数字电子电路课后习题答案详解

2014-9-26 20
②列态序表和反馈函数表，求反馈函数F的表达式(左移) Q0Q1 Q 2 m2 Q Q Q m Q0 Q1 Q2 Q3 F(SL) 0 1 2 4
0 1 0 0 1
Q0Q 1
1
0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1
0
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0
BC BC AB BE AB
隐含表：
√ √ √ × × × × D × × × × A B C D
× × B C
BC AD BD AD
A
由隐含表可得到等价状态对：[AB]，[AC]，[BC] 最大等价类： [ABC]，[D]，[E]
S X A D
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Sn+1/Z 0 A/0 E/0 A/0 1 A/0 D/1 D/0
√ ×
由隐含表可得到等价状态对：[AF]，[BE]，[CG] 最大等价类：[AF]，[BE]，[CG]， [D]
最简状态表
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A/0 B C D B/1 A/1 A/0
B/0 C/1 D/1 C/0
9
( b)
S
X A B C D E
Sn+1/Z 0 B/0 C/0 C/0 E/0 C/0 1 A/0 A/0 B/0 D/1 D/0
原则二： DE 、 AD相邻。
00/0 11 10 01
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于是得到卡诺图表示的分配结果。 由图知：只是没满足AD相邻。
00/0 11/1 11/0 ××/ ×
12
10/0 00/0 ××/ ×
1
6-19. 说明：由题知, 这是模5计数器, Q2Q1Q0=100时，应有Z=1
Q2 0 0 Q1 Q0 0 0 0 1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 0 0 1 1 0 Z 0 0
输出序列：0100 1100 0101 11
(1) 反馈移位型： 74LS194，74LS151。 ①确定寄存器的位数n，及其M个独立状态。 先假设n=3，可得到14个状态，经检查发现有重复。 再取n=4，可得： 0100，1001，0011，0110，1100，1000，0001， 0010，0101，1011，0111，1110，1101，1010。 没有重复，独立的14个状态。
10
最简状态表
E
A/0 B C D B/1 A/1 A/0
B/0 C/1 D/1 C/0
A C
D B
6-17. (1) 有4个状态，故可使用两个触发器Q1、
Q0 。 原则一： AC、AD、 BD、CD相邻。 原则三： AD、BC相邻。
原则二： AB、BC、AD 、 AC相邻。
00/0 11/0 01/1 10/1 01/0
Q2
Q1 Q0 0 0
Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 1 1
CP2 CP 0 1
状态表
0
0
0 0
0
1 1
1
0 1
1
0 0
1
0 0
0
1 1
1
0 0
1
1 1
1
1
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0
0 1
0
1 0
1
0 1
0
0 0
1
0 1
0
1 0
1
1 1
3
1
000
011
001
010
状态图 具有自启动能力
111 100
输出方程：
Z Q2 Q1 Q0
状态方程和激励方程：
n 1 Q2 Q 2Q1Q0
0
0 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1
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0
1 0 1 0 1
0
1 0 0 0 0
1
0 0 0 0 1
1
0 0 1 0 0
0
0 1 0 0 0
J 2 Q1Q0 , K 2 1
13
Q2Q1 Q0 00 0 1 1
1
1 Q0n+1
n 1 Q0 Q 2 Q0 Q2 Q1Q0
J 0 Q 2 , K 0 Q2 Q1
没有无关项，肯定能自启动。
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FF2
Q2
FF1
Q1
FF0
Q0
1
Z CP
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6-29. 74LS160是10进制计数器，有异步清零端和同步置数端。 (1)大模分解法 ①分解：M=35=5×7； ②构成模5和模7计数器：用OC置数法。 OC=1时置数(LD有效) →OC 经非门接LD 模5的计数范围：5~9
101
110 Q2Q1Q0
功能分析：
模5异步计数器
波形图
Q2 Q1
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Q0
4
6-14.(1)确定输入、输出变量：设输入为X，输出为Z。
(2) 设置状态 ①初态S0 ：无输入时的状态(还没有收到一个有效值)。 ②其他状态：从S0出发，根据要记忆的输入信息(011)得到。 S1： 收到0的状态。 S2： 收到01的状态。 S3： 收到011的状态。
8
6-16.
