数字电子技术习题

选通输入端亘：只有在面=074X148

时，编码器才处于工作状态；而在

-^-0EI

委=1时，编码器处于禁止状态，-^-06

17A20

7

所有输出端均被封锁为高电平。-^-016Alo

9

15AOo

—上io

选通输出端建和扩展输出端14

14

13GS0

EO：为扩展由码器功能而设置。12八

----(J12EO015

当本=0,且面=0时，表示“电路工11

^-0II

作，且有编码输入”；当丽=0,且10

乔0时，表示“电路工作，但无编

码输入”。

例：试用一个双4选1数据选择器74LS153实现逻辑函数:

Z=AB+BC+CA

解：令小=4,4o=2

4A

。+

Z=AB+BC+CA=%4o+NoC/1BAOd.

=A\Ao+A\AC+^AC+A1A0C+A\AOCYZ

OQODsI

='AIAO'Q+AIAOC+AIAOC+44)(1+C)!

P2吴

c1-

=AiAo'°+AIAOC+4140c+4/o」PS_3

Do=0；Z)i=C；Di~CZ)s=1

余3码Y3Y2YiYO

IIII

S3S2Sjso

—CO74LS283CI-~~।

A3A2A]AoB3B2B]BO

8421BCD码

DCBA

注意CI与co

A扇出系数

逻辑门所能够驱动同类门（输入端）的个数。

10Hg@Ne)

1如皿仲成）

I（load）Im(load)

•:•总的扇出系数是高、低电平状态下扇出系数中较小

的一个。

7V°=min(NOL,NOH)

