[解] 电路为全局反馈,且复位信号为异步操作。故可直接读反馈连线的反馈态:
Sn?Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0?10001000。所以,电路为136进制计数器。
5.19 计数器74LS290构成电路如图题5.19所示,试分析该电路的逻辑功能。
图题5.19
[解] 由图可知,电路为全局反馈,根据反馈连接可得反馈态 Sn?Q6Q5 QQ4Q3Q2Q1?10000100由于74290为十进制计数器,Sn应按8421 BCD码考虑。所以,该电路为异步42进制BCD码加法计数器。
5.20 计数器74161构成电路如图题5.20所示,试说明其逻辑功能。
图题5.20
[解] 由图可知,74161(1) 的CO输出控制着74161(2) 的CTP和CTT,而74161(2) 的输出CO又作为反馈控制预置信号,又CO = Q3Q2Q1Q0CTT,因此,两片计数器的满状态和预置状态即为计数器的结束和初始状态。故
N?(S1)?1n-1?1)?S0?(111111B1?所以,该电路为同步196进制计数器。
5.21 试分析图题5.21所示用计数器74163构成电路的逻辑功能。
图题5.21
00)(00111B1?196[解] 74163为同步式16进制集成加法计数器。电路为同步级联,通过CR执行全局反馈清零,因74163的CR为同步操作方式,直接读连线可得电路的Sn-1状态,故:
N?Sn?1?1?[010010?0?] 173B0所以,该电路为同步73进制加法计数器。
5.22 计数器74193构成电路如图题5.22所示,试分析该电路的逻辑功能。
图题5.22
[解] 74193为异步可逆16进制计数器。图中CP送入CPD,CPU = 1配合,又LD?BO,SO?D3D2D1D0?1000,可知电路在CP脉冲作用下执行减法计数。经过8次脉冲将计数器中的预置数1000减到0000,BO输出低电平,使LD?0,又立即置入1000态。因此,8个CP脉冲一个计数循环。该电路为同步8进制减法计数器。
5.23指出图题5.23电路中W、X、Y和Z点的频率。
图题5.23
[解] (1) 10位环形计数器为10分频,所以fW?16KHz; (2) 4位二进制计数器为为16分频,所以fX?1KHz; (3) 模25行波计数器为25分频,所以fY?40Hz; (4) 4位扭环计数器为8分频,所以fZ?5Hz。
5.24 设图5.5.4中各寄存器起始数据为[I]=1011,[II]=1000,[III]=0111,将图题5.24中的信号加在寄存器I、II、III的使能输入端。试决定在t1、t2、t3和t4时刻,各寄存器的内容。
图题5.24
[解] t1时刻,寄存器II的数据1000送到总线,寄存器III接收,[I]=1011,[II]=1000,[III]=1000;t2时刻,寄存器III的数据1000送到总线,无数据接收,各寄存器数据不变;t3时刻,无数据传送,各寄存器数据不变;t4时刻,寄存器I的数据1011送到总线,寄存器II、III接收,[I]=1011,[II]= [III]=1011。
5.25时序电路如图题5.25所示,其中RA、RB和RS均为8位移位寄存器,其余电路分
别为全加器和D触发器,要求:
(1) 说明电路的逻辑功能;
(2) 若电路工作前先清零,且两组数码A=10001000,B=00001110,8个CP脉冲后,RA、RB和RS中的内容为何?
(3) 再来8个CP脉冲,RS中的内容如何?
