时序逻辑电路典型例题分析.docx

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时序逻辑电路典型例题分析

第六章时序逻辑电路典型例题分析

第一部分：

例题剖析

触发器分析

例1在教材图6.1所示的基本RS触发器电路中，若R,S的波形如图P6」（a）和（b）,试分别画出对应的Q和Q端的波形。

豆RJ

SS

解：

基本RS触发器，当R、£同时为0时，输岀端Q、Q均为1,当R=0.S=1时，输岀端Q为0、Q为1,当4灵1时，输岀保持原态不变，当R=l.灵0时，输出端Q为1、Q为0，根据给左的输入波形，输岀端对应波形分别见答图P6」（a）和（b）«需要注意的是，图（a）中，当R、£同时由0（见图中h）变为1时，输出端的状态分析时不好确定（见图中t2），图中用虚线表示。

R_1

S

」LJUL_

S-LTUTJ

tl

t2t3

Q

"LTU

••

••

Q_l

Q

LJ

L.J-

◎

（a）

（b）

答图P6.1

例2在教材图623（a）所示的门控RS触发器电路中，若输入S.R和E的波形如图P6.2（a）和（b）,试分别画岀对应的输岀Q和Q端的波形。

RJI1~LJ

£I_l

E

r_n_ri_n_n_sJ~LTU1_

解：

门控RS触发器，当E=1时，实现基本RS触发器功能，即：

R=0（41）、S=1

（S=0）,

输岀端Q为1、◎为0；R=1（R=0）.S=0（S=1）输出端Q为0.©为1：

当E=0时，输出保持原态不变。

输出端波形见答图P6.2,

例3在教材图6.2.5所示的D锁存器电路中，若输入D、E的波形如图P6.3（a）和（b）所示，试分别对应地画岀输出Q和Q端的波形。

EJWWWL

dd_I~

解：

D锁存器，当E=1时，实现D锁存器功能，即：

Qn+I=D,当E=0时，输岀保持原态不变。

输出端波形见答图P6.3O

dJ~L-n--rLd-Ji_i~

o^L

Q

QU

u

PoHJ-

1i~n

（a）

答图P6.3

（b）

例4在图P6.4（a）所示的四个边沿触发器中，若已知CP、A、B的波形如图（b）所示,试对应画出其输出Q端的波形。

设触发器的初始状态均为0。

（a）

CP

C

（b）

解：

图中各电路为具有异步控制信号的边沿触发器。

图（a）为边沿D触发器，CP上

升沿触发，Q严A,异步控制端Sd接信号C（Rd=0）,当C=1时，触发器被异步置位，输出CT-1；图（b〉为边沿JK触发器，CP上升沿触发，Q2n+1=AQ2n+BQ2n,异步控制端瓦）接信号C（Sd=1）,当C=0时，触发器被异步复位，输岀Qn+1=0：

图（c）为边沿D触发器，CP下降沿触发，Q严*=A,异步控制端弘接信号C（Ro=l）,当C=0时，触发器被异步置位，输出Qn+,=1：

图（d）为边沿JK触发器，CP下降沿触发，Q严—AQ4n+BQ4n,异步控制端Rd接信号C（Sd=0）,当C=1时，触发器被异步复位,输出Qn+,=0o对应输出波形见答图P6.4所示。

CP―I_I_I_I_I_I_I_I__I_I__I_I__I~I—

A」I1IL

B

C1

Qi1

1~I1I

答图P6.4

例5边沿触发器电路如图P6.5（a）所示。

试根据图（b）中CP.A的波形，对应画出输岀Q和Q?

的波形。

解：

电路是带异步控制信号的触发器电路•当Q口时，Qin+,=OcQi是边沿JK触发器,

Q严一Qin,CPT降沿触发：

Q2是边沿D触发器，Q2*=Qr，A信号的上升沿触发。

输出端波形见答图P6.5,

A—II_II_L

CP1I

Qi—II

Q211—

答图P6.5

例6试分析图P6.6由边沿触发器组成的电路。

列出状态转换表、画出状态转换图，说明功能。

图P6.6

解：

列出驱动方程：

Ji=Kl=l,J2=K2=A㊉QC

写出状态方程：

Q严一Qin,Q2n+1=A©Qin©Qzn,

写出输岀方程：

Y=AQ2nQin+AQ2nQi"

设初态.求次态，列出真值表：

A

QF

QF

Q严

Q严1

Y

0

0

0

1

0

0

1]

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

1

1]

1

0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

当A=0时，四进制加法计数器：

当A=1时，四进制减法汁数器。

计数器分析及脉冲波形的产生与整形

例1・同步四位二进制加法讣数器T4161功能表如图，分析以下电路为几进制计数器。

T4161功能表

解:

Q3Q2Q1Q0

0000—►OOOl-H»1G-HK>1iOlOdOlO卜+0110tmit

1]10Jl101J11（XM—1011<—1010<-4001-4-4000

当计数器输出为Q3Q2Q1Q尸1100（过渡态）时,乔6计数器立即淸零。

（异步清零〉

第三步

ooogfoooi

Q3Q2Q1Q0

—M）01G~H）01J—►0100-X）10i—>0110

I

0111

I

1100-^1011-4—1010-4-4001-4—KMM）

结果为N=12进制计数器

例2・用74LS161同步四位二进制加法计数器构成的汁数电路如图，试分析说明为几进

制计数。

解:

74LS16I功能表

例3・同步四位二进制可逆计数器T4191电路及功能表如下，分析电路为几进制计数器,如何工作，画岀状态转换图。

1•由功能表和电路可知：

当M=1时为减法计数，且LD与CP无关。

2.LD^Qo,当计数器输出为Q3Q2QiQo=O1O1（过渡态）

时，LD=O,此时计数器的输出立即被置为

Q3Q2Q1Qo=D3D2D1Do=1100。

（异步置数）

3•有效状态循环图:

4•结果为N=7进制计数器。

例4・同步四位二进制可逆讣数器T4191电路及功能表如下，分析电路为几进制计数器,如何工作，画岀状态转换图

解：

1•由功能表和电路可知：

当M=0时为加法计数，且LD与CP无关。

2丄D=Q3Q2Qh

当计数器输出为Q3Q2Q1QO=111O（过渡态）时，LD=0，此时计数器的输出立即被置为Q3Q2Q1QO=D3D2D1DO=0010o（异步置数）

3

•有效状态循环图：

0010->0011—>0100—>0101—>0110—>0111—>1000

1110

4•结果为N=12进制计数器。

例5：

同步四位二进制可逆计数器T4191电路及功能表如下，分析电路为几进制计数器.如何工作，画岀状态转换图。

解:

2囲和电嘯®

Q3Q2Q1Qo=D3D2D1Do=0011o（异步置数）

3•有效状态循环图:

ooii^ioo—^）ior-n）iio—>011r-^iooovl\\

11lk…1110<—1101^—1100^01k—1010^—1001

4•结果为N=12进制计数器。

例6：

由JK边沿触发器构成的同步时序逻辑电路如图，试分析电路，写出驱动方程、状态方程.输出方程，画出状态表、状态方程及状态转换图，说明电路的逻辑功能。

驱动方程J1=Q3J2=Q3Q1J3=qT

K1=Q3Q2K2=Q3Q1K3=Q2Q1

输出方程C=Q3Q2Q1

解:

状态方程QW利=Q3nQln+Q3nQ2nQln=Q3n+Q2nQln

Q2n+I=Q3nQlnQ2n+Q3nQlnQ2n=Q2nQln+Q3"Qln

Q3n+I=QlnQ3n+Q2nQlnQ3n=Qp"+Q3nQ2n

怨驾子删幣陶嵐垠础审际态界严=Q1“；Q3n+,=Q2n

第二步：

状态转换图

例8由555左时器构成的单稳态触发

1、画出Uo的波形。

2、估算脉宽Tw的值。

解:

555定时器的应用

U0

VccDTHCo

例9555集成左时器组成的多谐振荡器电路如图所示\根据原理图，在5G555左时器的外部引线排列图上画岀连线图。

（5分）

8765

5G555

1234

第二部分：

即学即练

I、触发器电路如图所示。

试根据给定输入波形对应画出输出Q的波形。

设触发器的初

始状态为0。

F=A®ABC

CP

A

Qi

Q2

2、分析如图所示电路:

（1）写岀Qa、Qb的输出方程。

（2）画出状态转换图。

3、某计数器的功能农和框图分别见下农和图。

输出OQo的位权依次为2\2\2\2°,D严Do是预置端。

试用置位法构成十进制计数器，要求电路按如下状态变化。

4、试分析下图所示电路，列出状态方程•画出状态转换图.说明功能。

5、下图所示电路是可变进制计数器，试分析当控制A分别为0和1时为几进制计数器,写出状态转换图。

（74LS161为四位二进制加法计数器）

6、试分析如图所示电路，列出状态转换农，画出状态转换图，说明功能。

CP

7、分析如图计数器电路，写岀状态转换图，说明是多少进制计数器。

74LS160为十进制计

数器。

8、试用十进制计数器74LS160实现六进制计数器，起始状态D3Q2D1D0=0010.写岀状态转换图及连线图。

74LS160的引脚图见图。

Sl

Q?

Q2

Qi

Q。

s2

74LS160

LD

CP

Dn

DiDq

6&

1

T

9、试用图6.27所示的二进制计数器74LSI61实现十二进制计数器，起始状态DxDzDiDo=

0010,lffli出状态转换图及连线图。

10、分析如图所示计数器电路，说明是多少进制计数器，如果要实现六进制计数器，D3D2DQ。

=0001,该如何连线。

（74LS160为十进制计数器）。

11、试分析如图所示计数器在M=0和1时分别为几进制计数器？

并分别写出状态转

换图。

（74LS160为十进制、计数器）

第六章时序逻辑电路自测题参考答案

1、解

cp|_JLJ|

Qi

Q2即

2解、2叫石2叫跑（心㊉貯）

天=0时，作加法计（QbQa）：

00->01->10->11

X=1时，作减法计数（QbQa）11——10——01——00

1I

3•解

4、er1=萄q八舀卽+e/e;當=Q：

q；+着卽

5、

（1）当A=0时，LD二Q@q

功能：

十进制计数器

（2）当A=1时，匚“仑宀必

功能：

十二进制计数器

6、srL=q?

sr1=Qi2s+1=C2功能：

六进制讣•数器

7、D3D2D1D0=0011i£,=&2o功能：

七进制计数器

Q3Q2Q1Q1）

10

22、七进制计数器

«]”

CP

11.M=0时，为六进制计数器

时，为八进制计数器