[数字电子技术]第5章 时果序逻辑电路答案.doc

第5章 时序逻辑电路习题 时序逻辑电路的分析就是在给定逻辑电路的基础上，列出电路的输出方程、驱动方程和状态方程，得出状态转换表或时序图，从而分析电路的逻辑功能。 其步骤如下： （1）由所给的逻辑电路写出输出方程、驱动方程； （2）根据触发器的特性方程，将驱动方程代入特性方程中，得出状态方程； （3）通过输出方程和状态方程列出触发器输出端初态和次态，并形成状态转换表； （4）通过状态转换表得出电路的逻辑功能； （5）通过状态转换表画出触发器的状态转换图和时序图，判断电路能否自启动。 电路自启动就是电路所有状态都能在时钟脉冲作 用下自动进入到有效循环中 ?5-2题 （3）电路的输出方程为 （1）驱动方程为 （2）电路的状态方程为 （4）状态转换表 状态转换表 态 初 态 次 n Q 3 1 3 + n Q Y 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 n Q 2 n Q 1 0 0 0 1 0 1 2 + n Q 1 1 + n Q 输出 序列 脉冲 CLK 1 2 3 4 5 （5）由状态转换表可以得出状态转换图和时序图 000 001 010 011 100 1 2 3 Q Q Q Y 0 0 0 0 1 101 0 110 0 111 0 电路可以自启动,五进制加法计数器 ?5-3题 （1）驱动方程为 （2）电路的状态方程为 （3）电路的输出方程为 （4）状态转换表 1 0 1 1 0 X 5 电路能自启动 6 X＝0时四进制加法计数， X＝1时四进制减法计数。 米里型 ：输出变量与输入变量有关. （3）各触发器的时钟脉冲为 ?5-4题 （1）驱动方程为 （2）电路的状态方程为 （4）状态转换表 态 初 n Q 2 1 2 + n Q n Q 1 1 1 + n Q 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 态 次 n Q 3 0 0 0 0 1 1 1 1 1 3 + n Q 0 0 0 1 1 0 1 0 时钟脉冲 1 CLK 1 2 n Q CLK 时序图 5 状态转换图和时序图 可以看出此电路为异步六进制加法计数器，且所有的状态都可以进入到这个循环中，可以自启动。 态 初 n Q 2 1 2 + n Q n Q 1 1 1 + n Q 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 态 次 n Q 3 0 0 0 0 1 1 1 1 1 3 + n Q 0 0 0 1 1 0 1 0 时钟脉冲 1 CLK 1 2 n Q CLK 状态转换图 000 001 010 101 110 111 011 100 1 2 3 Q Q Q 5.3 时序逻辑电路的设计 同步时序逻辑电路的设计 时序逻辑电路的设计就是在给定逻辑要求的条件下，得出实现要求的时序逻辑电路，并且电路要力求简单，即所用的元器件数量及类型要少，它是电路分析的逆过程 。 同步时序逻辑电路的设计由于时钟脉冲接到同一时钟脉冲输入端，故不需要考虑各触发器的时钟脉冲的接法问题，一般可按下面步骤进行设计: （1）按照所给定的逻辑要求，确定输入变量、输出变量以及电路的状态数目，并画出电路的状态转换图； （2）进行状态化简，得出最简状态转换图； 所谓的状态化简就像组合逻辑函数化简一样，即将在同一输入作用下产生相同输出的两个状态合并成一个状态，这样做会使电路简化 （3）根据简化后的状态转换图确定触发器的数目及类型，并进行状态编码； 若电路的状态数目为n，则所用触发器的数目M为 触发器数目确定后，就要对状态进行编码，即对每一个状态用二进制代码来代替。一般来说，选择二进制编码时，应按照一定的规律，如按二进制编码、8421BCD码、循环码、格雷码等，这样便于记忆。 （4）由状态转换图建立新态、次态以及输出变量的卡诺图，并分解成每一个触发器的次态及输出状态的卡诺图，由此得到电路的状态方程和输出方程； （5）根据触发器的特性方程和电路的状态方程得出电路的驱动方程; （6）根据驱动方程画出电路图，并检查电路能否自启动。如果电路不能自启动则回到第4步修改电路的状态方程和驱动方程，直到电路能自启动为止。 注意:检查电路自启动可以在第4步中进行。 ?5-6题 （1）确定电路状态转换图： （2）确定触发器的数目：4个 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1