( a)
×
隐含表：
×
AE CD
A/0 E/1 A/1 F/0 B/1 F/0 A/1
E/0 C/1 D/1 G/0 C/1 E/0 D/1
×
AF EG
× × × × × ×
EG AB CD
× ×
× √ √ ×
AE CD
× √ × × ×
AB CD
× ×
√ × × × × × × × √ × × ×
于是得到卡诺图表示的分配结果。 由图知：只是没满足AB、CD相邻。
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11 01 10
11/1 00/1 00/0
11
S
X A D E
Sn+1/Z 0 A/0 E/0 A/0 1 A/0 D/1 D/0
A E D
Q0 。 原则一： AE、DE相邻。 原则三： AE相邻。
(2) 有3个状态，故可使用两个触发器Q1、
0
1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1
1
1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0
1
0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0
Q 0 Q1 Q 2 Q 3 m0 Q 3
Q 2Q 3 × 0 0 1 1 0 0 0 0 × 1 1 1 1 0
Q0 Q1Q2Q3 m5Q3
Q0Q1Q2 Q 3 m7 Q 3
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6
1.确定输入、输出变量：题中已设定(X，Z1或X，Z2)。 2. 设置状态
①初态S0 ：无输入时的状态(还没有收到一个有效值)。 ②其他状态：从S0出发，根据要记忆的输入信息(1011)得到。 S1： 收到1的状态。 S2： 收到10的状态。 S3： 收到101的状态。 S4： 收到1011的状态。 3. 画状态图 (1)不重叠
Q 0 Q1Q2 Q 3 m1 Q 3
1
F的卡诺图
令74LS151的A2A1A0=Q0Q1Q2 。 圈K圈：圈1得到与或式，此时0000必 须圈，1111必须不圈才会自启动。
列态序表和反馈函数表
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S L m0 Q3 m1 Q3 m2 m4 m5Q3 m7 Q3
D’C’B’A’ =DCBA=0000
74LS160
74LS160
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(b)OC整体置数法： 片2 OC=1时置数(LD有效) →片2 OC 经非门接LD 计数范围为: 65~99
D’C’B’A’ DCBA=0110 0101
74LS160
74LS160
1
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0
1
0
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S L m0 Q3 m1 Q3 m2 m4 m5Q3 m7 Q3
A0 A1 A2
1 0 1 0 0 F
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(2) 计数型： 74LS161，74LS151。 ①设计计数器： M=14，故设计模14计数器。 采用OC置数法：OC=1时置数 LD低电平有效，故OC加反门后接LD。 计数范围： 0010～1111→置数态=0010=ABCD
DCBA=0101
模7的计数范围：3~9
D’C’B’A’=0011
74LS160
74LS160
1
0
1
0
1
1
0
0
③异步级联：级联电路如图 2014-9-26
16
(2)整体置数法 ①级联： 2片74LS160 ②整体置数法：
同步级联
模N=10×10=100的计数器
(a)整体置0法：计数范围为
0~34Байду номын сангаас
译码电路 译码态 34=0011 0100
(2)可以重叠
1/0
S1： 收到1的状态 S3： 收到101的状态。
0/0 0/0 S0 1/0 S1 1/0 0/0 S2 0/0 1/0 S3 1/1 0/0 S4
X/Z2 Si
明显[S1S4]， 故可改写成
0/0
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1/1 0/0 S0 1/0 S1 1/0 0/0 S2 0/0 1/0 S3 X/Z2 Si
0 1 1 1
0 0 1 0
QDQC Q BQA QD m5 QC QBQA m3
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
