《4、《數(shù)字電子技術》黃瑞祥 第四章習題答案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《4、《數(shù)字電子技術》黃瑞祥 第四章習題答案.doc（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、習題四答案 4.1畫出圖P4.1由或非門組成的基本RS觸發(fā)器輸出端、的電壓波形，輸入端S、R的電壓波形如圖中所示。 圖 P4.1 解答：已知或非門構成的RS觸發(fā)器的特征方程如下： 根據(jù)輸入端S、R的波形圖，得出輸出端、的電壓波形見圖A4.1。 4.2 在圖P4.2電路中，若CP、S、R電壓波形如圖中所示，試畫出、端與之對應的電壓波形。假定觸發(fā)器的初始狀態(tài)為。 圖 P4.2 解答： 見圖A4.2 圖A4.2 4.3一種特殊的RS觸發(fā)器如圖P4.3所示。 1） 試列出狀態(tài)轉換真值表； 2）

2、寫出次態(tài)方程； 3） R與S是否需要約束條件？ 圖 P4.3 解答：1） ① CP=0時，SS=1,RR=1,期間，狀態(tài)保持。 ② CP=1時， 即在CP=1的情況下：若R=0，S=0。則RR=1，SS=1，有，狀態(tài)保持。 若R=0，S=1。則RR=1，SS=0，有。 若R=1，S=0。則RR=0，SS=1，有。 若R=1，S=1。則RR=0，SS=1，有。 電路的狀態(tài)轉換真值表如下表所示： 2） 求

3、次態(tài)方程：由上述狀態(tài)轉換真值表，不難得出次態(tài)方程： 3）R與S無需約束條件。 4.4 已知主從結構JK觸發(fā)器J、K和CP的電壓波形如圖P4.4所示，試畫出Q、端對應的電壓波形。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為。 圖 P4.4 解答：見圖A4.4 圖A4.4 4.5如圖P4.5示是主從JK觸發(fā)器CP和J、K的電壓彼形，試畫出主觸發(fā)器端和從觸發(fā)器端的工作波形。設初始態(tài)為0。 圖P4.5 解答：見圖A4.5 圖A4.5 4.6如圖P4.6示電路，設該TTL觸發(fā)器的初態(tài)

4、為0，試畫出在CP作用下的端波形圖。 圖P4.6 解答：根據(jù)圖示可知該觸發(fā)器的，。由時鐘下降沿觸發(fā)。 因此 在CP作用下的端波形圖如圖A4.6所示： 圖A4.6 4.7 已知主從JK觸發(fā)器CP、J、K和，的波形如圖P4.7所示，畫出輸出端的波形，設觸發(fā)器初始狀態(tài)為1。 圖P4.7 解答：該觸發(fā)器在CP下降沿處觸發(fā)，因而狀態(tài)的改變都對應著CP下降沿處。另外，如果CP=1期間J、K有變化，應注意一次變化問題。 ，為異步復位、置位端，不受CP的限制。當=0時，；=0時，。 根據(jù)所給的CP、J、K和，的波形，所畫端波形如圖

5、A4.7所示。 圖A4.7 4.8根據(jù)圖P4.8所示電路，試畫出在連續(xù)4個時鐘脈沖CP的作用下，各TTL觸發(fā)器端的輸出波形圖。設各觸發(fā)器初始態(tài)均為0。 圖P4.8 解答：(a)為時鐘下降沿觸發(fā)的D觸發(fā)器， (b)為時鐘上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器， (c) 為時鐘下降沿觸發(fā)的D觸發(fā)器， (d) 為時鐘上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器， (e) 為時鐘上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器， (f) 為時鐘下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器， 各TTL觸發(fā)器端的輸出波形圖如圖A4.8所示。 圖A4.8 4.9 試畫出圖P4.9電路輸出端Y、Z的電壓波形

