第五章时序逻辑电路作业解答153

1、1第五章第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路2014 年年 4 月月 22 日日25-25-2 分析下图所示同步计数器电路。分析下图所示同步计数器电路。CPQ211J1J C1C11K1KQ0Q0FF01J1J C1C11K1KQ1Q1FF1 1J1J C1C11K1KQ2FF2解解: 该电路采用该电路采用3级级JK触发器，下降沿触发。各级触发触发器，下降沿触发。各级触发器受同一时钟器受同一时钟CP控制，是同步时序逻辑电路。控制，是同步时序逻辑电路。3驱动方程为：驱动方程为：。1 ,020KQJn;011nQKJ; 1 ,2012KQQJnn状态方程由状态方程由 可得可得nnnnnQQQQQ020

2、210nnnnQQQQ01212niiniiniQKQJQ1nnnnnnnQQQQQQQ01101011该电路没有输出，所以没有输出方程。该电路没有输出，所以没有输出方程。4 列出状态列出状态 转移真值转移真值 表表: :次次 态态初初 态态序序号号nQ3nQ2nQ113nQ12nQ11nQ偏离偏离状态状态000010010010100102110110300100140001010100110101110005画出状态转移图画出状态转移图: :nQ3nQ2nQ1/Z结论结论: 具有具有自启动性自启动性的同步的同步5进制进制计数器。计数器。 00000101101010011110111065

3、-65-6 分析下图所示各计数器电路，列出状态转移表，分析下图所示各计数器电路，列出状态转移表， 说明该计数器的模值。说明该计数器的模值。CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (b)11CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (a)CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74161LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (c)17解解: 由图可见由图可见1CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (a)nnQQ13LD 即

4、当输出状态为即当输出状态为1010时时同步同步置数重新回到置数重新回到0000。由此可。由此可得状态转移表如右表。得状态转移表如右表。序号序号Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000 91011000110计数器的模值为计数器的模值为11。8解解: 由图可见由图可见nnQQ13CR 即当输出状态为即当输出状态为1010时时同步同步清零重新回到清零重新回到0000。由此可。由此可得状态转移表如右表。得状态转移表如右表。序号序号Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000

5、 91011000110CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74163LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (b)1计数器的模值为计数器的模值为11。9解解: 由图可见由图可见即当输出状态为即当输出状态为1010时时异步异步置数重新回到置数重新回到0000。由此可。由此可得状态转移表如右表。得状态转移表如右表。 计数器的模值为计数器的模值为10。CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT74161LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 (c)1nnQQ13CR 序号序号Q3Q2Q1Q0000001000120010300114010050101601107011181000 9

6、1001 1010101010为暂态为暂态105-75-7 下图所示电路用两片集成同步下图所示电路用两片集成同步4位二进制同步计数位二进制同步计数 器器CT74161构成的计数器构成的计数器，说明该计数器的分频比。，说明该计数器的分频比。01CP1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Z CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1解解: 由电路图可见两片集成电路各自独立构成了计数由电路图可见两片集成电路各自独立构成了计数器，但两级计数器是异步连接的。器，但两级计数器是异步连接的。1101CP

7、1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Z CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 片的模值：片的模值：16- -4(0100) = 12 片的模值：片的模值：16- -8(1000) = 8 所以该电路的计数模值（分频比）：所以该电路的计数模值（分频比）：128 = 96125-85-8 下图所示用集成下图所示用集成 二二-五五-十十 进制异步计数器进制异步计数器CT7490 构成的电路构成的电路，列出状态转移表，画出状态图和时序图列出状态转移表，画出状态图和时序图, 说明其计数模值。

8、说明其计数模值。CP(a)00 Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2解解: 由电路图中时钟的接法可由电路图中时钟的接法可见，计数器按照见，计数器按照8421BCD码计数，且码计数，且 1RR120201nnQQ时，时，进行异步清零。进行异步清零。所以状态转移表和所以状态转移表和状态图状态图如下页如下页13序号序号Q3Q2Q1Q000000有有效效状状态态1000120010300114010050101暂暂态态状态转移表状态转移表nQ3nQ2nQ1nQ0状态图状态图00000001001000110100时序图如下页时序图如下页14CP下降下降沿沿Q0Q1

