电工学第12章

解: 波形如图。
CP
Q1 Q2 Q3 Q4
1 CP
Q5 JC K
1CP
Q6 JC K CP 1
1 CP
Q5 Q6
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时序逻辑电路
12.2.7 图示各触发器的初始状态均为 1 ，求 Q 的波形。
Q1 D C CP Q3 T C CP Q2 D C CP Q4 T C CP
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时序逻辑电路
12.3.3 图示寄存器采 解: 为左移寄存器。 用串行输入、输入数码为 1001，但输出方式有两种， 既可串行输出，亦可并行输 CP Q4 出。试分析：（1）该寄存 器是右移寄存器还是左移寄 Q3 存器？（2）画出前四个 CP Q2 时 Q4、Q3、Q2 和 Q1 的波形； Q1 （3）说明串行输出和并行 输出的方法。 并行输出
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时序逻辑电路
12.3.2 图示电路 是右移寄存器还是左 移寄存器？设待存数 码为 1001，画出 Q4 、Q3、Q2 和 Q1 的波 形，列出状态表。
J A CP J C K Q4 J C K Q3 J C K Q2 J C K Q1
解: 波形如图。
CP Q4 Q3 Q2 Q1 CP 顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 J 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Q4 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Q3 0 0 1 0 0 1 0 0 0 Q2 0 0 0 1 0 0 1 0 0 Q1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 存取过程 清 零 存入一位 存入二位 存入三位 存入四位 取出一位 取出二位 取出三位 取出四位
Q3 Q2 Q1 J C K J C K
解： (1) Q1 的翻转条件是： J = K = 1。 J = K 均接高电平 1，故每来 一个计数脉冲都要翻转一次。 Q2 的翻转条件是： J = K = Q1= 1。 Q3 的翻转条件是： J = K= Q1 Q2 = 1。
CP
Q3
J C K
高电平
RD
Q2 Q1
CP
Q1 Q2 Q3 Q4
C J4 K4
C J3 K3
C J2 K2
C J1 K1
CP 高电平
RD
此计数器为十进制加 法计数器，是异步计数器。
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时序逻辑电路 +6V R 78 J C 2 555 6 1 4 3
12.5.1 如图为自动控 制灯电路，当用手触摸金 属片J 时，小电珠能亮 10 s 左右，作为晚上看表或走 廊的瞬时照明，试说明其 工作原理。
Q3 Q2 Q1
CP
Q1
Q2
Q3
(a)
C D1 CP Q1 Q2 RD Q3
Q3
C D3
Q2
C D2
Q1
(a)
Q3 Q2
(b)
Q1
解：(a)为加法计数器，(b)为减法计 数器。
C D1 CP
Q3
C D3
Q2
C D2
Q1
(b)
RD
其级间连接方式之不同是：(a)是高 位的时钟脉冲由低位的Q 输出端提供， 而(b)则是高位的时钟脉冲由低位 Q 输出 端提供。
解: 波形如图。
CP Q Q A B
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时序逻辑电路
12.3.1 分析图示电路寄存数码的原理和过程, 说明它 是数码寄存器还是移位寄存器。
Q4 Q3 Q2 Q1
D A4
C
D A3
C
D A2
C
D A1
C
CP
解：待存数码加到 A4、A3、A2、A1 端，在 CP (寄存指 令) 到来时，由于D 触发器在 D = 0 时，Q = 0， D = 1 时， Q = 1，因而待存数码被寄存到 Q4、Q3、Q2、Q1 端。可见， 该电路是并行输入、并行输出的数码寄存器。
Q2 J C K Q1 J C K
解：Q1的翻转条件是： J = Q2 = 1。 Q2的翻转条件是： J = Q1 = 1，且当 Q2＝1 时， 若 J = Q1 = 0，由于 K= 1， Q2 也会由 1 翻为 0。
CP
Q2 Q1
CP(计数脉冲)
高电平
RD(清零)
为三进制同步加法计数器。
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解：该电路是典型的由 555 集成定时器外接 R 和 C 组 成的单稳态触发器。
