数字电子技术第五章习题课课件

《数字电子技术基础》习题课

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教学课件电子与信息工程学院辽宁工1一、本章内容：从触发方式和逻辑功能两个方面对触发器做分类讲解。按触发方式分为：电平触发、脉冲触发和边沿触发的触发器；按逻辑功能不同分为：RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器等。介绍了各种触发器的电路结构和动作特点以及逻辑功能的描述方法。第5章、触发器二、本章要求：1．了解各类触发器的结构、动态特性和相互间的功能转换。2．掌握各类触发器的工作原理，熟悉现态和次态的概念以及异步置位和复位端的使用。3．熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能够熟练画出工作波形。4．重点掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方程、状态转换图、驱动表）。一、本章内容：从触发方式和逻辑功能两个方面对触发器做分类讲解2例1：电路如图（a）所示，画出在给定信号作用下的Q1、Q2对应的电压波形。触发器的初始状态为0。第5章、触发器（a）（b）三、典型例题例1：电路如图（a）所示，画出在给定信号作用下的Q1、Q2对3解：第一个触发器是上升沿触发的T触发器，输入端信号是A和B的同或，即T=A⊙B，若T=0，则Q1保持原态；若T=1，Q1翻转。第二个触发器是上升沿触发的D触发器，输入端信号是A和B的异或，即D=A⊕B，若D=0，则Q2=0；若D=1，Q2=1。输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：第一个触发器是上升沿触发的T触发器，输入端信号是A和B的4第5章、触发器例2：图（a）所示电路，画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例2：图（a）所示电路，画出在同一时钟CP及R5第5章、触发器解：带异步复位功能的触发器，第二个触发器的输入端信号来自第一个触发器的输出信号，先画Q1，再画Q2，注意复位端的信号。输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：带异步复位功能的触发器，第二个触发器的输入6第5章、触发器例3：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。电路及输入波形如图（a）和（b）所示。（a）电路及输入波形（b）第5章、触发器例3：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列7第5章、触发器输出波形解：个触发器是上升沿触发的JK触发器，第二个触发器是上升沿触发的D触发器，注意复位端的信号，输出波形见下图。第5章、触发器输出波形解：个触发器是上升沿触发的JK触发器，8第5章、触发器电路及输入波形（a）（b）例4：电路如图（a）所示，已知CP和A的波形，画出触发器Q0、Q1及输出VO的波形。设触发器的初始状态均为0。第5章、触发器电路及输入波形（a）（b）例4：电路如图（a）9解：两个触发器均为下降沿触发的D触发器，输出Q随D变，输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：两个触发器均为下降沿触发的D触发器，输出Q随D变，输出波10第5章、触发器例5：画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用下触发器输出波形。设触发器初态为零。QCPABCTQ电路及输入波形（a）（b）第5章、触发器例5：画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用11QCPABCTQ输出波形解：该触发器是下降沿触发的JK触发器，触发器的两个输入端J和K连在一起，构成T触发器。与或非门的输出构成T触发器的输入信号，若T=1，Q翻转；若T=0，Q保持。输出波形见下图。第5章、触发器QCPABCTQ输出波形解：该触发器是下降沿触发的JK触发器12例6：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。Q2RRRDCPRDDQ1Q2（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例6：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波13解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿触发的JK触发器。第一个触发器的输出是第二个触发器的输入J，先画出Q1波形，再画Q2波形。注意复位端的信号，低电平有效。输出波形见下图。CPRDDQ1Q2输出波形第5章、触发器解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿14例7：画出在同一时钟及、、J、K、D信号作用下时下列触发器输出Q1和Q2波形（初始状态为0）。（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例7：画出在同一时钟及、、J、K、D信号作15输出波形解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿触发的JK触发器。两个触发器均带有异步置位端和复位端，均为低电平有效。输出波形见下图。第5章、触发器输出波形解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器16四、课后习题图P5.7题5.7若主从结构SR触发器各输入端的电压波形如图P5.7中所给出，试画出Q、端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。第5章、触发器四、课后习题图P5.7题5.7若主从结构SR触发器各17图A5.7第一个CP下降沿：S=1，R=0，触发器输出置1，Q由初态0变1；第二个CP下降沿：S=0，R=1，触发器输出复位，Q由1变0；第三个CP下降沿：S=0，R=0，触发器输出保持原来值，Q仍为0；第四个CP下降沿：S=1，R=1，触发器输出不确定，Q为不定；第五个CP下降沿：S=0，R=1，触发器输出保持原来值，仍为不定。答案见图A5.7。