锁存器与触发器习题与参考答案

1、第5章锁存器与触发器习题与参考答案题5-1画出图题5-1所示的SR锁存器输出端 Q Q端的波形，输入端形如图所示。（设Q初始状态为0）S_一. R L二图题5-1解:SRQ ' 口 I 脱qLTI>题 5-2画出图题5-2所示的SR锁存器输出端 。Q端的波形，输入端S与R的波形如图所示。（设Q初始状态为0）.S I I I I.RI I图题5-2解:SRQQ_rurm_nrL nn n_ILOW输入端S、题5-3画出图题5-3所示的电平触发 SR触发器车出端 Q Q端的波形,R与CLK的波形如图所示。（设Q初始状态为0）CLK _|"s ，r I n D图题5-3解:题

2、5-4画出图题5-4所示的电平触发 D触发器输出Q端的波形，输入端D与CLK的 波形如图所示。（设Q初始状态为0）CLK |D D - Q.D j I n nCLK-ci |图题5-4解:题5-5画出图题5-5所示的边沿触发 D触发器输出端 Q端的波形，输入端D与CLK 的波形如图所示。（设Q初始状态为0）解:CLK_n.D JI I |(1)图题5-5CLKDQCLK二_一一一一亡.DQ题5-6画出图题5-6所示的边沿D触发器输出Q端的波形，CLK的波形如图所示。 （设Q初始状态为0）图题5-8clk xiJi/i_rLri_rL_rL.图题5-6解:clk JlXlJLTLTLTLrLQ1

3、.Q2 ji iljI r-Q3题5-7试画出图题5-7所示电路输出端Q、Q端的波形，CLK的波形如图所示。（设Q初始状态为0）clk-TLrLrLrLrLrLn图题5-7解:clk _LnnnQ0 |Q1题5-8画出图题5-8所示的JK触发器输出Q端的波形，输入端J、K与CLK的波形 如图所示。（设Q初始状态为0）CLK| |J I I . .KCLK | |IJ .解:KQ题5-9画出图题5-9所示的正边沿触发 JK触发器输出CLK的波形如图所示。（设Q初始状态为0）Q端的波形，输入端J、K与解:clkSET.SET.RESET图题5-9JCLK- KSjC11 KRESETQ端的波形，C

4、LK的波形如图所示。题5-10画出图题5-10所示的JK触发器输出端 （设Q初始状态为0）clk JUUUWLTL图题5-10解:cLKjuuumnrL.Q1Q2 I I I I I I IQ3Q4IIIIIIIQ5Q6IIIIIII.题5-11画出图题5-11所示的脉冲JK触发器输出Q端的波形，输入端 J、K与CLK 的波形如图所示。（设Q初始状态为0）CLK| |J |.K图题5-11解:题5-12试画出图题5-12所示电路输出端 Q、Q端的波形，CLK的波形如图所示。（设Q初始状态为0）VccQiclk JuirLrLri_rL_rL.图题5-12解:题5-13试画出图题示。（设Q初始状

5、态为0）CLK 丁丁匚二口二qo_Qi5-13所示T触发器输出Q端的波形，输入端 CLK的波形如图所图题5-14CLK JHJl/ULTLrLrL.图题5-13.CLK _1口_廿_1.Q1_pQ2题5-14试画出图题5-14所示各触发器输出 Q端的波形，CLK、A和B的波形如图所示。 （设Q初始状态为0）CLKABclkJWLTWWWLaII解：XQ1: J A A AQ A (1 Q) AK B B BQ1 B (1 Q1) B对于Q2： DAB对于Q3： TABCLK nj_iw wA (J)B (K).Q1 I I .Q2Q3题5-15试画出图题5-15所示各触发器输出 Q端的波形，C