9、Q2Q30000100001001100001000001000计数器的模值为计数器的模值为5。150 0CP Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2(b)解解: 由电路图中时钟的接法可由电路图中时钟的接法可见，计数器按照见，计数器按照5421BCD码计数，且码计数，且 1RR030201nnQQ时，时，进行异步清零。进行异步清零。所以状态转移表和所以状态转移表和状态图状态图如下页如下页时序图略时序图略16序号序号Q0Q3Q2Q100000有有效效状状态态100012001030011401005100061001710108101191100暂暂态态状态转

10、移表状态转移表状态图状态图nQ3nQ2nQ1nQ0000000010010001101001000100110101011计数器的模值为计数器的模值为9。17(c)CP00 Q0 R01R02S91S92CT7490CP1 Q1 Q2 Q3 CP2解解: 由电路图中时钟的接法可由电路图中时钟的接法可见，计数器按照见，计数器按照8421BCD码计数，且码计数，且 1SS219291nnQQ时，时，进行异步置进行异步置 9 。所以状态转移表和所以状态转移表和状态图状态图如下页如下页18序号序号Q3Q2Q1Q001001有有效效状状态态10000200013001040011501006010170

11、110暂暂态态状态转移表状态转移表状态图状态图1001000000010010001101000101nQ3nQ2nQ1nQ0时序图见下页时序图见下页19CP下降下降沿沿Q0Q1Q2Q3100100001000010011000010101010010000计数器的模值为计数器的模值为7。205-115-11 分析题图分析题图5-9所示由集成所示由集成 4 位二进制计数器位二进制计数器CT74 161 和集成和集成 2 线线 4 线译码器构成的电路；设时钟频线译码器构成的电路；设时钟频 率率 fCP=90kHz，说明译，说明译 码器的地址输入码器的地址输入 AB 分分 别为别为00，01，10

12、，11时，时， CT74161的输出的输出 CO 的的 频率频率 f 各是多少？各是多少？1CPf CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 BIN/OCTSTA1A0Y3 Y2 Y1 Y0 AB211CPf CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 BIN/OCTSTA1A0Y3 Y2 Y1 Y0 AB解解: 此电路利用置数端来此电路利用置数端来 控制计数模值，且控制计数模值，且 。COLD 当计数满值进位时，当计数满值进位时，CO 输出高电平，经非门输出高电平，经非门处理输出低电平送入集

13、成处理输出低电平送入集成计数器的置数端，使计数计数器的置数端，使计数器进行同步置数。置入数器进行同步置数。置入数据由据由2线线-4线译码器输出确线译码器输出确定。定。22111001230123YYYYDDDD当当AB=00时，时，计数器的有效状态为计数器的有效状态为 11101111。实现模实现模 2 计数。因此，计数。因此，fCO = 902 = 45 kHz。110101230123YYYYDDDD当当AB=01时，时，计数器的有效状态为计数器的有效状态为 110111101111。实现模实现模 3 计数。因此，计数。因此，fCO = 903 = 30 kHz。2310110123012

14、3YYYYDDDD当当AB=10时，时，计数器的有效状态为计数器的有效状态为 10111100110111101111。实现模实现模 5 计数。因此，计数。因此，fCO = 905 = 18 kHz。011101230123YYYYDDDD当当AB=11时，时，计数器的有效状态为计数器的有效状态为 0111100010011010 10111100110111101111。实现模实现模 9 计数。因此，计数。因此，fCO = 909 = 10 kHz。245-125-12 用集成同步十进制计数器用集成同步十进制计数器CT74160 ，设计一个，设计一个七七 进制计数器，列出状态转移表，画出逻辑

15、图。进制计数器，列出状态转移表，画出逻辑图。解：有多种方法。解：有多种方法。 利用置入控制端的置位法。利用置入控制端的置位法。 1CP1 CPCT74160CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 1 11073序号序号Q3Q2Q1Q000011有有效效状状态态10100201013011040111510006100125 利用清零控制端的复位法。利用清零控制端的复位法。 序号序号Q3Q2Q1Q000000有有效效状状态态100012001030011401005010160110暂态暂态0110nnQQ12CR CP Q3 Q2 Q1 Q0 CPCT7