解：根据主从触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号R、S都没有发生变化，所以由CP下降沿的R、S值决定输出状态。第5章、触发器图A5.7第一个CP下降沿：S=1，R=0，触发器输出置1，18题5.11已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CP的电压波形如图P5.11所示，试画出Q、端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。图P5.11第5章、触发器题5.11已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CP的电19第一个CP下降沿：J=1，K=0，触发器输出置1，Q由初态0变1；第二个CP下降沿：J=0，K=1，触发器输出置0，Q由1变0；第三个CP下降沿：J=0，K=0，触发器输出保持原来值，Q仍为0；第四个CP下降沿：J=1，K=1，触发器输出翻转，Q由0变1；第五个CP下降沿：J=0，K=1，触发器输出置0，Q由1变0。答案见图A5.11图A5.11解：根据主从JK触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号J、K都没有发生变化，所以由CP下降沿的JK值决定输出状态。第5章、触发器图A5.11解：根据主从JK触发器的特点可知，在各个CP=120题5.12若主从结构JK触发器CP、、、J、K端的电压波形如图P5.12所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.12第5章、触发器题5.12若主从结构JK触发器CP、、、21解：此图为带异步置位、复位的主从JK触发器，由图可知：异步置位、复位端均为低电平有效，初始为0有效，初始为1，所以触发器输出初始状态为置位状态1。第一个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=0、K=1，输出置0，Q由1变0；第二个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=1、K=0，输出置1，Q由0变1；第三个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=1，则看CP=1期间的K信号，若K有1出现，则CP下降沿时Q翻转为0；第四个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=0，则看CP=1期间的J信号，若J有1出现，则CP下降沿时Q翻转为1；随后出现=0，触发器输出Q由1变0；第五个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=1、K=1，输出翻转，Q由0变1。答案见图A5.12。第5章、触发器解：此图为带异步置位、复位的主从JK触发器，由图可知：第一个22图A5.12第5章、触发器图A5.12第5章、触发器23题5.14己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图P5.14所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.14第5章、触发器题5.14己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图24解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的D触发器，由图可知：异步置位、复位端均为低电平有效，始终接“1”无效，所以输出不会出现异步置位的情况；初始为0,所以触发器输出初始状态为复位状态0。由边沿触发器的特点可知：边沿触发器的输出状态仅取决于边沿时刻瞬间的输入数据，输入端D是D1和D2与的结果，一起决定输出。图中注意复位端值的变化情况。答案见图A5.14。图A5.14第5章、触发器解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的D触发器，由图可知25题5.15已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端的电压波形如图P4.12所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.15第5章、触发器题5.15已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端26异步置位、复位端均为高电平有效，SD始终接“0”无效，所以输出不会出现异步置位的情况；RD初始为1，所以触发器输出初始状态为复位状态0。由边沿触发器的特点可知：边沿触发器的输出状态仅取决于边沿时刻瞬间的输入数据。图中注意RD值的变化情况。

答案见图A5.15。解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的JK触发器，由图可知：图A5.15第5章、触发器异步置位、复位端均为高电平有效，SD始终接“0”27题5.17在图P5.17所示主从结构JK触发器电路中，己知CP和输入信号T的电压波形如图所示，试画出触发器输出端Q和的电压波形，设触发器的起始状态为Q=0。图P5.17解：此图为T触发器，T=1，输出翻转；T=0，输出保持原态。答案见图A5.17。图A5.17第5章、触发器题5.17在图P5.17所示主从结构JK触发器电路中，28题5.18设图P5.18中各触发器的初始状态皆为Q=0，试画出在CP信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。图P5.18第5章、触发器题5.18设图P5.18中各触发器的初始状态皆为Q=029解：根据各触发器动作特点，判断输出随输入变化情况，答案见图A5.18。图A5.18第5章、触发器解：根据各触发器动作特点，判断输出随输入变化情况，答案见图A30题5.19试写出图P5.19（a）中各电路的次态函数（即、、、与现态和输入变量之间的函数式），并画出在图P5.19（b）所给定信号的作用下Q1、Q2、Q3、Q4的电压波形。假定各触发器的初始状态均为Q=0。图P5.19第5章、触发器题5.19试写出图P5.19（a）中各电路的次态函数31解：电路驱动方程为：代入特性方程，得状态方程：根据状态方程画波形，见图A5.19。