电子电路第十四章习题及参考答案部分

习题十四
14-1 试说明时序逻辑电路有什么特点？它和组合逻辑电路的主要区别在什么地方？
答：时序逻辑电路的特点是电路在某一时刻稳定输出不仅取决于该时刻的输入，而且还依赖于该电路过去的状态，换句话说，该电路具有记忆功能。

它与组合逻辑电路的主要区别在于时序电路的记忆功能。

时序电路通常是由组合逻辑电路和记忆电路两部分组成。

14-2 有一个专用通讯系统（同步时序电路），若在输入线x 上连续出现三个“1”信号，则在输出线Y 上出现一个“1”信号予以标记，对于其它输入序列，输出均为“0”，作状态图和状态转移真值表。

解：该电路要求设计同步时序逻辑电路，所以状态的改变是在同步时钟脉冲的作用下进行状态转换。

功能要求：在输入端连续输入三个“1”信号时，输出端输出“1”，否则输出端输出“0”。

对功能进行描述为：假设初始状态为00，当接到输入信号为“1”时，用状态01表示已经输入一个“1”的状态01，否则，回到初始状态00；若在01状态又接到一个“1”信号，将该状态记为11，状态11说明已经连续收到两个“1”；在11状态，无论下一个输入是“1”还是“0”，都回到00状态，只是在接收到“1”时（说明连续收到三个“1”，然后将状态置于初始状态，准备对下一次检测作好准备）输出“1”，否则输出“0”。

因此，至少需要三个状态来描述功能要求（由此可知，需要两个触发器来描述三个不同状态）。

根据以上要求，可以作出电路的状态图如下：
14-3 分析题图14-1所示同步时序电路，作出状态图和状态表，并说明该电路的逻辑功能。

解：该时序电路为同步时序电路，在时钟脉冲CP 的作用下，根据输入x 可得到输出Z 2、Z 1。

（1）写出各触发器的驱动方程（激励函数）⎪⎩⎪⎨⎧==+==2
22
212211
21Q K Q x J Q Q xQ K Q Q J （2）由JK 触发器的状态方程
和上面的驱动方
n n
n Q K Q J Q +=+1程可得到各触发器的状态方程为：
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧↓=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=↓↓=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=∙∙∙∙++022212121122112112CP Q Q Q Q CP Q Q x CP Q Q Q xQ Q Q Q Q n n n n n n n n n n n n n n n Q x
状态转移真值表
现态Q 2n Q 1n 次态/输出(Q 2n +1Q 1n +1/Y )x =0x =10 00 11 100/000/000/001/010/000/1
1 0偏离状态
题图14-1 习题14-3电路图
根据状态方程可知，该时序电路的触发器状态恒为00。

所以该题应该有点问题。

请注意。

14-4 题图14-2为一个串行加法器逻辑框图，试作出其状态图和状态表。

解：由于全加器输是组合电路，全加器的进位
输出端通过触发器将其反馈到全加器的进位输入端，其中x 1、x 2为两个加数，全加器是将x 1、x 2和进位输入端进行相加，将和从S 端输出。

由于该电路只
有一个触发器，故有两个状态图，下面对该时序电
路进行分析：
（1）驱动方程：CI x CI x x x CO D 2121++==
输出方程：CI
x x S ⊕⊕=21（2）状态方程：n
n n Q x Q x x x Q 21211++=+（3）根据状态方程、输出方程列出状态转移表、并画出状态转移图。

功能说明：当状态处在“0”时，若x 2、x 1不同，则状态不变，输出为“1”；当状态处在“1”时，若x 2、x 1不同，则状态不变，输出为“0”；若在状态处“0”时，当x 2、x 1为11，则转到状态“1”，且输出为0，当x 2、x 1为00，则状态不变，输出仍为0；若在状态处“1”时，当x 2、x 1为00时，则转到状态“0”，且输出为“1”，当x 2、x 1为11，则状态不变，且输出为1；
14-5 试分析题图14-3所示时序电路的逻辑功能，写出电路的激励方程、状态转移方
程和输出方程，画出状态转移图，说明电路是否具有自启动特性。

