第5章 时序逻辑电路思考题与习题题解

1、思考题与习题题解5-1 填空题（1）组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关 ；与电路原来所处的状态 无关 ；时序逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号有关 ；与信号作用前电路原来所处的状态 有关 。（2）构成一异步进制加法计数器需要 n 个触发器，一般将每个触发器接成 计数或T 型触发器。计数脉冲输入端相连，高位触发器的 CP 端与 邻低位端 相连。（3） 一个4位移位寄存器，经过 4 个时钟脉冲CP后，4位串行输入数码全部存入寄存器；再经过 4 个时钟脉冲CP后可串行输出4位数码。（4） 要组成模15计数器，至少需要采用 4 个触发器。5-2 判断题 （1）异步时序电

2、路的各级触发器类型不同。 （× ） （2）把一个5进制计数器与一个10进制计数器串联可得到15进制计数器。 （ × ） （3）具有 N 个独立的状态，计满 N 个计数脉冲后，状态能进入循环的时序电路，称之模N计数器。 （ ） （4） 计数器的模是指构成计数器的触发器的个数。 （ × ）5-3 单项选择题（1）下列电路中，不属于组合逻辑电路的是（ D）。A.编码器 B.译码器 C. 数据选择器 D. 计数器 （2）同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者( B )。A.没有触发器 B.没有统一的时钟脉冲控制 C.没有稳定状态 D.输出只与内部状态有关（3）在下

3、列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有( D )。A.译码器 B.编码器 C.全加器 D.寄存器 （4）某移位寄存器的时钟脉冲频率为100KHz，欲将存放在该寄存器中的数左移8位，完成该操作需要（ B ）时间。A.10S B.80S C.100S D.800ms（5）用二进制异步计数器从0做加法，计到十进制数178，则最少需要（ C ）个触发器。A.6 B.7 C.8 D.10（6）某数字钟需要一个分频器将32768Hz的脉冲转换为1HZ的脉冲，欲构成此分频器至少需要（ B ）个触发器。A.10 B.15 C.32 D.32768 （7）一位8421BCD码计数器至少需要（ B ）个触发器。A.3

4、 B.4 C.5 D.105-4 已知图5-62所示单向移位寄存器的及输入波形如图所示，试画出、波形（设各触发初态均为0）。图5-62 题5-4图解：电路组成串行输入、串行输出左移移位寄存器，根据题意画出波形如下：图题解5-45-5 图5-63所示电路由74HC164和CD4013构成，在时钟脉冲作用下，依次变为高电平。试分析其工作原理，并画出的输出波形。图5-63 题5-5图图题解5-55-6 试分析图5-64所示电路的逻辑功能，并画出、的波形。设各触发器的初始状态均为0。图5-64 题5-6图解：根据题意画出波形如下，该电路虽然分别由D触发器、JK触发器组成，但实现的功能依然是3位异步二进

5、制递增计数器。 图题解5-65-7试分析图5-65所示的时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态转移方程，画出状态转移图，说明电路是否具有自启动特性和逻辑功能。设各触发器的初始状态均为0。图5-65 题5-7解：（1）驱动方程：，； ，； ，。（2）状态转移方程：； ； 。（3）状态转移图：（4）偏离状态的自启动检查。 该无效状态是（111），将其代入状态转移方程可计算得：。此电路有自启动特性。（5）该电路为同步七进制递增计数器。5-8 试分析图5-66所示的时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态转移方程，画出状态转移图，说明电路是否具有自启动特性和逻辑功能。设各触发器的初始状态均为

6、0。图5-66 题5-8解：（1）驱动方程：； ； ，。（2）状态转移方程：； ； 。（3）状态转移图：（4）偏离状态的自启动检查。 该无效状态是（110，111），将其代入状态转移方程可得，此电路有自启动特性。（5）该电路为同步六进制递增计数器。5-9 试分析图5-67所示的时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态转移方程和输出方程，画出状态转移图，说明电路是否具有自启动特性和逻辑功能。设各触发器的初始状态均为0。图5-67 题5-9解：（1）驱动方程：； 。（2）状态转移方程：； 。（3）输出方程：（4）画出状态转移图：（5）由状态图可知，该电路受控制，当时电路不能自启动，只有出现时，