。保证输出不高于Eox皿无的低电平最大灌电流。

<•保证输出不低于％H30的高电平最大拉电流。

(3)应用举例

①CMOS模拟开关：实现单刀双掷开关的功能。

>C=0时，TG］导通、TG2截止，NQ=〃II；

》C=1时，TG］截止、TG2导通，〃Q=〃i2。

②CMOS三态门

当EN=0时，TG导通，F=A；

当乐=1时，TG截止，F为高阻输出。

注意：

(1)所有与CMOS电路直接接触的工

具、仪表等必须可靠接地。

(2)存储和运输CMOS电路，最

好采用金属屏蔽层做包装材料。

＞多余或暂时不用的输入端的处理

(1)多余或暂时不用的输入端的不能悬空；

(2)与其它输入端并联使用。

(3)将不用的输入端按照电路功能要求

接电源或接地。比如将与门、与非门的

多余输入端接电源，将或门、或非门的

多余输入端接地。一般，接电源时需接

上拉电阻；接地时需接下拉电阻。典型

值l-10ko

注意

＞电路设计与安装应尽量消除噪声，保证电路稳定工作。

(1)在每一块插板的电源线上，并接几十〃F的低频去

耦电容和0.01Y).047"F的高频去耦电容，以防止TTL电路

的动态尖峰电流产生的干扰。

(2)整机装置应有良好的接地系统。

(1)关门电阻RQFF——在保证门电路输出为额定高电

平的条件下，所允许Ri的最大值称为关门电阻。典型的

TTL门电路飞股q0.7kQ。

(2)开门电阻在保证门电路输出为额定低电平

的条件下，所允许Ri的最小值称为开门电阻。典型的TTL

门电路2kQo

数字电路中要求输入负载电阻Ri2RQ、或RiWR^F，

否则输入信号将不在高低电平范围内。

振荡电路则令ROFFW&W%、使电路处于转折区。

>TTL集成电路多余或暂时不用的输入端的处理

(1)多余或暂时不用的输入端的一般不悬空，但可

以悬空；悬空时相当于接高电平。

(2)与其它输入端并联使用。

(3)将不用的输入端按照电路功能要求接电源或接

地。一般，接电源时需接上拉电阻；接地时需接下拉电

阻。典型值

3.2.4集电极开路门和三态门

①输出端不能直接和地线或电源线（+5V）相连。因为当

输出端与地短路时，会造成V3、V4管的电流过大而损坏；当

输出端与+5V电源线短接时，V5管会因电流过大而损坏。M

②两个TTL门的输出端不能直接并接在一起。因为当两

个门并接时，若一个门输出为高电平，另一个门输出低电

平，就会有一个很大的电流从截止门的管流到导通门的V5

管（见图3-12）。这个电流不仅会使导通门的输出低电平抬

高，而且会使它因功耗过大而损坏。珊慕

集电极开路门和三态门是允许输出端直接并联在一起的

两种TTL门，并且用它们还可以构成线与逻辑及线或逻辑。

故0C门只适用于速度不高的场合。

三态门的主要用途是可以实现在同一个

公用通道上轮流传送〃个不同的信息

从另一个角度理解其）和CS的作用。当

Eo=O,CS=1时，表示该电路允许编码,

但无码可编；当&）=1,cs=o时，表示该

电路允许编码，并且正在编码；当

EQ=CS=1时，表示该电路禁止编码，即

无法编码

注意：

5.74290芯片结构与功能表如图5-10和表5-4所示。试用74290

构成模M=48计数器。

图5-11

CLK---

讦数输入

,口P

图P6,13

解；图P6.13电路是采用同步置数法用74160接成的可变进制计数器,在M

=1的状态下，当电路进入QW&Qo=1001（心以后，=下一个CLK到达

时将m必。。。=01%（四）置人电路中，使GOzOiQ=01。刀再从继镇作加

法计数。因此，电路在0100到1001这六个状态间循环，构成六进制计数器;同

理，在M=0的情况下，电路计到MKH后置入M1Q（二），故形成八进制计数器：

*-«-，！■4-•••・uujinYUI，7J3LZ、v's\—/，4小，、y||»?»|XAT4KO

【题6.14】试用4位同步二进制计数器74LS161接成十二进制计数器.标

出箍入、检出端。可以附加必要的门电路,74LS161的功能表见表6.3.4°

解：此题有多肿可力的方案c例如可采用同步置数法，在电路计成

=1。11（十一）后译出功'=0信号,并在下一个QK信号到达时置入

OMO就得到了十_进制计数器C电路接法见图A6.14。

rrm

EP55叫6

丁c

ET74LSI611,D

CLK-------->CLKR”>—1

il数输入Qo

_=心工7班位输山

图X614

【题6.15】组P6.15电路是可变进制计数器，试分析当控制变量4为1

和0时电路各为儿进制计数器。7415161的功能表见表6.3.4。

解；这是用同步置效法接成的可控进制计数器，在.4=1的情况下，计数器

计为Q'QiQ'Q。=1011（十一）后给出L"=0信号,下一个皿脉冲到来时计数

器被置成。,04,Q°=000。状态，所以是十二进制计数器。在.4=0的情配下.

计数器计为1001时给出LZT=。信号•，下一个C/K脉冲到来时计数器被置零，

所以是卜进制计数器。

【题6.16】设计一个可控进制的计数器，当输入控制变量.M=0时工作在

五进制,M=1时工作在十五进制。请标出计数输入瑚和进位输出端。

注意:

【题6.17】分析图P6.17给出的计数器电路，画出电路的状态转换图，说

明这是几进制计数器。74LS290的电路见图6.3.31。

逝位喻出

图P6.17

解：图p6.17电路是采用异步置数法接成的七进制计数器"每当计数器

计成Q«”a=0110（六）时，立即产生,'置9”信号，使S”=5“=1,将电路置成

0,。2。,。《=1001,于是电路便在9-0-I……5-9这七个状态间循环，形成七

进制讦数器00110是过渡状态，不包括在稳定状态循环之内.此外，GQWiQ。

的OllO,lHUJUO和1111这4个状态是过渡状态°状态转换图如图A6.17。

注意

«»VI■>••I・

106川甑稠P4.18计毓蛹麟黜伊g0X鹏用2

口74⑶61的施翅表6,34

J

图P6.J8

两片74LS161之间采用了中行连接方式，构成7x9=63进制计数器.故Y

与CLK的屐率之比为1：630

2、按输出信号特点分：米利型（Mealy）和穆尔型（Moore）

米利型（Mealy）：输出与存储电路和输入信号有关

穆尔型（Moore）：输出仅取决于存储电路的状态

注意：

【题6.19］图P6.L9电路是由两片同步j迸制计数器74160组成的计数

器，试分析这是多少避制的计数器.两片之间是几迸制。7416。的功傕表与表

6.3.4相同°

解：第3）片7416Q工作在十进制计数状态。第（2）片74160采用胃数法接

成三进制计数器c两片之间是十进制〃

若起始状态第（1）片和第｛2）片74160的。、内a00分别为0001和0111.则

输入19个CLK侑号以后第（1）片变为0000状态，第（2）片接收/两个进位信号

以后变为1001状态,弁使第（2）片的切，=0,第2。个CLK信号到达以后,第

（1）片计成UWH,第（2）片被置为01H,于是返回到了起始状态，所以这是二十

一F

处位输由

图P6.2

［题6.2。［分析图P6.20给出的电路,说明这是多少近制的计数器，两片

之间是多少进制，74LS161的功能表处表63.4.

图P6.20

解：这是采用整体置数法接成的订数器。

在出现〃。'=0信号以前，两片74LSI61均按卜六进制计数。即第口）片到

第（2）片为卜六进制。当第（1）片计为2.第（2）片计为5时产生W=0信号，

待下一个C1X信号到达后两片74LS161同时被置本，总的进制为

5x16+2+I=83

故为八十三进制计数甥”

第一个筷子表示十六进制数的个位数，第二个表示十位数，即16*5+2=82,带下一个脉冲到

来时置0,故有82+1=83

注意置数端连在一起：

【题6.22）用同步十进制计数器芯片74160设计一个三ff六卜五进制的

注数器。要求各位间为十进制关系，：允许雨加必要的门电路：74160的功能表

与表6.3.4相同.、

解；因为要求各位之间足十进制关系，所以需令每一位的74160接成十进

制计数状态，并以低位的进位输出作高位的EP和ET的控制侪号（或进位脉

冲）.接成；位十进制计数器，然后用整体为数（或皙等）法再改接成二百六十

九进制计数器,

图A&22是采用同步置数法的接级图。当计数器计成3a状态时译出，==0信

号,下一个CX脉冲到来时楮计数器置为全零状态,从而得列三百六十五进制计数器：

个位十住

y班怆

渝出

图A6.22

【题6.23】设计一个数字钟电路.要求能用七段数码曾显示从0时0分。

秒到23时59分59秒之间的任一时刻。

保

判的直

裁己一

制自能

个动号

两按信

并

和,的

员格1

判合=

裁Z

作个

主动

个举这

一试求

在定要，

。

认且

路上

而,

电以。

辑人1止

」为

H逻两=

Q的2钮

判号按

2棘内

画在信除

举员出清

个判输动

一裁的按

计主功员

设含成人

(9手16亨1包举作

<・二&QUgYME.

Qua<5豆kjaI］

4有试T

-须示到

5

必，表直，

例，

uobogrj【中时去

25-3s

当钮下

意员按持

注

Li

主

判

懒

裁

副

判

懒判

?副?

