《数字电路与系统设计》第6章习题答案

1578606929466第1页共21页16.1试分析下图所示电路。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-May-2002SheetofFile:C:\WINDOWS\StartMenu\Programs\Protel99\library\lib1.ddbDrawnBy:C1R1J1KA3C1R1J1KA2C1R1J1KA1&A4Q1Q2Q3ZRDCPC1R1J1KA3C1R1J1KA2C1R1J1KA1&A4Q1Q2Q3ZRDCPC1R&&1J1K11&&&&X1X2CP&A?NAND4Z解：1）分析电路结构：略2）求触发器激励函数：略3)状态转移表：略4)逻辑功能：实现串行二进制加法运算。X1X2为被加数和加数，Qn为低位来的进位，Qn+1表示向高位的进位。且电路每来一个CP，实现一次加法运算，即状态转换一次。例如X1=110110，X2=110100，则运算如下表所示：LSBMSB节拍脉冲CPCP1CP2CP3CP4CP5CP6CP7被加数X10110110加数X20010110低位进位Qn0001011高位进位Qn+10010110本位和Z01010116.2试作出101序列检测器得状态图，该同步电路由一根输入线X，一根输出线Z，对应与输入序列的101的最后一个“1”，输出Z=1。其余情况下输出为“0”。（1）101序列可以重叠，例如：X：010101101Z：000101001（2）101序列不可以重叠，如：X：0101011010Z：0001000010解：1）S0：起始状态，或收到101序列后重新开始检测。S1：收到序列起始位“1”。S2：收到序列前2位“10”。S2S1S01/00/01/110101…X/Z0/01/0X/Z0/011…100…S2S1S01/00/01/12）1578606929466第2页共21页2S2S1S01/00/01/110101…X/Z0/01/0X/Z0/011…100…S2S1S01/00/01/16.3对下列原始状态表进行化简：(a)110110CDABXXZ(t)0DD0BC0CB0AA00N(t)S(t)解：1）列隐含表：2）进行关联比较3）列最小化状态表为：a/1b/0bb/0a/0aX=1X=0N(t)/Z(t)S(t)(b)S（t）N（t）/Z（t）X=0X=1AB/0H/0BE/0C/1CD/0F/0DG/0A/1EA/0H/0FE/1B/1GC/0F/0HG/1D/1解：1）画隐含表：2）进行关联比较：3)列最小化状态表：S（t）N（t）/Z（t）X=0X=1ab/0h/0be/0a/1ea/0h/0he/1b/11578606929466第3页共21页36.4试画出用MSI移存器74194构成8位串行并行码的转换电路（用3片74194或2片74194和一个D触发器）。解：1）用3片74194：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-May-2002SheetofFile:C:\WINDOWS\StartMenu\Programs\Protel99\library\lib1.ddbDrawnBy:C1R1J1KA3C1R1J1KA2C1R1J1KA1&A4Q1Q2Q3ZRDCPC1R1J1KA3C1R1J1KA2C1R1J1KA1&A4Q1Q2Q3ZRDCPCRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL01321074194CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL01321074194CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL0132107419401CP串行输入“1”“1”“1”1Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8清0准备送数010CP7↑准备右移0110CP6↑准备右移01110CP5↑准备右移011110CP4↑准备右移0111110CP3↑准备右移01111110CP2↑准备右移01111111CP1↑准备送数110清0下一操作Q0′M0M1D0′Q1′Q2′Q3′Q4′Q5′Q6′Q7′Q8′D0′D1′D0′D1′D2′D0′D1′D2′D3′D0′D1′D2′D3′D4′D0′D1′D2′D3′D4′D5′D0′D1′D2′D3′D4′D5′D0′D1′D2′D3′D4′D5′D6′D6′D7′0000000CP8↑11011111110准备右移02）用2片74194和一个D触发器123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-May-2002SheetofFile:C:\WINDOWS\StartMenu\Programs\Protel99\library\lib1.ddbDrawnBy:4CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL01321074194Q'CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL013210741945Q'6Q'7Q'CP1DRSL(1)(2)D011Q'Q'2Q'1Q'01DC1R13串行输入Q'8状态转移表同上。