6、LK的波形如图所示。(设Q初始状态为0).CLKCLK图题5-15解：CLKQ CLK QCLK.CLKQ题5-16试画出图题Q初始状态为0)5-16所示触发器输出 Q端的波形，CLK的波形如图所示。(设图题5-16解:CLK UUu A JUL Q题5-17试画出图题5-17所示电路中触发器输出 Q、Q端的波形, 图所示。（设Q初始状态为0）CLK的波形如解：JiKi Q2J2K2Q1CLK J!XLTIJ-LrLrL_rL .图题5-17n 1 c kT cQ1 Q2Q1Q2 Q1_ n 1 一一Q2 Q1 Q2Q1 Q2clk _rLrLrLn_rLn_nQ1 Q2 1 题5-18试画出

7、图题5-18所示电路中触发器输出Q、Q端的波形,所示。（设Q初始状态为0）CLK的波形如图clk _r_Ln_r"L_r'Lr_Ln_r'L . .图题5-18解：n 1 _D1 Q1Q1n ' D1n1 T-_T_J2 1 K2 Q1Q2 Q2Q1 Q2Q2Q1CLK JLTiJTriJTn_rLQ1.Q2j-LnurT题5-19试画出图题5-19所示电路中触发器输出 Q、Q端的波形，输入端CLK的波 形如图所示。（设Q初始状态为0）clk JHJTirrLTLrLrL.图题5-19解：Ji Ki 1Qin 1 Q1n 1J2 K2 Q1Q2Q1Q2 Q1Q

8、2.CLK jnji/i_rLri_rL_rL.Q1 -HLHUHLTQ2题5-20试画出图题5-20所示电路中触发器输出Q、Q端的波形，CLK的波形如图所示。（设Q初始状态为0）CLK _rTJxrL_rLri_rL_rL.图题5-20解：Q1n 1 D1 Q2Qn 1 D2 Q1 .CLK _j-Lr_LrLrLrLrL_ri.Q1 I I I.Q2 _l III_题5-21试将D触发器转换成JK触发器。JQ KQCPCP题5-22试将JK触发器转换成D触发器。-n 1Q JQ KQQn 1 D D (Q Q) DQ DQ两式对比有：J D, K D- Q.口 .第6章习题与参考答案题6-

9、1用文字描述图题 6-1所示的状态图，并说明是何种类型状态机。图题6-1解：状态A:如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态B,输出0状态B:如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态C,输出0状态C:如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态D,输出0状态D:如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态D,输出1 该状态为梅里状态机。题6-2试写出图题6-2所示状态图的状态表。(1)解：（1）输入现态/输出次态S=0S0/SZ=0S1S=1S1/ SZ=0S2S2 /SZ=1S0(2)题 6-3解：试画出图题6-3所示的状态表的

10、状态图。S1S0S0S00S1S2S1S10S2S2S3S21S3S3S3S00S0S1S2S300 01 1110 YAD/1B/0BD/1C/0CD/1A/0DB/1C/0X_01Qn+/Z输入/输出现态次态S=1 /M=0S0S1S=0/M=0S1S2S=1/M=0S2S3S=0/M=1S3S0图题6-3AB=00 11、10AB=01 00、10AB=00AB=01AB=01 11、10S0Y=0S1Y=0S2Y=1AB=11S3Y=0AB=01 11、00X=/Z=0X=/Z=0DX=0/Z=1并按ACLK题6-4试写出图题6-4所示电路的驱动方程、状态方程、输出方程与状态图,照所给

11、波形画出输出端 Y的波形。A I II . 图题6-4解：左图：驱动方程：D A状态方程：Qn 1 A输出方程：Y1 A QCLKA. .Qu u.右图：驱动方程：J A K A状态方程：Qn 1 Aq AQ A 输出方程：Y2由于状态方程=输出方程与左图一样，因此具有与左图相同的状态表、状态图与时序图。题6-5分析图题6-5所示的电路。写出驱动方程、状态方程、输出方程，画出状态 表和状态图，并说明是何种状态机。FF0驱动方程:A Qi状态方程:Qon 1(AQi)Qo (AQi) QoA Qi QoFF1驱动方程:1状态方程:Q1n 1Qi输出方程：Y状态表如下：QoQA状态机如下:图题6-

