
X1Xo=OO
X1Xo=O1
X1Xo=1O
X1Xo=11
So
So/0
S1/O
S3/O
S2/1
S1
S1/O
S2/1
S3/1
So/O
S2
S2/O
S1/O
S3/O
S3/O
S3
S3/O
S2/1
S2/O
S2/O
解:
根据状态表作出对应的状态图如下:
6.1.3已知状态图如题图6.1.3所示,试列出其状态表。
00/0
解:
其状态表如下表:
现态
次态/输出
X1X0=00
X1X0=01
X1X0=10
X1X0=11
0
0/0
1/1
0/0
1/0
1
0/0
1/1
1/1
1/1
6.1.8已知状态表如表题6.1.8所示,若电路的初始状态为QiQo=00,输入信号A的波形如图题
6.1.8所示,输出信号为Z,试画出QiQo的波形(设触发器对下降沿敏感)。
Qgn
Qmn
*/Z
A=0
A=1
00
01/1
11/1
01
10/0
10/0
10
10/0
11/0
11
01/1
00/1
解:
根据已知的状态表及输入信号A=011001,
该电路将从初始状态QiQo=00开始,按照下图所示的顺序改变状态:
QiQo的波形图如下:
CP
IIiill
|>HII1I
hIiiII
l>IIIII
|1
Q0:
I
I*IIIII
lilikIflI
l>III>1I
iII
III
Q1:
:
!
1||VI
III
6.2.1试分析图题6.2.1(a)所示时序电路,画出其状态表和状态图。
设电路的初始状态为0,试
画出在图题6.2.1(b)所示波形的作用下,Q和Z的波形图。
解:
由电路图可写出该电路的状态方程和输出方
程分别为:
Qn“=A二Qn
Z二AQ
状态表如下所示:
Qn
Q冷/Z
A=0
A=1
0
0/1
1/0
1
1/1
0/1
状态图如下所示:
Q和Z的波形如下所示:
Q」
6.2.4分析图题6.2.4所示电路,写出它的激励方程组、状态方程组和输出方程,画出状态表和状态图。
A
CP
Z
解:
电路的激励方程组为:
Jo=Qi
K厂AQi
Ji二Qo
0=1
状态方程组为:
n
Qn19Qi
q;十=Q;Q;+aQ;©=Q;(Q;+a)
输出方程为:
Z=AQiQo
根据状态方程组和输出方程可列出状态表如下:
Qg
qFqF/Z
A=0
A=1
00
01/0
01/0
01
10/0
11/0
10
00/0
00/0
11
00/0
00/1
A/Z
状态图如下:
6.3.2某同步时序电路的状态图如图题6.3.2所
示,试写出用D触发器设计时的最简激励方程组。
解:
由状态图可知,要实现该时序电路需要用3
个D触发器。
(1)根据状态图列出状态转换真值表如下:
Q严(D2)
Q严(D1)
Q0钉(D0)
001
0
1
1
010
1
1
0
011
0
1
0
100
1
0
1
101
0
0
1
110
1
0
0
(2)画出各激励信号的卡诺图,在状态转换真值表中未包含的状态为不可能出现的,可作无关项处理。
(3)由卡诺图得到各激励信号的最简方程如下:
n
D2=Qo
n
D1=Q2
n
Dog
6.3.5试用下降沿触发的JK触发器和最少的门电路实现图6.3.5所示的Zi和Z2输出波形。
Zi
解:
从Zi和Z2输出波形可以看出,对于每一个Zi或Z2周期,均可等分为4段时间间隔相等的状态,即Z2Zi=00、Z2Zi=01、Z2Zi=11和Z2
Zi=01,因此要设计的时序电路可以有4个状态,分别用00、01、10、11来表示。
用2个下降沿触发的JK触发器来实现。
(1)列出状态转换真值表,并根据JK触发器的激励表推出相应的激励信号如下表所示:
q池n
q?