6、。輸入信號A和CP的電壓波形如圖中所示。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為。 圖P4.9 解答：見圖 A4.9 圖 A4.9 4.10 試畫出時鐘RS觸發(fā)器轉換成D、T、及JK觸發(fā)器的邏輯電路圖。 解答：已知時鐘RS觸發(fā)器的特征方程為： 1) 時鐘RS觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器：已知D觸發(fā)器的特征方程為，變換該表達式，使之與時鐘RS觸發(fā)器的特征方程式相同，即。把、視為變量，余下部分視為系數(shù)，根據(jù)變量相同、系數(shù)相等，則方程一定相等的原則，得到：，畫電路圖如圖A4.10（a）所示。 2) 時鐘RS觸發(fā)器轉換成T觸發(fā)器: 已知T觸發(fā)器的特征方程為，變換該表達式，使之與時鐘RS觸發(fā)器的特征方程式相

7、同，即。把、視為變量，余下部分視為系數(shù)，根據(jù)變量相同、系數(shù)相等，則方程一定相等的原則，得到：，畫電路圖如圖A4.10（b）所示。 3) 時鐘RS觸發(fā)器轉換成觸發(fā)器：已知觸發(fā)器的特征方程為，變換該表達式，使之與時鐘RS觸發(fā)器的特征方程式相同，即。把、視為變量，余下部分視為系數(shù)，根據(jù)變量相同、系數(shù)相等，則方程一定相等的原則，得到：，畫電路圖如圖A4.10（c）所示。 4) 時鐘RS觸發(fā)器轉換成JK觸發(fā)器：已知JK觸發(fā)器的特征方程為，把、視為變量，余下部分視為系數(shù)，根據(jù)變量相同、系數(shù)相等，則方程一定相等的原則，得到：，畫電路圖如圖A4.10（d）所示。 4.11 圖P4.11（a）所示各電

8、路中， FF1～FF2均為邊沿觸發(fā)器: 1）寫出各個觸發(fā)器次態(tài)輸出的函數(shù)表達式； 2）CP及A、B的波形見圖P4.11（b），試對應畫出各電路端的波形圖。設各觸發(fā)器初始態(tài)均為0。 圖 P4.11 解答：1）對于FF1,由圖可知，，因此該觸發(fā)器的次態(tài)輸出函數(shù)表達式為： （CP上升沿時有效） 對于FF2,由圖可知，，因此該觸發(fā)器的次態(tài)輸出函數(shù)表達式為： （CP下降沿時有效） 2）根據(jù)所給的CP及A、B波形圖，可以畫出各電路端的波形圖如圖A4.11所示。 圖A4.11 4.12 時鐘下降沿觸發(fā)的T觸發(fā)器中，CP和T的信號波

9、形如圖P4.12所示，試畫出端的輸出波形（初態(tài)為0）。 圖 P4.12 解答：T觸發(fā)器的特征方程為： （CP下降沿有效） 端的輸出波形如圖A4.12所示。 圖A4.12 4.13 雙相時鐘電路如圖P4.13（a）所示，在D觸發(fā)器的時鐘輸入端加上CP信號時，在兩個與門的輸出端A、B有相位錯開的時鐘信號。已知CP信號如圖（b）所示，試畫出A、B端的輸出波形。（設觸發(fā)器初態(tài)為0） 圖 P4.13 解答：根據(jù)電路圖可知，而該電路中的觸發(fā)器是CP上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，其新態(tài)方程為：。據(jù)已知的CP信號波形，可以畫出A、B端的輸出波形如圖A

10、4.13所示。 圖A4.13 4.14什么是觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象？造成空翻的原因是什么？ 解答：所謂觸發(fā)器的“空翻”是指在同一個時鐘脈沖作用期間觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生兩次或兩次以 上變化的現(xiàn)象。 引起空翻的原因是在時鐘脈沖作用期間，輸入信號依然直接控制著觸發(fā)器狀 態(tài)的變化。具體的說，就是當時鐘CP為1時，如果輸入信號R、S發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀態(tài) 會跟著變化，從而使得一個時鐘脈沖作用期間引起多次翻轉。 4.15什么是主從JK觸發(fā)器的“一次變化”問題？造成“一次變化”的原因是什么？如何避 免“一次變