12、6可以看出是摩尔状态机。题6-6分析图题6-6所本的电路。写出驱动方程、状态方程、输出方程，回出状态表和 状态图，并说明是何种状态机。Y.解:驱动方程：Do A状态方程：Qon 1 ADiQo状态方程：Q1n 1 Qo输出方程：Y Q0Q1 Q0 Q1该状态机是摩尔状态机。题6-7分析图题6-7所示的电路。写出驱动方程、状态方程、输出方程，画出状态 表和状态图，并说明是何种状态机。Y图题6-7解：FF0驱动方程：J X K X状态方程：Qon 1 XQ0 XQ0 XFF1驱动方程：J X QoK X状态方程： Q1n 1 XQ0Q1 XQ1 X (Qo Q1)输出方程：Y XQ1该状态为梅里状

13、态机。 状态表与状态图如下:.Q Q 0001/000/001 /000/01 1 /000/1 .11/000/11 1/01011110T1Q o+1 丫1/00/01/0110/00/10/11/010X/Y题6-8题6-14的分析方法与上述题目的分析方法相同，这里留给读者。题6-15图题6-15所示的是5位右移寄存器与输入信号DATA时钟CLK的波形图,若寄存器初始状态为 00000,试画出寄存器输出QQ的波形图。CLIK _匚_一.DATA 110CLK DATA 5位右移寄存器*高位移位输出解:图题6-15.DATA 11Q0.Q1Q2Q3Q4 5.rL00题6-16 图题6-16

14、所示的是CLK的波形图，若寄存器初始状态为8位右移寄存器74HC164符号、输入信号DATA时钟00000000,试画出寄存器输出 QQA的波形图。解:0CLKDATA图题6-16QACLRQbaCLKQCQDAQEBQFQG QF348 q5161 0J 21 11 21 3+5VCLKDATA74HC164题6-17图题6-17所示的是8位右移寄存器74HC164与共阳数码管的连接图，其输00000000 ,试画出 74HC164输出入信号DATA时钟CLK的波形图，若寄存器初始状态为图题6-17QQ的波形图，并说明数码管显示的数字是多少12345678clk nr r.DATA解：显示数

15、字112345678CLK 1 7_丁 工-DATA 1QAQBQCQDQEQFQGQH题6-18图题6-18所示的是并入串出 8位右移寄存器74HC165的连接图，以及输入 信号CLKINH移位/置数彳t号SH/LD与时钟CLK的波形图，若74HC165并入数据为，试画 出74HC165输出Y的波形图。SH/LDCLKINHCLK1234567891011CLK .11, . 11 'I 'ICLKINHSH/LD-0 1 01 0 0111SH/LD,CLK INH,CLK,SER,AQh,B-Qh,C,D,E，F G.H74LS1 651 01 11 21 31 4一34

16、9YO.11 52图题6-18解:9101112345678题 6-19试用上升沿 D触发器构成异步 3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图，以及计数器输入时钟 CLK与D触发器输出端 QQ的波形图。CPQ0 0Q1 01111Q2 0题6-20同题6-19 ,将所设计计数器改为减法计数器。Q2Q0Q1CP 0 1 2 3 4 5 6 7Q0 0Q1Q21111CP题6-21试用上升沿JK触发器构成异步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路 图，以及计数器输入时钟CLK与JK触发器输出端QQ的波形图。1CPFL臼n_mmQ0 01010101 10Q1 001100110Q2 0000111

17、10题6-22同题6-21 ,将所设计计数器改为减法计数器。01 101101010011001100011110000Q2Q0Q1题6-23试用上升沿JK触发器构成同步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图。解:JnKnQn 1 Qn 2Q2 Qi Q0题6-24图题6-24所示为异步4位二进制加法计数器 74LS293组成的计数器电路,试说明该计数电路是多少进制计数器，并说明复位信号RESET勺有效电平，图题6-24解：RESET!效电平为低电平。该计数器是13进制计数器。74LS163题6-25图题6-25所示为具有同步清除功能的同步四位二进制加法计数器 组成的计数器电路，试说明该计数