工作人员

AB

问题

【题5.9］若主从结构SR触发器的CLK、S、R、R；,各输入端的电压场亚如二

图P5.9所示,S；=l,试画出0、Q'端对应的电压波形。

Vcc

S，l_

部1—

IS

CLK-%n

R

以一

【题5.20】在图P5.2O电路中已知输入信号叫的电压波形如图所示，试画

出与之对应的输出电压气的波形。触发器为维持阻塞结构，初始状态为Q=0。

（提示：应考虑触发器和异或门的传输延迟时间.）

【题5.21】在图P5.21所示的主从JK触发器电路中，。K和3的电压波

形如图中所示，试画出。端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。

解：在。K=1期间主从JK触发器的主触发器接收输入信号。若此喇出,

现力=1的信号，则主触发器被置1,在CLK变为低电平后，从触发器随之被置

I,使输出为Q=lc而当CLK回到高电平以后与非门的输出变为低电平，于是

又通过异步置。端R将触发器置0。这样我们就得到了图A5.21的波形图。

利用这个电路可以监视在CAK=1期间A端是否有高电平信号输入。如果

4端有高电平输入信号，则Q端给出一个正脉冲；如果4端没有输入信号，则Q

端始终为机

圆5.”］设计一个序列信号姓器电流贬在一系列C1埔号作用下能周酬战嵋出“0010110111”的序列值号。

»］可以用十进制计数器和8部数据选择器组搬个序歹幅号发生器电%若将十进制计数器川60的输出状态。3。@/作为8出勰选择器踊认，则可第擞据选■的

制药龄入。必。2之间关系的真值表。

o

30。|%Z

00000

00010

00101

00110

01001

01011

01100

01111若取用8选瞰获选择器74LS251(见黜5*(a)),则它的输出邃箱式曲为

10001

=%0乱)+。仅44)+4(45)W(444)

10011Y

+。式444)+。5(444)+。$(444)+。：('144)

由真值耦恸游i式,并化成与上助应娜式,则得到

Z=0@破))+2@3。)+0©2山)+0@00)

［题5.11］试分析图P5.ll的计数器在M=1和M=O时各为几进制。74160的功能表见

表534。。

答案：

M=1时为六进制计数器，M=0时为八进制计数器。

问题：

［题5.16］图P5.16电路是由两片同步十进制计数器74160组成的计数器，试分析这是多

少进制的计数器，两片之间是几进制。74160的功能表见表534。

图P5.16

答案：

第（1）片74160接成十进制计数器，第（1）片74160接成三进制计数器。第（1）片到第

（2）片之间为十进制，两片串接组成三十进制计数器

注意：

［题5.29］设计一个自动售票机的逻辑电路。每次只允许投入一枚五角或一元硬币（11

是无效状态），累计投入两元硬贝给出一张邮票。如果投入一元五角硬币以后再投入一元硬

币，则给出邮票的同时还应找回五角钱。要求设计的电路能自启动。

答案：

以A=1表示投入1元硬币的信号、未投入时A=0；以B=1表示投入5角硬币的信号，

未投入时B=0；以X=1表示给出邮票，未给时X=0；以Y=1表示找钱，Y=0表示不找钱。

若未投币前状态为So,投入5角后为，，投入1元后为S2,投入1.5元后为S3,则进入

S3状态再投入5角硬币（B=l）时X=l,返回So状态；如果投入一元硬币，则X=Y=1,返

回S。状态。于是得到图A5.29（a）的状态转换图。今以触发器QQ。的四个状态组合00、

01、10、11分别表示So、S,,S2、S3,作。「念e/Xy的卡诺图，得到图A5.29（b）.由卡

诺图得出

+而。+泡然+B05

回向=Ag&+祖+隔

X=AQI+BQIQO

若采用D触发器，则。了=。，。0向=。0,得到的电路如图A5.29©所示。

4、

图A5.29(b)

'一用

K?

I

图A5.29(c)

例1：试用74LS160构成六进制计数器，用清零法。

进位输出

状态转换表或者＜连线图

CPoQ3o&oQioQooYoYo*-&

1o

2Q302QiQocp

±1oQ

31o—JL

±RD74LS160EP

40ox1—11

5011LDDsD2DIDOET

-±1

61

0

10-1111

I

011110001001-*00000001—-0010

・・・,

101010110110；/I/o

01^00*-^

""0101-0011

状态转换图(ChChQiQo/Y)

11001101

例2：用74LS160构成六进制计数器，置入0000。连线图

状态转换表

CP0302QiQo

1

or10A11—

0000-—LD=O1110—1111

0111—<000~~*10010000-^^oooi-0010

0110X|/。

101?—10100101*—0100^^0011

t

♦:状态转换图(Q3Q2Q1Q0/Y)1100—*1101

例3用74LS160够成六进制，置入1001。

QO3QO2

oo

oO

oO

-

c1

O1

跳

过o1

状O11।

态o

1-

1O

-M0001-^*0010

U2,010041

(检查自启动情况略)

方法二、整体同步反馈置0000法：

先将两片74161级联成M=M1XM2=256计数器，然后

用整体置数法组成模60计数器。

计数范围：0-59用什么产生置。译码信号？

(59)10=(00111011)2石

当计数器计到59(00111011)时，两片同时置0。

_n_n_n

方法三、整体同步反馈置数法：

(利用进位输出作为置数译码信号)