这一单稳态触发器，在通常情况下即人手没有触摸时， 其稳定状态为 0 ，输出端 3 为低电平，小电珠不亮。在触 发脉冲的作用下，即手触摸金属片J 时，相当于在输入端 2 加入一个负脉冲，它翻转成暂稳态 1 ，输出端 3 为高电平， 小电珠亮。小电珠能亮 10 s 左右表明了暂稳态持续时间， 它与充电时间常数有关即 tW = 1.1RC。持续时间结束，触 发器自动恢复原态即 0 状态，小电珠灭。
D D C CP Q1 T C Q2
CP D Q1 Q2
解: 波形如图。
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时序逻辑电路
12.2.5 在图示电路中, 已知 S、R 和 CP 的波形如图所示, 各触发器都原为 1 态, 求 1、2、3、4、5、6 各点及 Q 和 Q 的波形。
CP
D S R CP S CS R
Q4 Q3 D C D C Q2 D C Q1 D C D1
串行输出
串行输入
CP RD 返回练习题集 上一题 下一题
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时序逻辑电路
12.3.4 下图为一个双向移位寄存器，其移位方向由 X 端控制。试判断 X = 0 和 X = 1 时寄存器的移位方向。
CP 移位 RD 清零
C D & & & & & & & 1 1
可见每按一次按钮电路输 出一个单脉冲信号，Q 和 Q 的 波形如右图。
Q Q
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时序逻辑电路
12.1.2 初始状态为 0 的基本 R－S 触发器（低 R 电平有效）， R 和 S 端 的输入信号波形如图所示 S ，求 Q 和 Q 的波形。
Q
解:波形如图。
Q
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解: 波形如图。
CP
Q1 Q2 Q3
Q4
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时序逻辑电路
12.2.8 图示为用 J - K 触发器组成的双相时钟电路。 若 CP 端加上时钟脉冲信号，在输出端可得到相位互相错开 的时钟信号 A 和 B ，试画出 Q 、Q 和 A、B 的波形。
Q J K C Q & B & A
时序逻辑电路
12.2.3 在图示电路中, 已知各触发器输入端的波形如 图所示,工作前各触发器先置 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。 解: 波形如图。
CP T Q1 Q2
Q1
Q1
Q2
Q2
T
C
T
C RD CP T
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时序逻辑电路
12.2.4 在图示电路中, 已知输入端 D 和 CP 的波形如 图所示, 各触发器的初始状态均为 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。
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时序逻辑电路
12.4.4 图为一个十 进制计数器。(1) 写出 各触发器的翻转条件， 画出 Q4 、Q3 、Q2 和 Q1 的波形；(2) 判断是加 法计数器还是减法计数 器？是异步计数器还是 同步计数器？
Q4 Q3 Q2 Q1
解：第一位触发器的翻转条件： J1= K1= 1 。第二位触发器的翻转条件： J2 = Q4 = 1 , K2 = 1。第三位触发器的翻转 条件：J3 = K3 = 1。第四位触发器的翻转条 件：J4 = Q2 Q3 = 1，K4 = 1 且当 Q4＝1 时 由于K4 = 1，只要 J4= Q2 Q3 = 0，Q4 也会翻 转为 0。
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时序逻辑电路
12.5.2 如图为一个电 子门铃电路，SB 为门铃按 钮，试分析其工作原理。
2
+ UDD
SB
R3
4
R1
78 R2 4 C3 3
R 解: 该电路是由 555 集成 6 1 5 C C 定时器外接 R1、R2 和 C1 组成 0.01F 的多谐振荡器。由电源＋UDD、 按钮 SB 、电阻 R3 、R4 和电容 C2 组成多谐振荡器的起 振控制电路。 由多谐振荡器工作原理，门铃电路通常虽然接通电源， 按钮未按，555 芯片复位，输入端 4 通过 R4 电阻接地，使 输出端 3 始终处于低电平，多谐振荡器不起振，扬声器不 发出音响。当按下按钮 SB 时，电源通过按钮 SB 、电阻 R3 、R4 和电容 C2 使复位输入端 4 始终处于高电平，多谐 振荡器开始起振，输出端 3 连续输出一定频率的方波。门 铃扬声器发出叫门音响直至按钮 SB 断开而终止。