11、化”現(xiàn)象？ 解答：主從JK觸發(fā)器的一次變化問題，即主從JK觸發(fā)器中的主觸發(fā)器，在CP＝1期間其狀態(tài)能且只能變化一次。 對于主從JK觸發(fā)器，在CP=1期間輸入信號發(fā)生過變化后，CP下降沿到達時從觸發(fā)器 的狀態(tài)不一定能按此刻輸入信號的狀態(tài)來確定，而必須考慮整個CP＝1期間輸入信號的變化過程才能確定觸發(fā)器的次態(tài)。主從JK觸發(fā)器中，在時，如果有J=1的干擾，會使；同理，在時，如有K=1的干擾，會使。這種現(xiàn)象稱為一次翻轉（一次變化）現(xiàn)象。 為使主從 JK 觸發(fā)器按其特性表正常工作， 在 CP = 1期間，必須使JK 端的狀態(tài)保持 不變。否則，由干擾信號引起的一次翻轉，會在CP下降沿到來時被送入

12、從觸發(fā)器，從而造成觸發(fā)器工作的錯誤。 4.16已知如圖P4.16所示的邏輯電路，試分析其是否具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)？并用真值表來說明電路的邏輯功能。 圖P4.16 解答：由圖P4.16所示的邏輯電路，得： 1）且時，, 2) 且時，, 3) 且時，假定，則，反饋到與非門輸入端，使保持1不變；假定原來，則，反饋到與非門輸入端，使保持0不變。 4) 且時，, 電路的狀態(tài)轉換真值表如下表所示： 由該狀態(tài)轉換真值表可知：，即 如果端的初始狀態(tài)為0，而為1，在=1和=0的情況下，這種狀態(tài)不會改變；同理，如果端的初始狀態(tài)為1，不管和端輸入何種信號，則一定為0。這是一個穩(wěn)定狀態(tài)。這

13、又是一個穩(wěn)定狀態(tài)?？梢姡娐酚袃蓚€穩(wěn)定狀態(tài)。 應該指出的是，本電路是一個病態(tài)電路，一旦變?yōu)?狀態(tài)， 再無法返回到0狀態(tài)。 4.17圖P4.17一個環(huán)形計數(shù)器。如果電路的初始狀態(tài)為，試畫出在一系列CP作用下、、、的波形。 圖 P4.17 解答：從電路圖可知， （CP上升沿時成立） 如果電路的初始狀態(tài)為，可以畫出在一系列CP作用下、、、的波形如圖A4.17所示。 圖A4.17 4.18圖P4.18一個扭環(huán)計數(shù)器，如果電路的初始狀態(tài)為，試畫出在一系列CP作用下的、、、波形（CP數(shù)目多于8）。 圖P4.18 解答：從電路圖可知， （CP上升沿時成

14、立） 如果電路的初始狀態(tài)為，可以畫出在一系列CP作用下、、、的波形如圖A4.18所示。 圖A4.18 4.19據(jù)如圖P4.19示的電路，試畫出在8個CP作用下、、的波形，假設電路的初始狀態(tài)為。 圖P4.19 解答：根據(jù)電路圖可知， 所以三個由時鐘下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器新態(tài)表達式為： 假設電路的初始狀態(tài)為，可畫出在8個CP作用下、、的波形如圖A4.19所示。 圖A4.19 4.20試畫出圖P4.20在一系列CP信號作用下、、的輸出電壓波形。觸發(fā)器均為邊沿觸發(fā)結構，初始狀態(tài)均為。 圖 P4.20 解答：根據(jù)電路圖可知， 所以三個由時鐘下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器新態(tài)表達式為： 假設觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0，可畫出在一系列CP作用下、、的輸出電壓波形如圖A4.20所示。 圖A4.20 16