gr
Z2Zi
JiKi
J0K0
00
01
00
0x
1x
01
10
01
1x
x1
10
11
11
x0
1x
11
00
01
x1
x1
(2)由状态转换真值表化简得到最简的激励方程组:
输出方程组:
乙二QiQo乙^QiQo
(3)根据激励方程组和输出方程组画出逻辑电路图:
6.4.1一时序电路如图6.4.1所示,试画出在CP作用下Qo、Qi、Q2和Z的波形,设各触发器的初态为0。
解:
(i)列出各逻辑方程组
1时钟方程组:
CPo=CR=CP㊉q2
CP^Qi
根据时钟方程组,当Q=0时,对于每个CP上升沿,cp°=cpi=1;当Q=1时,对于每个CP下降沿,cpo=cpi=1;当Q出现下降沿时,cp2=1。
2激励方程组:
K2=1
K1=1
Ko=1
j2=Q2
Ji=Qo
Jo=Qi
3输出方程:
Z=Q1
4状态方程组:
n1nnn
Q2=(J2Q2K2Q2皿=Q2CR
n‘‘n
=(J1Q1+K1Q;)cp=Q1Q;cp
1—n——n—n
Q0'二(JqQqKoQO)cpb=Q1QoCp)
(2)根据上述方程组,画出波形图如下:
cpJLrLTLrLrLTL
I■IIiv«
Qo
n•1iIml
I戟电*・・«
h•11t•
1e1*t»
Q1±_rLLn
hftI19■
l>t
Qo:
:
2rt
ii
1i
I•4
Z
II1
II*
这里需要特别注意的是,因为CP=C1PC1P2"^QO,即当PQ2=0时,在CP的上升沿CPo和CP1有效;即当Q2=1时,在CP的下降沿CPo和CP1有效;而cp2=Q1,即在Q1由1变到0时,CP2有效。
6.5.2用2片74HC194构成8位双向移位寄存器
DSR
CP
CR
6・5・9试用上升沿触发的D触发器和门电路设计一个同步三进制减计数器。
解:
三进制计数器需要2个触发器。
(1)列出状态表和激励表如下:
计数脉冲
CP
的顺序
现态
QiQo
次态
n申
QiQo
激励信号
Di
Do
o
o
o
i
i
i
i
i
i
i
i
o
i
o
2
i
o
o
o
o
o
o
i
X
X
XX
(2)由状态表和激励表得到激励方程组如下:
Di=Q:
+Q;
Do=Q;
(3)画出逻辑图如下:
⑷检查自启动能力:
将电路的无效状态01代入状态方程组,其次态为11,是电路的有效状态,因此,电路能够自启动。
6.5.11试分析图题6.5.11所示电路,画出其状态图,说明是几进制计数器。
解:
该电路是由74HCT161用“反馈清零法”构
成的计数器。
设电路的初态为0000,在第十个
脉冲作用后,Q3Q2Q1Q0=1010,这时Q3、Q1信
号经与非门使74HCT161的异步清零端由1变为
0,使整个计数器的状态回到0000,完成一个计数周期。
此后,CR恢复为1,计数器又回到正常的计数状态。
其中1010状态仅在极短的时间内出现,电路的基本状态只有十个0000~1001状态,状态图如下:
该电路为十进制计数器
6.5.15试用74HCT161设计一个计数器,其计数状态为自然二进制数1001~1111
解:
要设计的计数器计数状态为自然二进制数1001~1111即在计数过程中要跳过0000~1000
九个状态而保留1001~1111七个状态。
可用“反馈置数法”实现:
令74HCT161的D3D2DiDo=1001,并将进位信号TC经反相后接到并行置数使能端PE上。
当Q3Q2Q1Q0HIII时,TC=1使PE=0有效,这样,在下一个计数脉冲到达时,将1001置入计数器,从而实现1001~1111七个计数状态。
逻辑电路图如下:
1
1■
CP
11001
A丨ii
ncTCRDoD1D2D3CETTC
CEP74HCT161
、cpPE
CPQoQ1Q2Q3
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