图A5.19第5章、触发器解：电路驱动方程为：图A5.19第5章、触发器32题5.22图P5.22所示是用CMOS边沿触发器和或非门组成的脉冲分频电路。试画出在一系列CP脉冲作用下，Q1、Q2和Z端对应的输出电压波形。设触发器的初始状态皆为Q=0。图P5.22第5章、触发器题5.22图P5.22所示是用CMOS边沿触发器和或33解：第一个边沿D触发器的输入端信号D来自于第二个边沿D触发器的反相输出端，Q1是第一个D触发器的输出，Q2是第二个D触发器的输出，Z是CP和Q1的或非。答案见图A225.图A5.22第5章、触发器解：第一个边沿D触发器的输入端信号D来自于第二个边沿D触发器34题5.23图P5.23所示是用维持阻塞结构D触发器组成的脉冲分频电路。试画出在一系列CP脉冲作用下输出端Y对应的电压波形。设触发器的初始状态均为Q=0。图P5.23第5章、触发器题5.23图P5.23所示是用维持阻塞结构D触发器组35解：由两个触发器的初始状态为0，可推出Y初始状态为1，然后把Y作为两个边沿触发器的输入D来进行一步步推导，Y的状态始终由两个触发器的输出状态经过或非门决定。两个触发器的CP经过一个反相器相区别，使触发器输出Q1在CP上升沿随输入变化；而触发器输出Q2在CP下降沿随输入变化。答案见图A5.23。图A5.23第5章、触发器解：由两个触发器的初始状态为0，可推出Y初始状态为1，然后把36《数字电子技术基础》习题课

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教学课件电子与信息工程学院辽宁工37一、本章内容：从触发方式和逻辑功能两个方面对触发器做分类讲解。按触发方式分为：电平触发、脉冲触发和边沿触发的触发器；按逻辑功能不同分为：RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器等。介绍了各种触发器的电路结构和动作特点以及逻辑功能的描述方法。第5章、触发器二、本章要求：1．了解各类触发器的结构、动态特性和相互间的功能转换。2．掌握各类触发器的工作原理，熟悉现态和次态的概念以及异步置位和复位端的使用。3．熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能够熟练画出工作波形。4．重点掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方程、状态转换图、驱动表）。一、本章内容：从触发方式和逻辑功能两个方面对触发器做分类讲解38例1：电路如图（a）所示，画出在给定信号作用下的Q1、Q2对应的电压波形。触发器的初始状态为0。第5章、触发器（a）（b）三、典型例题例1：电路如图（a）所示，画出在给定信号作用下的Q1、Q2对39解：第一个触发器是上升沿触发的T触发器，输入端信号是A和B的同或，即T=A⊙B，若T=0，则Q1保持原态；若T=1，Q1翻转。第二个触发器是上升沿触发的D触发器，输入端信号是A和B的异或，即D=A⊕B，若D=0，则Q2=0；若D=1，Q2=1。输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：第一个触发器是上升沿触发的T触发器，输入端信号是A和B的40第5章、触发器例2：图（a）所示电路，画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例2：图（a）所示电路，画出在同一时钟CP及R41第5章、触发器解：带异步复位功能的触发器，第二个触发器的输入端信号来自第一个触发器的输出信号，先画Q1，再画Q2，注意复位端的信号。输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：带异步复位功能的触发器，第二个触发器的输入42第5章、触发器例3：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。电路及输入波形如图（a）和（b）所示。（a）电路及输入波形（b）第5章、触发器例3：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列43第5章、触发器输出波形解：个触发器是上升沿触发的JK触发器，第二个触发器是上升沿触发的D触发器，注意复位端的信号，输出波形见下图。第5章、触发器输出波形解：个触发器是上升沿触发的JK触发器，44第5章、触发器电路及输入波形（a）（b）例4：电路如图（a）所示，已知CP和A的波形，画出触发器Q0、Q1及输出VO的波形。设触发器的初始状态均为0。第5章、触发器电路及输入波形（a）（b）例4：电路如图（a）45解：两个触发器均为下降沿触发的D触发器，输出Q随D变，输出波形见下图。输出波形第5章、触发器解：两个触发器均为下降沿触发的D触发器，输出Q随D变，输出波46第5章、触发器例5：画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用下触发器输出波形。设触发器初态为零。QCPABCTQ电路及输入波形（a）（b）第5章、触发器例5：画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用47QCPABCTQ输出波形解：该触发器是下降沿触发的JK触发器，触发器的两个输入端J和K连在一起，构成T触发器。与或非门的输出构成T触发器的输入信号，若T=1，Q翻转；若T=0，Q保持。输出波形见下图。第5章、触发器QCPABCTQ输出波形解：该触发器是下降沿触发的JK触发器48例6：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。Q2RRRDCPRDDQ1Q2（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例6：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波49解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿触发的JK触发器。第一个触发器的输出是第二个触发器的输入J，先画出Q1波形，再画Q2波形。注意复位端的信号，低电平有效。输出波形见下图。CPRDDQ1Q2输出波形第5章、触发器解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿50例7：画出在同一时钟及、、J、K、D信号作用下时下列触发器输出Q1和Q2波形（初始状态为0）。