解：（1）激励方程：
x
Q Q D Q x D ∙==10110
x 题图14-3 习题14-5电路图
x S
x Q 题图14-2 习题14-4电路图
x 2x 1/S
00/1电路的状态图
状态转移真值表
现态
次态输出x 2 x 1 Q n Q n +1S 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1
00010111
01101001
《电路与电子技术基础》第十四章参考答案
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输出函数：x Q Q Y 10=
（2）状态方程：
x
Q x Q x Q Q Q Q x Q n n
n 1010111
10)(+=+==++功能说明：该电路从00状态开始→当收到一个“1”转到状态01→再收到1转到11
状态→又收到“1”后转到10状态，在10状态若每收到一个“1”就输出一个“1”，收到“0”就回到初始状态。

所以该电路是检测连续收到四个“1”的检测电路。

该电路可以自启动，即无论在什么状态，只要收到“0”就回到00状态。

14-6 试分析题图14-4所示时序电路，画出状态转移图，并说明该电路的逻辑功能。

解：该电路是同步时序逻辑电路，是给触发器置“1”端，由电路可知，触发器D S FF 0的Q 端接到FF 1的D 端，依次类推，所以在时钟脉冲的作用下，实现左移功能。

下面求驱动方程：
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===+⊕=++==∙∙n n n n n n
n n n n n n n n n n n n n Q D Q D Q D Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q D 2
31201
2230223230223230根据驱动方程和D 触发器的状态方程，可以求出时序电路的状态转移方程。

这里需说明的一点是，状态转移是发生在CP 的上升沿（D 触发器本身决定）。

题图14-4 习题14-6电路图
x /y 0/0
状态转移真值表
现态
Q 1n Q 0n 次态/输出(Q 1n +1Q 0n +1/Y )x =0x =10 00 11 01 1
00/000/000/000/001/011/010/110/0
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧↑
=↑=↑=↑
+⊕=∙∙∙∙+++CP Q Q CP Q Q CP Q Q CP Q Q Q Q Q n n n
n n
n n n n n n 23
11
2011022310
)(逻辑功能说明：该电路可以自启动，一旦启动以后，在9种不同状态进行循环，可以作为模9计数器使用。

14-7 分析如题图14-5所示脉冲时序
电路。

（1）做出状态图和状态表；（2）设初态Q 1Q 2=00，分析该电路对x 1→x 2→x 1→x 1→x 1→x 1→x 2→x 2的响应序列和时间图。

解：
12
题图14-5 习题14-7习题电路图
时序逻辑电路状态转移表
计数脉冲
序号CP
现 态次 态
Q 3n Q 2n Q 1n Q 0n Q 3n +1 Q 2n +1 Q 1n +1 Q 0n +1012345678
1 1 1 11 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 10 0 1 00 1 0 11 0 1 10 1 1 1
1 1 1 01 1 0 01 0 0 00 0 0 10 0 1 00 1 0 11 0 1 10 1 1 11 1 1 1偏离状态
0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 01
1 0 10 0 0 10 1 1 01 0 0 11 1 0 10 0 1 10 1 0 11 0
1
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14-8 设计一个脉冲异步时序电路，使之满足下述要求：
（1）该电路有一个脉冲输入端P，两个电平输出端Y1、Y2；
（2）该电路要作为计数器使用：当P=1时，其计数序列为
Y1Y2=00，01，11，10，00，…；当P=0时，其状态不变。

要求用JK触发器作为存贮元件。

14-9 试设计一个小汽车尾灯控制电路，小汽车左右两侧各有三个尾灯，要求：
（1）左转弯时，在左转弯开关控制下，左侧3个灯按图14-6所示周期性地亮与灭；
（2）右转弯时，在右转弯开关控制下，右侧3个灯按图14-6所示周期性地亮与灭；
（3）在左、右两个转弯开关控制下，两侧的灯做同样周期性地亮与灭动作；
（4）在制动开关（制动器）作用下，6个尾灯同时亮。

若转弯情况下制动，则3个转向尾灯正常动作（按转弯时的情况周期地亮与灭），另一侧的3个尾灯均亮。

A B C亮灭灭
题图14-6 习题14-9功能要求图。