计数范围196~255,当计数器计到255时,Co=1,使

两片74161置数控制端/LD=0,下一个CP到来时置数。

预置输入=256-60=196

该电路可以实现可编程

(196)io=(11000100)

2分频器，只要改变预置

低位片预置数：0100数就可以改变分频比。

高位片预置数：1100

CTpQjQ；QiQQCQQ=Q^QjQcCo-----/

*74161(1174161(2)_□

>D必DiDo355。"8-,

IIIIIIII

-Jinn-01001100

优用74娜邮4整计髓

解：利用大模分解法M=M[XM2=10X10=100

在100计数器的基础上,再用84进行反馈。

☆将7490接成8421BCD十进制计数器。

☆用84反馈置0。

(84)io=(10000100)8421

还可以用

749破成5421BCD

十进制计数器，

用反馈置0法设计cP

84进制计数器。

(84)io=(10110100)5421

例I：已知D触发器，试把它转化为JK触发器。

D触发器的特征方称为：Qn+1=DJK触发器的特征方称为Qn+l=JQn+KQn,由此可以

看出转化电路如下左图

-5.974LS93芯片接成图5-9所示的电路。四端输入脉冲，迎接至端

分析电路功能，说明电路的计数长度M为多少。"

图5-9-

答案：12进制

■5.1074LS93芯片接成图5-10所示电路。侬接至或灯端输入脉冲。分

析电路功能，电路的计数长度为多少？，

图5T0〃

答案：16进制

问题（3个）：

5.1274LS161芯片接成图5-12所示电路。试分析电路的计数长度为多少,

画出相应的状态转换图。说明电路能否自启动。。

SbQ3Q2qQ。

74LS161CO—

—>CPDD

CTpCTtD2-.Z

图5一⑵

答案：9进制，0010—1010

5.1174LS93芯片接成图5-11所示电路。CPb端输入脉冲，CPa端接至Q0端。

分析电路的计数长度为多少？

答案：12我认为9

5.1374LS161芯片接成图5—13所示电路。试分析电路的计数长度为多少,

画出相应的状态转换图。说明电路能否自启动。

LDQ02Q00

74LS161CO

CP_

CPnnnn

尿CTpCTt气〃2

">1—4—1—1-1~~I±

答案：12

0000-^0010--»0011-»0100-»0110^0111-»1000^1010^1011^1100-»1110->1111

1.时序逻辑电路由和两大部分组成。

组合器件存储器件

4.通过法和法可以将集成计数器组件构成N进制计数

器。

反馈归零，反馈置数

28.用位移寄存器CT74195和4造1数据选择器设计移存型序列信号发生器,要求产生

序列信号为：1111001000.....

解：

1.构成状态转换表

循环长度M=10,所以需取4位.

1111001000J111001000...

表P7.A28(a)表P7.A28(b)

n+In+1

QiQOQ3mQQ严Qo

Q3Q2Q3Q2QiQo2

r>111111111110

1110

000

110011111

100111001001

001010010010

0100

00100100

1000

000101001000

001110000001

(2)当Vcc=9V,控制电压Vco=5V时，VT+,VT.及△VT各为多少伏？

(1)当Vcc=9V,控制电压Vco=5V时

VT+=5V,VT.=2VCO=2.5VAVT=5V-2.5V=2.5V

7.在使用555定时器组成的单稳态触发器(图8.2.12)时，对输入脉冲的宽度有无限

制？当输入脉冲的低电平持续过长时，电路应作何修改？

解：

输入脉冲低电平宽度不能太宽，否则电路回翻转不回原来的稳态，改进方法应在输入

端加一微分电路，使负脉冲宽度变窄.脉宽小于暂稳态时间

6.电路图P8.4所示,已知石英晶体的振荡频率为1MHZ,试画出V。和Q,的波形关系，并计

数它们的频率.