（a）（b）电路及输入波形第5章、触发器例7：画出在同一时钟及、、J、K、D信号作51输出波形解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿触发的JK触发器。两个触发器均带有异步置位端和复位端，均为低电平有效。输出波形见下图。第5章、触发器输出波形解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器52四、课后习题图P5.7题5.7若主从结构SR触发器各输入端的电压波形如图P5.7中所给出，试画出Q、端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。第5章、触发器四、课后习题图P5.7题5.7若主从结构SR触发器各53图A5.7第一个CP下降沿：S=1，R=0，触发器输出置1，Q由初态0变1；第二个CP下降沿：S=0，R=1，触发器输出复位，Q由1变0；第三个CP下降沿：S=0，R=0，触发器输出保持原来值，Q仍为0；第四个CP下降沿：S=1，R=1，触发器输出不确定，Q为不定；第五个CP下降沿：S=0，R=1，触发器输出保持原来值，仍为不定。答案见图A5.7。解：根据主从触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号R、S都没有发生变化，所以由CP下降沿的R、S值决定输出状态。第5章、触发器图A5.7第一个CP下降沿：S=1，R=0，触发器输出置1，54题5.11已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CP的电压波形如图P5.11所示，试画出Q、端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。图P5.11第5章、触发器题5.11已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CP的电55第一个CP下降沿：J=1，K=0，触发器输出置1，Q由初态0变1；第二个CP下降沿：J=0，K=1，触发器输出置0，Q由1变0；第三个CP下降沿：J=0，K=0，触发器输出保持原来值，Q仍为0；第四个CP下降沿：J=1，K=1，触发器输出翻转，Q由0变1；第五个CP下降沿：J=0，K=1，触发器输出置0，Q由1变0。答案见图A5.11图A5.11解：根据主从JK触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号J、K都没有发生变化，所以由CP下降沿的JK值决定输出状态。第5章、触发器图A5.11解：根据主从JK触发器的特点可知，在各个CP=156题5.12若主从结构JK触发器CP、、、J、K端的电压波形如图P5.12所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.12第5章、触发器题5.12若主从结构JK触发器CP、、、57解：此图为带异步置位、复位的主从JK触发器，由图可知：异步置位、复位端均为低电平有效，初始为0有效，初始为1，所以触发器输出初始状态为置位状态1。第一个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=0、K=1，输出置0，Q由1变0；第二个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=1、K=0，输出置1，Q由0变1；第三个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=1，则看CP=1期间的K信号，若K有1出现，则CP下降沿时Q翻转为0；第四个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=0，则看CP=1期间的J信号，若J有1出现，则CP下降沿时Q翻转为1；随后出现=0，触发器输出Q由1变0；第五个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决定输出，J=1、K=1，输出翻转，Q由0变1。答案见图A5.12。第5章、触发器解：此图为带异步置位、复位的主从JK触发器，由图可知：第一个58图A5.12第5章、触发器图A5.12第5章、触发器59题5.14己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图P5.14所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.14第5章、触发器题5.14己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图60解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的D触发器，由图可知：异步置位、复位端均为低电平有效，始终接“1”无效，所以输出不会出现异步置位的情况；初始为0,所以触发器输出初始状态为复位状态0。由边沿触发器的特点可知：边沿触发器的输出状态仅取决于边沿时刻瞬间的输入数据，输入端D是D1和D2与的结果，一起决定输出。图中注意复位端值的变化情况。答案见图A5.14。图A5.14第5章、触发器解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的D触发器，由图可知61题5.15已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端的电压波形如图P4.12所示，试画出Q、端对应的电压波形。图P5.15第5章、触发器题5.15已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端62异步置位、复位端均为高电平有效，SD始终接“0”无效，所以输出不会出现异步置位的情况；RD初始为1，所以触发器输出初始状态为复位状态0。由边沿触发器的特点可知：边沿触发器的输出状态仅取决于边沿时刻瞬间的输入数据。图中注意RD值的变化情况。

答案见图A5.15。解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的JK触发器，由图可知：图A5.15第5章、触发器异步置位、复位端均为高电平有效，SD始终接“0”63题5.17在图P5.17所示主从结构JK触发器电路中，己知CP和输入信号T的电压波形如图所示，试画出触发器输出端Q和的电压波形，设触发器的起始状态为Q=0。图P5.17解：此图为T触发器，T=1，输出翻转；T=0，输出保持原态。答案见图A