QC QBQA m7
QC QB Q A m6
1
1 1
0
0 1
1
1 0
0
1 0
0
1 0
令74LS151的A2A1A0=QCQBQA 。
01 1
11
10
Q1n 1 Q 2 Q1Q0 Q 2Q1 Q 0 Q2Q1Q0 Q 2Q0 Q1 (Q 2 Q 0 Q2Q0 )Q1
1 Q1n+1
J1 Q 2Q0 , K 1 Q2 Q0 K1 Q2 Q0
Q2Q1 Q0 00 0 1
1
Q2 Q0
01 11 10
1/0 0/0 0/0 S0 1/0 S1 1/0 0/0 S2 0/0 1/0 S3 1/1 0/0
1/1 0/0 0/0 S0 1/0 S1 1/0 0/0 S2 0/0 1/0 S3 X/Z1 Si
X/Z1 S4 Si
明显[S0S4]， 故可改写成
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S0 ：无输入时的状态 S2： 收到10的状态 S4： 收到1011的状态。
(3) 画状态图
X=1 0 1
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0 S2/0 1 S3/1 Si/Z
5
S0/0
0
S1/0 0
1
6-15. 分2种情况：不重叠(Z1)和可以重叠(Z2)。
不重叠：指前一个1011序列和后一个1011序列不重叠。
可以重叠：指前一个1011序列和后一个1011序列有重叠。 X 0010110111001011 Z1 0000010000000001 Z2 0000010010000001
0 1
1
0
18
6-33. (1) 74LS163是16进制加法计数器，具有同步置数端。 2级级联模值：N=16×16=256
故
预置值=N-M=256-M
①由图知：预置值=(1001 0101)2=149 M=N-预置值=256-149=107 ②因 M=55 ，故 预置值=256-M=201=(1100 1001)2 (2) 74LS162是10进制加法计数器，具有同步置数端。
6-9. 状态方程：Q0
n 1
Q 0 Q 2 Q1 Q 2 Q0 Q1Q2 , Q0 , Q2
n 1
Q1
n 1
Q1
输出方程： Z Q2
Q0 0 0 Q1 Q2 0 0 0 1 Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 1 0 0 0 0 0 Z 0 1
000/0 Q0Q1Q2/Z 100/0 010/0 101/1
2级级联模值：N=10×10=100
故 预置值=N-M=100-M M=N-预置值=100-95=5 ②因 M=55
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①由图知：预置值=(1001 0101)BCD=95
故 预置值=100-55=45=(0100 0101)BCD
19
6-36. 74LS194：4位双向移位寄存器；74LS151：8选1数据选择器； 74LS161：异步清零和同步置数的16进制计数器
0
0 1
1
1 0
0
1 0
1
0 0
0
0 1
1
1 0
0
1 0
001/1 011/1 111/1 110/0
1
1 1
0
1 1
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1
0 1
1
1 0
1
1 1
0
1 1
1
0 1
状态图 该电路能自启动。 功能分析：
状态表
1 序列信号发生器(00010111) 。
Q0 Q1
Q2 Z
波形图
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2
6-11. 激励方程：J 0 1, K0 Q1; J1 Q 2 , K1 1; J 2 K 2 1
n 1 Q 状态方程： 0 J 0 Q0 K 0Q0 Q0 Q1Q0 Q0 Q1 n 1 Q1n1 Q 2 Q1 , Q2 Q2 n 1 异步电路，可写成： Q0 (Q0 Q1 )CP, Q1n1 Q 2 Q1CP, n 1 Q2 Q 2CP2 , CP2 Q0
0
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0
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②设计输出电路。 根据计数状态和输出序列的对应关系，列出Z的真值表和K图。
QD 0 0 0 0 0 0 QC QB QA 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 1 0 0 1 1
QDQ C QBQA × × 1 0 0 0 1
0 0