18、电路是多少进制。图题6-25解：该电路是异步清零6进制计数器。题6-26图题6-26所示为具有异步清除功能的同步四位二进制加法计数器74LS161 组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。19107_2CLK _CLRLOADENTENPCLKABCDRCOQ A Q B QC Q D1 41 31 21 1&7 4LS1 61图题6-26解：异步清零5进制计数器。题6-27图题6-27所示为具有同步预置功能的同步四位二进制加法计数器74LS161组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。图题6-27解：该电路是同步置数6进制计数器。题6-28图题6-28所示为具有同步预置功能的

19、同步四位二进制加法计数器74LS161组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。内65。r brK N M L Eb匚AH 匚Ij14时准备好置数条件，再加一个图题6-28解：该计数器是同步置数12进制。置入数为计数脉冲，置入数 3。题6-29试判断图题6-29所示为电路为多少进制计数器，是同步电路还是异步电路。图题6-29解：上图：同步级连下图：异步级连100进制计数器。100进制计数器。题6-30试画出图题6-30所示电路的状态图，并画出时钟CLK作用下的Y端波形。74361图题6-30解：状态顺序为：6、7、8、E、F、0、6、7、8、E、F写成二进制为：0000 0110 0111

20、1000 1110 1111 0000,因此 Y (D)端的波形如下。卜图中a.是计数器输出。题6-31试分析图题6-31所示电路的功能。图题6-31解：该电路具有移位寄存器功能。（图中a1a4是计数器输出）【题6-32】试用74LS161采用反馈置数法组成十一进制计数器解：当计数到10时，再来计数脉冲上升沿，置数 0。【题6-33】 试用74LS160采用反馈清零法组成七进制计数器。解：当计数到7时，产生异步清零，因此数字7只出现一瞬间。1CLK【题6-34】 试用2片74LS161采用整体反馈?t零法组成128进制计数器解：采用同步连接方式，当计数到 16*8=128时，产生反馈清零动作。

21、11 CLRLOADRCO,ENT,ENPQai CLKQb,AQc,BQd,C,D1 519 ;10 口1 4CLK t72-1 3 -1-2341 14-5-"6-7 4LS16 111 9CLR LOADRCOENT ENPQaCLKQbAQCbQdcD1 5-1111 0 QL341 41 3-r2二仆51 67 4LS16 1CLK74LS161【题6-35】 试用2片74LS161采用整体反馈置数法组成128进制计数器。解：当计数到高位为 7时，准备置数动作，当低位进位RCO 1时，高位时钟的上升沿到达后，高位置数 0,而低位从F返回0。1_1CLR9qLOADRCO1

22、51 0 ENT1 4/qaENP-121TCLK2rCLKqbi34 "5ABQcQDdC6dD74LS1616345CLRLOADRCO,ENT,ENPQa,CLKQB,AQc,BQD,C,D74LS1611 5【题6-36】 试用2片74LS160组成六十进制计数器。解：该计数器计数到 59时，再来一个计数脉冲上升沿，则低位返回零，高位置数0。9 : Ji；i10a7123456CLKCLRLOADRCO,ENT,ENPQa,CLKQ B- AQC- BQ D,C- D151174LS160CLRLOADRCO,ENT,ENPQA,CLKQB,AQC BQD，CD74LS160

23、3'二19101514TT1 12。1,高位置0。【题6-37】 试用2片74LS161组成十二进制计数器，要求计数值为解：当计数到12时，再来一个计数脉冲上升沿，计数器低位置9 9510 J-«7CLRLOADRCOENT ENPQa CLKQB AQCBQD C D1 41 31 2117234CLRLOADRCOENTENPQACLKQEAQCBQdCD1514131211.74LS161题6-38* 试用D|解：第1步，画状态迎发器构成 表。QQQ3位格雷码计数器。、Q Q0Q2 00011110000010010110101100010110101101111011