1578606929466第4页共21页46.5试画出74194构成8位并行串行码的转换电路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:10-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\lib1.ddbDrawnBy:0D'CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL01321074194CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL013210741941(1)(2)1D'2D'3D'4D'5D'6D'启动串行输出&&1DC1D'71CPQ0'Q1'Q2'Q3'Q4'Q5'Q6'Q7'Q8'状态转移表：Q0'Q1'Q2'Q3'Q4'Q5'Q6'Q7'Q8'M0M1操作启动11准备并入CP10D0'D1'D2'D3'D4'D5'D6'D7'10准备右移CP210D0'D1'D2'D3'D4'D5'D6'10准备右移CP3110D0'D1'D2'D3'D4'D5'10准备右移CP41110D0'D1'D2'D3'D4'10准备右移CP511110D0'D1'D2'D3'10准备右移CP6111110D0'D1'D2'10准备右移CP71111110D0'D1'10准备右移CP811111110D0'11准备并入6.6试分析题图6.6电路，画出状态转移图并说明有无自启动性。解：激励方程：略状态方程：略状态转移表：序号Q3Q2Q1012345000001010011100101偏离状态110111111000状态转移图该电路具有自启动性。6.7图P6.7为同步加/减可逆二进制计数器，试分析该电路，作出X=0和X=1时的状态转移表。000001010101100011111110有效循环1578606929466第5页共21页5解：题6.7的状态转移表XQ4nQ3nQ2nQ1nQ4n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1Z000001111101111111000111011010011011100001100101100101110100010101001001001100000100001110001110110000110010100010101000001000011000011001000001000010000010000110000000101000100100100100011010011010001010001010101010110010110011101011110000110001001011001101001101010110110111100011100110101110111100111101111111111000006.8分析图6.8电路，画出其全状态转移图并说明能否自启动。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\chap6-5.ddbDrawnBy:1JC11K1JC11K1JC11KCPQQQ123解：状态转移图：1578606929466第6页共21页6Q3Q2Q1000偏离状态有效循环011001110101010100111偏离态能够进入有效循环，因此该电路具有自启动性。逻辑功能：该电路是一个M=5的异步计数器。6.9用IKFF设计符合下列条件的同步计数器电路。当X=0时为M=5的加法计数器，其状态为0，1，2，3，4。当X=1时为M=5的减法计数器，其状态为7，6，5，4，3。解：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-May-2002SheetofFile:C:\WINDOWS\StartMenu\Programs\Protel99\library\lib1.ddbDrawnBy:C1R&&1J1KSC1Q1J1KQRSC1Q1J1KQRS1&=1Q1Q2XCPQ36.10试改用D触发器实现第9题所述功能的电路。解：略6.11试用JKFF设计符合图6.11波形，并且具备自启动性的同步计数电路。CP012345Q1Q2Q3解：略6.12用四个DFF设计以下电路：（1）异步二进制加法计数器。（2）在（1）的基础上用复“0”法构成M=12的异步加法计数器。解：（1）1578606929466第7页共21页7123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:12-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\chap6-5.ddbDrawnBy:1DC11DC11DC1QQQ123CP1DC1Q4（2）反馈状态为1100123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:12-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\chap6-5.ddbDrawnBy:1DC1R1DC1R1DC1QQQ123CP1DC1RQ4&6.13用四个DFF设计以下电路：（1）异步二进制减法计数器。（2）在（1）的基础上用复“0”法构成M=13的异步计数器。解：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:13-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\chap6-5.ddbDrawnBy:1DC1R1DC1R1DC1RQQQ123CP1DC1RQ4&题6.13（2）电路图6.14用DFF和适当门电路实现图6.14的输出波形Z。提示：先用DFF构成M=5的计数器，再用Q3、Q2、Q1和CP设计一个组合网络实现输出波形。CPZ000001010011100解：1578606929466第8页共21页8123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-May-2002SheetofFile:C:\MyDocuments\protel文件\chap6-5.ddbDrawnBy:1DC1R1DC1R1DC1RQQQ123CP&1&&&Z6.15试用DFF和与非门实现图6.15“待设计电路”。要求发光二极管前3s亮，后2s暗，如此周期性重复。解：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-May-2002SheetofFile:C:\WINDOWS\StartMenu\Programs\Protel99\library\lib1.ddbDrawnBy:1