16、4160LDCRCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 1265-135-13 用一片集成用一片集成 4 位二进制计数器位二进制计数器CT74161 和必要和必要的的 门电路设计一个可变模值计数器，当门电路设计一个可变模值计数器，当A0时，实现时，实现模模 8 ；当；当A1时，实现模时，实现模 6 。简要说明设计思路，画出。简要说明设计思路，画出 逻辑图。逻辑图。解解:利用置入控制端的置位法。利用置入控制端的置位法。 本题使用进位输出本题使用进位输出端的输出信号经非门处端的输出信号经非门处理后送入置数端来控制理后送入置数端来控制计数模值。计数模值。 1CP1 CPCT74161CRLDCTTC

17、TPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 ？27将上述两种情况比较可得将上述两种情况比较可得当当A=1时，进行模时，进行模6计数，并入数据应为计数，并入数据应为 D3 D2 D1 D0 = ( 166 )10 = ( 1010 )8 ；D2 = D0 = 0 , D3 = 1 , D1 = A 。因此可得电路图因此可得电路图01CP1 CPCT74161CRLDCTTCTPCOD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 A当当A=0时，进行模时，进行模8计数，并入数据应为计数，并入数据应为 D3 D2 D1 D0 = ( 168 )10 = ( 1000 )8 ；285-14

18、 5-14 用两片用两片CT74CT74160160芯片设计芯片设计M=36M=36计数器，画出电路图计数器，画出电路图, , 列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。 分析：由于分析：由于CT74160为模为模1010计数器，要实现模计数器，要实现模3636计计数器，必须用两片方可。在具体实现上，可用数器，必须用两片方可。在具体实现上，可用LDLD或或CRCR来控制计数模值，两级之间来控制计数模值，两级之间CPCP可以可以同步同步也可以也可以异步异步，所以有多种方案可供选择。除了以下给出的两种设计所以有多种方案可供选择。除了以下给出的两种设计方案，同学

19、们还可自行设计出其他方案。方案，同学们还可自行设计出其他方案。29解解1 1：用：用LDLD来控制计数模值，两级计数模值分别为来控制计数模值，两级计数模值分别为4 4和和9 9 ( (或或6 6和和6)6)，级间异步，实现电路如下，级间异步，实现电路如下CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 CRLDCTTCTPCO111100 Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 CRLDCTTCTPCO110001F两片各自状态转移表见下页。两片各自状态转移表见下页。30片片序号序号Q3Q2Q1Q001230011110011000101片片

20、序号序号Q3Q2Q1Q001234567800000001100011110001100110010101010131解解2 2：用：用CRCR来控制计数模值，实现电路如下来控制计数模值，实现电路如下, ,其思路：其思路：两片各自状态转移表见下页。两片各自状态转移表见下页。1&CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 LDCRCTTCTPCO Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74160 LDCRCTTCTPCO1&F 采用采用8421BCD码，级间同步，计数范围为码，级间同步，计数范围为00000000 (十进制十进制00

21、)00110101(十进制十进制35)，利用，利用00110110(十十进制进制36)产生清零信号。产生清零信号。32片片序号序号Q3Q2Q1Q001230000000000110101片片序号序号Q3Q2Q1Q001234567890000000011000011110000110011000101010101335-15 5-15 用两片用两片CT74CT74163163芯片设计芯片设计M=53M=53计数器，画出电路图计数器，画出电路图, , 列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。列出每片状态转移表，并简单说明设计思路。解：解： (53)10(35)16 有效状态：有效状态：(00 3

22、4)16 ，无暂态。，无暂态。 反馈清零方程：反馈清零方程：201 CRQQQ1CP Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74163 LDCRCTTCTPCO Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CPCT74163 LDCRCTTCTPCO1&34 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1片片状态转移表状态转移表 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1片片状态转移表状态转移表355-165-16 试用两片试用两片CT74161 设计一个分频电路，电路采设计一个分频电路，电路采用用 M912 的形式，芯