RR'

CDIZC9

OOOO

CPi

（&卜―<1—

口」1---------->CPa

1MHz

图P8.4

解：

123456789

晶体稳频的多谐振荡器的振

cp_rwumrwj^

荡频率取决于晶体谐振频率即为（）

lx106HZ,其周期为1US,所以Qo―[~।~।~~I~।~।~।—

输出vo=CPo的周期为111S.

CT74LS90接成为8421BCDQ.—i~---------——

的9进制计数器Qs的周期为I_______________

8uS,频率为Q2—!---------------——

1/8=0.125x106HZ=125HZ

Qs-----------------------------------------------

图P8.A6

5.设某零件加工过程中需要加热处理，7c仕削%尸温「块热3杪钾，恃■2秒后再送

100℃的炉温下加热10秒钟，加热完毕后要求报警。试用单稳态触发器CT74121实现以上

控制。

解：

取四片单稳，逐级串接，然后用它们输出端产生的脉冲去控制各道工序的执行机构，各工

序的时间通过RC调节，这样，只要在适当时刻加入启动脉冲，系统就能自动按设计要求工作,

它们时序关系如图所示.

电路图如下:

10.在图8.2.14(a)所示电路中，若R|=R2=5.1K1,C=0.01nf；Vcc=12V,试计

算电路的振荡频率。

解：

555定时器组成的多谐振荡器的频率为

[____________1____________

f=0.7(R)+2RJC=0.7x15.3xio3x0.01xlO-6=9.3KHZ

11.试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求输出脉冲的振荡频率为20KHz，占

空比等于75%.

解：

由555定时器组成的多谐振荡器，在电容充电时，暂稳态持续时间为

twi=0.7(R]+R2)C

在电容C放电时，暂稳态持续时间为

tw2=0.7R2c

R

所以T=twi+tw2=0,7(i+2R2)C

twl.+R2]

占空比q=T=R,2R2=0.75f=T=0-7(R]+2R2)C=20KHZ

电容C取为0.01MF,则求出R|=2R2,R2=1.8KQ,R[=3.6KQ

12.图P8.5为电子门铃电路，根据555定时器的功能分析它的工作原理(图中S为门

铃按钮).

C2

图P8.5

解:555定时器构成了多谐振荡器，当按钮S不合上时，清零端4上的电压为0,所以不

可能发生振荡，当门铃按钮S合上后Vcc通过R、对C2充电使清零端4上的电压为Vcc，多

谐振荡器开始振荡，推动喇叭发生，当按钮打开时，C2通过心放电，使清零端上电压仍为0,

门铃不响。

13.图P8.6是用555定时器接成的延迟报警器.当开关S断开后，经过一定的延迟时间

td后喇叭开始发出声音，如果在延迟时间内将S重新闭合，喇叭不会发出声音，在图中给定

的参数下，试求延迟时间td以及喇叭发出的声音的频率。

振荡器的振荡频率，亦即喇叭发出声音的频率

]___________1___________

36

f=(R|+2R2)Cln2=i5xioxO.OlxlO-x0.7=9.5KHZ

vc(0+)=0

Vcc12

VV128

Vc(8)=Vcc=12Vtd=RCInCC_T+=101n-=11S

021901M。。制X62M+1!21»+10OM+1YiY2z

0000001110

0010010010

0100011101

0110100000

1001101100

1011110011

1101111110

1111000000

5,用正边沿D触发器设计一个具有如下功能的电路（电路如图所示）；

（1）开关K处于位置1（即X=0）时，输出ZW=OO；（2）当开关K挪到2（即X=1）时，电路要产生完整

的系列输出，即ZW»00->01->11->10（开始X在位置1）；（3）如果完整的系列输出后，K仍在位置

2,则ZW一直保持10状态，只有当K回到位置1时，ZW才重新回到00。

要求：（1）画出最简状态图；（2）列出状态表；（3）给定状态分配；（4）写出状态方程及输出方程；

（5）画出逻辑图。

解：ZW的状态为00、01、10、11,所以设：

输出Z=Q1।W=Qo।输入：X

状魂状态表

A=Qs+i=QoxX+Q/X

12进制数:

图⑥复位法电路图图（b）置数法电路图

7.试用两片74LS161组成模为