图题5.25
[解] (1) ① 可将电路划分为三个功能块
Ⅰ、Ⅲ中都是8位移位寄存器;Ⅱ中全加器和D触发器。 ② 分析各功能块电路的逻辑功能
功能块Ⅰ:在移位脉冲CP作用下逐位将A、B两组数据分别移入RA、RB,8个CP脉冲过后,可将A、B两组8位二进制数据存入移位寄存器。
功能块Ⅱ:由移位寄存器RA和RB提供的加数和被加数的最低位先输入全加器的Ai和Bi,经过全加器相加后产生和输出S0和进位输出C0。来一个CP脉冲后,一方面将RA和RB中的次低位数送入Ai和Bi输入,并将最低位相加之和移入RS中,另一方面又将最低位相加产生的进位通过D FF输入全加器的CI端,和次低位加数被加数一起决定相加之和及进位输出,再来CP时又重复前述过程。这样,经过8个CP后,A、B两组数通过移位寄存器RA、RB逐位送入全加器相加。全加器和D触发器实现两数串行加法运算。
功能块Ⅲ:移位寄存器RS保存8位全加和。 ③ 分析总体逻辑功能
电路总体实现两组8位二进制数串行加法功能。
(2) 8个CP脉冲过后,[RA]=A=10001000,[RB]=B=00001110,[RS]=00000000。 (3) [RS]=A+B=10010110
5.26 图题5.26中,74154是4-16线译码器。试画出CP及S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7各输出端的波形图。
图题5.26
[解] 由图可见,74194构成扭环形计数器,CP到来前先清零。因此,74194从0000开始,在M1M0?01方式控制信号及CP脉冲作用下,执行右移操作,由于DSR?Q3,可得计数态序表如表解5.26所示;74194输出作为4/16线译码器的输出,译码器输出低有效,经非门后S0~ S7高有效,波形图见图解5.26所示。
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 表解5.26 1CPS0S1S2S3S4S5S6S72345678910Q0 Q1 Q2 Q3 0111100000011110000001111000 0 0 0 1 1 1 1 0
图解5.26
5.27 试用计数器74290设计一个5421编码的六进制计数器。
[解] 当74290的CP1接CP脉冲,而将CP0接Q2时,电路执行5421 BCD码。5421编码如表解7.23所示。
具体设计如下 (1)N?6,Sn?1001 (2)F?R01R02?Q3Q0
(3) 画逻辑图如图解5.27所示。
Q3Q0Q1Q2 QQ QQ 表解5.27 CP Q3 Q2 Q1 Q0 CP R9(1)R9(2)R0(1)R0(2) CP1 CP0 74290 Q0Q1Q2Q3 图解 5.27
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1000010000100110001100 1 0 1 0 0 1 0 1 0
5.28电路如图题5.28所示 (1)画出电路的状态图; (2)说明电路的逻辑功能。
[解] (1) 由图可见,当计数器状态为0101时,
R01R02?Q2Q0?1,复位条件满足,计数器复位到
0000,完成一次计数循环。状态转换图见图解5.28。
(2) 由状态图可见,该电路为异步五进制加法计数器。
010101000011000000010010图题5.28
图解5.28
5.29 电路如图题5.29所示,要求
(1) 列出电路的状态迁移关系(设初始状态为0110); (2) 写出F的输出序列。
表解5.29 A2 A1 A0 Q0Q1Q2Q30 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0
图题5.29
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Di D6 D4 D1 D3 D6 D4 D1 D3 D6 F 0 0 1 0 0 0 1 0 0
[解] (1) 电路由移位寄存器74194和多选一MUX构成。由于74194中右移数据输入
DSR?Q3,且工作方式控制信号M1M0?01,构成了环形计数器;而8选1MUX的地址输
入A2A1A0?Q2Q1Q0,D7?D5?D2?1,D4?D3?D0?0,D6?D1?Q3,因此,根据74194的输出态序和MUX的选择功能就能得出F的输出序列。电路的状态迁移关系见表解5.29所示。
(2) 由表可见,F的输出序列为0010。
5.30 图题5.30所示为某非接触式转速表的逻辑框图,其由A~H八部分构成。转动体每转动一周,传感器发出一信号如图题5.30中所示。
(1) 根据输入输出波形图,说明B框中应为何种电路? (2) 试用集成定时器(可附加JKFF)设计C框中电路;
(3) 若已知测速范围为0~9999,E、G框中各需集成器件若干?
(4) E框中的计数器应为何种进制的计数器?试设计之?
(5) 若G框中采用74LS47,H框中应为共阴还是共阳显示器?当译码器输入代码为0110和1001时,显示的字形为何?
图题5.30
[解] (1) 图中输入为缓变信号,输出为矩形波,所以,B框中应为施密特触发器。 (2) 略
(3) E,G框中各需集成器件4块;
(4) 因后续电路H中的显示部分为人们能直接读取的十进制0~9,译码部分必为BCD七段显示译码器,要求E框中的计数器应为10进制计数器。
具体设计可采用任一种集成计数器,直接选用10进制集成计数器实现时,电路最简单。此处采用74160实现。逻辑图如图解 5.30所示。
(5) 因7447为输出低有效的译码器,所以,H框中应为共阳显示器,当译码器输入代码为0110和1001时,显示字形分别为6和9。
1CPCTPCTTD0D1D2D3CO74160LDCTPD0D1D2D3COCTT74160LDCPQQQQCR0123CTPD0D1D2D3COCTT74160LDCPQQQQCR0123CTPD0D1D2D3COCTT74160LDCPQQQQCR0123CPQQQQCR0123Q0 QQ1 QQ2QQ3 Q012 3QQQQQ Q Q 6Q44556 77Q8Q9Q10QQQ8 Q9 Q1110 11 Q12Q13QQQ14Q13Q1415 15图解5.30