已知一个时序电路在时钟作用下,状态的变化是 000 arrow 010 arrow 011 arrow 001 arrow 101 arrow 110 arrow 010 arrow 011 arrow 001 arrow 101 arrow 110 arrow 010 arrow 011 arrow … 这样的电路能否作计数器?为什么?如果可以作计数器,计数模值为多少?
如果一个时序电路,在时钟作用下,状态的变化是 000 arrow 010 arrow 011 arrow 001 arrow 101 arrow 010 arrow 011 arrow 101 arrow 110 arrow 010 arrow 011 arrow 001 arrow … 这样的电路能否作计数器?为什么?如果可以作计数器,计数模值为多少?
分析题图 5.1 所示时序电路的逻辑功能,写出电路激励方程、状态转移方程和输出方程,画出状态转移图,说明电路是否具有自启动特性。

题图 5.1
分析题图 5.2 所示两个同步计数电路,作出状态转移表和状态转移图。计数器是几进制计数器?能否自启动?并画出在时钟作用下的各触发器输出波形。


题图 5.2
分析题图 5.3 所示时序电路的逻辑功能,写出电路的激励方程、状态转移方程和输出方程。画出状态转移图,说明电路是否具有自启动特性。

题图 5.3
分析题图 5.4 所示的同步计数电路,作出状态转移表和状态转移图,并分析能否自启动。通过分析找出这种结构的计数电路状态变化的规律,设初始状态为全 0。

题图 5.4
题图 5.5 是一序列信号发生器电路,它由一个计数器和一个 4 选 1 数据选择器构成。
(1) 分析计数器的工作原理,确定其模值和状态转换关系;
(2) 确定数据选择器的输出序列。

题图 5.5
分析题图 5.6 所示时序电路,写出激励方程、状态转移方程和输出方程,画出状态转移图。

题图 5.6
分析题图 5.7 所示时序电路,写出激励方程、状态转移方程和输出方程,画出状态转移图及在时钟 CP 作用下 Q₀Q₁Q₂Q₃ 和 F 的工作波形。

题图 5.7
分析题图 5.8 所示移存型计数器,画出状态转移图。

题图 5.8
题图 5.9 所示为序列信号发生器逻辑图,试作出状态转移表和状态转移图,确定其输出序列。

题图 5.9
分析题图 5.10 所示时序电路,画出状态转移图,并说明该电路的逻辑功能。

题图 5.10
分析题图 5.11 所示的异步时序电路的逻辑功能,写出电路激励方程、状态转移方程和输出方程,画出状态转移图,说明电路是否具有自启动特性。

题图 5.11
分析题图 5.12 所示的异步时序电路,并画出在时钟 CP 的作用下 Q₁ 的输出波形 (设初始为全 0 状态), 并说明 Q₁ 输出与时钟 CP 之间的关系。

题图 5.12
分析题图 5.13 所示异步时序电路,写出状态转移方程,并画出在时钟 CP 的作用下输出 a、b、c、d、e、f 及 F 的各点波形。说明该电路完成什么逻辑功能。

题图 5.13
分析如题图 5.14 所示的时序电路,画出图中 A、B、C、D、E 和 F 各点的波形。一共画 12 个时钟周期。

题图 5.14
分析题图 5.15 所示的异步计数器,作出其状态转移表和状态图,说明各是几进制计数器。

题图 5.15
用 JK 触发器设计一个模7同步计数器。
已知一触发器的特征方程为 Qⁿ + 1 = M oplus N oplus Qⁿ ,要求:
(1) 用 JK 触发器实现该触发器的功能;
(2) 用该触发器构成模 4 同步计数器。
按下列给定状态转移表,设计同步计数器。
| 序号 | A | B | C | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 1 | 0 |
(a)
| 序号 | A | B | C | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 10 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 11 | 1 | 1 | 1 | 1 |
(b)
| 序号 | A | B | C | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 8 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 0 |
(c)
采用 JK 触发器设计具有自启动特性的同步五进制计数器,状态转移表如下表示,画出计数器逻辑图。
| (1) | (2) | (3) | |
| 1 | 110 | 110 | 011 |
| 2 | 101 | 011 | 110 |
| 3 | 011 | 100 | 001 |
| 4 | 100 | 001 | 010 |
| 5 | 001 | 101 | 101 |
用 D 触发器构成按循环码规律工作的六进制同步计数器。
用 D 触发器及与非门构成计数型序列信号发生器来产生题图 5.16所示的序列信号。画出相应的逻辑图。

题图 5.16
用题图 5.17 所示的电路结构来构成五路脉冲分配器,请具体设计其中的译码电路。试用最简与非门电路及 74LS138 集成译码器来分别构成这个译码器,分别画出连接图。