7、将送回到端，电路才可自启动（需要增加一个非门）。（6）该电路为同步三进制计数器。5-10 试分析图5-68所示时序电路，写出电路的驱动方程、状态转移方程和输出方程，画出状态转移图，说明电路逻辑功能。设各触发器的初始状态均为0。图5-68 题5-10解：（1）驱动方程：； 。（2）状态转移方程：； 。（3）输出方程：（4）画出状态转移图：（5）由状态图可知，该电路是可逆计数器，当时，作递增计数器，当时，作递减计数器。5-11 试分析图5-69所示时序电路，写出电路的驱动方程、状态转移方程和输出方程，画出状态转移图。设各触发器的初始状态均为0。图5-69 题5-11解：（1）驱动方程：； 。（2）

8、状态转移方程：； 。（3）输出方程：（4）画出状态转移图。5-12 试用负边沿JK触发器和最少的门电路，实现图图5-70所示的和输出波形。 图5-70 题5-12 图题解5-12（a）解： 由图可知、均以4个为周期，因此所设计电路必须是周期性循环输出的，且具有自启动能力。其状态转换图如图题解5-12（a），状态真值表如表解5.12所示。表解5.12 0 00 11 01 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 × 1 × × 0 × 1 1 × × 1 1 × × 1画卡诺图可解得：

9、， ， ， 于是，根据驱动方程及输出方程可画出所设的电路逻辑图如图题解5-12（b）解所示。图题解5-12（b）5-13 已知电路如图5-71所示，设触发器初态为0，试画出各触发器输出端、和的波形。图5-71 题5-13解：该电路是异步时序电路，分析时应特别注意各触发器的时钟输入，且要考虑作为的清零端信号。图题解5-135-14 已知电路如图5-72所示，设触发器初态为0，试画出在连续7个时钟脉冲CP作用下输出端、和Z的波形，分析输出Z与时钟脉冲CP的关系。图5-72 题5-14解：（1）列各触发器驱动方程：； 。（2）状态转移方程：； 。，变为0时，清零信号有效，状态被清零。 （3）输出方程

10、：（4）画输出波形。图题解5-14 结论：Z是CP的三分频信号，Z的正脉冲宽度与CP相同。5-15 图5-73是由两个4位左移寄存器A、B、“与门”C和JK触发器组成，A寄存器的初始状态为，B寄存器的初始状态为，的初态，试画出在CP作用下图中、的波形。图5-73 题5-15解：移位寄存器B的接，数码在CP作用下不断地循环，的状态依次为10111011。移位寄存器A的输入状态，根据给定的初始值，在CP作用下，的状态依次是101010101。的波形由与决定。所求波形如图题解5-14。图题解5-155-16 试分析如图5-74所示逻辑图，构成模几的计数分频电路。图5-74 题5-16解：通过分析复位

11、信号的产生及复位控制的关系得出如下状态转移图，因此该电路为模M=7计数分频电路。5-17 试用集成中规模4位二进制计数器74HC161采用复位法（异步清除）及置数法（同步置数）分别设计模M=12的计数分频电路。解：（1）用复位法实现；（2）用置0000法实现；（3）用置1111法实现；（4）用置任意数（例1000）法实现；（5）用进位输出置最小数实现。图题解5-175-18 由2片74HC161组成的同步计数器如图5-75所示，试分析其分频比（即Y与CP之频比），当CP的频率为20kHz，Y的频率为多少？图5-75 题5-18解：该电路其模为，经D触发器2分频后，电路的分频系数为2001。若CP的信号频率为20kHz，则输出Y的频率等于100Hz。5-19 试分析如图5-76所示由两片4位双向移位寄存器74HC194器件构成的7位串行-并行变换电路的工作过程。图5-76 题5-19解： 电路工作前先清零。第1个CP信号到来后，由于致使，移位寄存器进行并行输入，置入标志数，且使。从第2个CP信号输入开始，移位寄存器进行右移操