(2)为八进制同步加法计数器。 (3) 如果CP的频率为 2 000 Hz， Q3、Q2、Q1输出的脉冲 频率分别为 250 Hz， 500 Hz， 1 000 Hz。
CP
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时序逻辑电路
12.4.3 图为两个异步 二进制计数器，试分析哪 个是加法计数器？哪个是 减法计数器？并分析它们 的级间连接方式有何不同。
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时序逻辑电路
练 习 题 解 答
12.1.1 图示电路是可以 用来产生单脉冲的电路。试分 析其产生单脉冲的原理，画出 Q 和 Q 的波形。
解： 按钮 SB 未按下时，R＝0， Q ＝1 。 S ＝1，故 Q＝0，
＋5V
1k R R S Q S
1k
当按钮 SB 按下时，R＝1， Q ＝0。 S＝0，故Q＝1，
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时序逻辑电路
12.4.2 计数器电路如 图。(1) 分析各触发器的翻 转条件、画出 Q3、Q2、Q1 的波形；(2) 判断是几进制 计数器，是加法计数器还 是减法计数器？是同步计 数器还是异步计数器？ (3) 如果 CP 的频率为 2 000 Hz， Q3、 Q2、Q1 输出的 脉冲频率是多少？
1
2 555
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时序逻辑电路 + UDD R1 R2 C 0.01F 8 5 6 2 555 71
12.5.3 在图示多谐振荡 器中，如果 UDD = 9 V，R1 = 10 k， R2 = 2 k ， C = 470 pF。试求电路的振荡周期，振 荡频率和方波的占空比；如果 不改变振荡频率，而要改变脉 冲宽度，应该怎么办？
1 2
J C K
3 4
C T C
5 6
S R
Q Q
S R 1
2 3
解: 波形如图。
4 5 6 Q Q
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不定 不定
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时序逻辑电路
12.2.6 图示各触发器的初始状态均为 0, 求 Q 的波形。
Q1 JC K CP 1 Q3 JC K Q2 JC K CP 1 Q4 JC K
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时序逻辑电路
12.2.1 已知图示电路中各输入端的波形如图所示, 工 作前各触发器先置 0 , 求 Q1、Q2 和 Q3 的波形。
Q1 Q1 Q2 Q2 Q3 Q3
CP
S C R J C K D C
A1
RD CP A1 A2
A2
解: 波形如图。
Q1 Q2 Q3
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3
uO
6 解：振荡周期 T 0.7( R1 2R2 )C 4.606 10 S
1 1 Hz 217kHz 振荡频率 f 6 T 4.606 10 TW1 R1 R2 10 2 0.857 占空比 T R1 2 R2 10 2 2
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时序逻辑电路
12.2.2 在图示电路中若输入端的波形如图所示, 工作 前各触发器先置 1 , 求 Q1、Q2 和 Q3 的波形。
Q1 Q1 Q2 Q2 Q3 Q3
CP
S C R J C K D C RD CP A1 A2
A1 A2
解: 波形如图。
Q1
Q2
Q3
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时序逻辑电路
12.4.1 如图为由两个 J －K 触发器组成的时序逻辑 电路，设开始时 Q1＝0， Q2＝0 。（1）写出两个触 发器的翻转条件、画出 Q2、 Q1 的波形图；（2）说明它 是几进制计数器，是加法 计数器还是减法计数器？ 是同步计数器还是异步计 数器？
Q4
C D &
Q3
C D & & &
Q2
C D
Q1
&
1
左移串 行输入
右移串 行输入
X
解：由于 X = 0 时，下排从右至左第 1、3、5、7 个与 非门有 0 出 1，左移串行输入信号不起作用，信号被封锁。 而第 2、4、6、8 个与非门因 X = 1，其输出取决于右移串 行输入信号。可见， X = 0 时，只有右移输入信号起作用， 故寄存器为右移方向。同理可判断出时 X = 1 时为左移方向 寄存器的移位方向。