题图 5.17
设计产生下列的计数型序列信号发生器。
(1) 11110000, …
(2) 1111001000, …
设计一个可控同步计数器,M₁ 、 M₂ 为控制信号,要求:
(1) M₁M₂=00 时,维持原状态;
(2) M₁M₂=01 时,实现模2计数;
(3) M₁M₂=10 时,实现模4计数;
(4) M₁M₂=11 时,实现模8计数。
设计一个具有两种功能的五进制计数器: 当控制信号 E=0 时,每输入一个时钟脉冲加 1, 即 0000 arrow 0001 arrow 0010 arrow 0011 arrow 0100 arrow 0000 。而当控制信号 = 1 时,每输入一个时钟脉冲加 2, 也就是状态变化为 0000 arrow 0010 arrow 0100 arrow 0110 arrow 1000 arrow 0000 。触发器使用 JK 触发器。
用 JK 触发器设计具有以下特点的计数器:
(1)计数器有两个控制输入 C₁ 和 C₂, C₁ 用以控制计数器的模数, C₂ 用以控制计数的增减。
(2) 若 C₁=0 计数器的 M=3; 如果 C₁=1,则计数器为 M=4。
(3)若 C₂=0 ,则为加法计数,若 C₂=1 ,则为减法计数。作出状态表,并画出计数器逻辑图。
采用 D 触发器设计移存型具有自启动特性的同步计数器:
(1) 模 5;
(2) 模 12。
若用移位寄存器构成的序列信号生器产生序列 0100101, (1) 需要几个触发器? 作出状态转移表。(2) 画出实现的逻辑图。
采用4级 D 触发器构成移存型序列信号发生器,要求:
(1) 当初始状态预置为 Q₃Q₂Q₁Q₀=0110 时,产生序列信号 011, 011…
(2) 当初始状态顶置为 Q₃Q₂Q₁Q₀=1111 时,产生序列信号 1111000, 1111000…
(3) 当初始状态预置为 Q₃Q₂Q₁Q₀=1000 时,产生序列信号 100010, 100010…
(4) 当初始状态预置为 Q₃Q₂Q₁Q₀=0000 时,产生全 0 序列信号。
设计产生循环长度为 N 的序列信号发生器:
(1) N=12;
(2) N = 21 。
分析题图 5.18 所示的同步时序电路,作出状态转移表和状态图,说明这个电路能对何种输入序列进行检测?

题图 5.18
分析题图 5.19 所示同步时序电路,作出状态转移表和状态图。当输入序列 X 为 01011010 时,画出相应的输出序列。设初始状态为 000。

题图 5.19
作出‘101’序列信号检测器的状态表,凡收到输入序列101时,输出就为1,并规定检测的101序列不重迭,例如:
X:010101101
Z:000100001
作出序列信号检测器的状态表,凡收到输入序列为‘001’或‘011’时输出就为1,规定被检测的序列不重迭,例如:
X: 10011011
Z: 00010001
同步时序电路有一个输入端和一个输出端,输入为二进制序列 X₀X₁X₂… 当输入序列中 1 的数目为奇数时输出为 1, 作出这个时序奇偶校验电路的状态图和状态表。
同步时序电路用来对串行二进制输入进行奇偶校验,每检测 5 位输入,输出一个结果;当 5 位输入中 1 的数目为奇数时,在最后一位的时刻输出 1。作出状态图和状态表。
设计一个时序电路,只有在连续两个或两个以上时钟作用期间,两个输入信号 X₁ 和 X₀ 一致时,输出信号才是 1, 其余情况输出为 0。
对下列原始状态表进行简化,并设计其时序逻辑电路(如不能简化,直接设计电路)。
| Sⁿ | Sⁿ+1 | Z | ||
| X=0 | X=1 | X=0 | X=1 | |
| A | A | B | 0 | 0 |
| B | C | A | 0 | 1 |
| C | B | D | 0 | 1 |
| D | D | C | 0 | 0 |
| Sⁿ | Sⁿ+1 | Z | ||
| X=0 | X=1 | X=0 | X=1 | |
| A | B | H | 0 | 0 |
| B | E | C | 0 | 1 |
| C | D | F | 0 | 0 |
| D | G | A | 0 | 1 |
| E | A | H | 0 | 0 |
| F | E | B | 1 | 1 |
| G | C | F | 0 | 0 |
| H | G | D | 1 | 1 |
5.41 按下列给定的状态转移表设计异步计数器。
(a)
| 序号 | A | B | C | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 1 | 0 |
(a)
(b)
| 序号 | A | B | C | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 8 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 0 | 1 |
(b)
第6章 中规模时序集成电路及应用
Section titled “第6章 中规模时序集成电路及应用”本章介绍中规模时序集成电路的功能及应用,主要介绍中规模集成计数器及移位寄存器等应用电路。
中规模计数器主要分为异步计数器和同步计数器。无论异步计数器还是同步计数器都具有多功能的特点。即经过外部简单的连接或增加少数门电路,一片计数器芯片可以完成不同的功能。
移位寄存器在第 5 章已经介绍过,中规模移位寄存器除可以有串入串出、串入并出、并入串出和并入并出 4 种工作方式外,还可以实现许多其他功能。