24、00000100101111Q2+Q e n+1 . .、Q Q.Q2 00011110010000匕.J4第2步画出驱动表第3步写出驱动方巷I ( D触发者Q2+1号的状态方程就是驱动方程)-n 1Q2D2Q2Q0Q1Q003000Qo0100011110Q1+1 .丁0000J01Q200011110Q0+1 .第4步画逻辑图n 1QiDiQ2Q0Qi QoQ0 1Do区可 Q2Q1第5步在MAXplusII软件或 QUARTUSI软件的仿真结果。题6-39*用D触发器构成5进制计数器。该例可用题6-38所用的步骤做。题6-40试用4个D触发器组成自启动 4进制环行计数器。 解：分析题意，

25、得到状态表如下：QQQQD0D0改为说明000100001000010000100011000001可进入0001001100可进入1001-0001010100可进入1010、0100011000可进入1001, 0010011100可进入0100110可进入0010101010可进入0100101110可进入0110010可进入1000110110可进入1010-0100111010可进入1100-1000111110可进入0可知驱动函数D0如下:Do Q3Q2Q1Q0 Q3Q2Q1Q0电路图如下;采用MAXplusII软件仿真结果如下:题6-41试用4个D触发器组成自启动 6进制扭环行计

26、数器。 可以按照题6-40的步骤解题6-41。题6-42用JK触发器构成5进制计数器。该例可用题6-38所用的步骤做。题6-43试用74LS160组成30进制计数、译码、显示电路，要求采用共阳数码管。解：直接设计，如下图所示:SM0+5V传感器传感器U0+5V清零二 |a bcdef g h1 4 -5-4F1 5CLRJ UP% DOWNLOADA74LS19 2COBOQAQBQCQD326,4_江复1 2-BI/RBORBILTA B742 47Rx 7e8f ga bc d,13 +5Va bcdef ghU191 11 517"qCLR-+UP >DOWNCOBOLO

27、ADABCDQA QB QC QD3267¥7_1 ,61BI/RBORBILTA B C D1312 行1091514Rx 77742 4774LS19 2题6-44 一个地下车库可以停放99辆车，在入口处和出口处分别安装有车辆传感器用于检测车辆的进入和驶出，试设计一个车库车数量显示装置，该装置可以显示车库内停 放车的数量。（当检测到车辆时， 传感器输出幅值为+5V的脉冲信号）。（建议采用同步十进 制双时钟加减计数器 74LS192或是可预置数同步 4位加减十进制计数器 74LS190） 解：直接设计，如下图所示。+5V.丁 c38题6-45如图图题6-45所示，车辆速度检测装置有

28、两个分离距离为10m的车辆传感器，当车辆经过第1个传感器时，该传感器输出高电平脉冲，这时计数器开始计数；当车 辆经过第2个传感器时，该传感器输出高电平脉冲，计数器停止计数；若是计数时钟周期 T为，则计数器计数个数 N乘以时钟周期就是时间，由于两传感器之间距离已知，则车速 V=10m/ (N*T)。试设计该装置，要求用数码管显示计数器计数值。(可参考图题6-45)r-0 I s隰*装置CLK(O.l 5)(b)图题6-45解：由题意得到状态图：由状态图得到状态表与次态卡诺图如下：1S200011110CLRJSREG§S2 rX00_011110CLRJSREGABBAA000xx 1

29、 xxu0001010000000BCBBC1100111010111110CAAAA1011100000000101DAAAA0001000000000000Qn+Q n+1 .cT1cT由次态卡诺图得到如下状态方程与输出方程:Qin 1Q1Q0S2Q011Q1S1'Q1Q0CLRQ1Q0Q1Q0Q0JS Q1Q0REG Q1Q0采用MAXplusII仿真电路与结果如下:HHBPH1rlMM*S2 CLK W0|1.D| REC JS -kt CLRHD000百,Elu3100l|315 口2加口gin若口 530Qus 35feiu'、arLrLrLnjLrLnnnrLryuvLrLrLru3 而！ 口图题6-46最后电路如下:传感器S2卜卜|传感器S1 |_仆,+5V1FF0&1 D23：1FF1feftD1 D109叫&| REG19910CLR LOADENT ENPCLK A，4LS1 60CLR LOADENT