数字电子技术基础 ch05-1
数字电子技术基础5
由 D 触发器构成。 D0=DI，D1=Q0，D2=Q1，D3= Q2。 在 CP 上升沿作用下，串行输入数据 DI 逐步被移入 FF0 中；同时，数据逐步被右移。
时序逻辑电路
2. 维持阻塞D触发器构成的右移移位寄存器
存储器前一级的输出端Q依次接到下一级的数据输入端D，仅由第一 个FF0的输入端D0接收外来的输入代码，D0为串行输入端，Q3~Q0为并行 输出端，Q3为串行输出端。
必须画出一个计 数周期的波形
3 4 56 7
七进制计数器
时序逻辑电路
5.3 寄存器和移位寄存器
寄存器的功能是存储二进制代码，它由具有存储功 能的触发器构成。因为一个触发器只有0和1两个状态， 只能存储1位二值代码，所以N个触发器构成的寄存器能 存储N位二值代码。
寄存器还应有执行数据接收的控制电路，控制电路 一般是由门电路构成的。
D0。被置 0由。D寄触存发器器工构作成时，，因C此R 能应锁为存高输电入平数。据。
在 CR = 1 且CP上升沿未到达时，各触发器的状态不
变，即寄存的下数面码请保看持不置变数。演示
时序逻辑电路
一、由RS触发器构成的寄存器
并行输入、并行输出方式
时序逻辑电路
二、由D触发器构成的寄存器
并行输入、并行输出方式
Qn1 1
J
Qn
KQn
中去,可得到状态方程:
Qn+1 1
=
Q2nQ3n
Q1n
Qn+1 2
Qn+1 3
= Q1n Q2n + Q1n Q3nQ2n
= Q1nQ2n Q3n + Q2nQ3n
（3）输出方程 Y = Q2nQ3n
2、列状态转换表
数字电子技术基础课后答案_阎石_第五版_第一章第五章时序电路习题解答
第五章部分习题解答5.2 (在“画出电路的状态转换图。
”后加：“作功能说明。
”)解：1.写方程式输出方程：y=A Q2n Q1n驱动方程：D1=AQ2nD2=AQ2n Q1n =A(Q2n+Q1n)状态方程：Q1n+1= D1=AQ2nQ2n+1= D2= A(Q2n+Q1n )2.列状态转换表，如右表所示；3.从状态转换表画出状态转换图，如右图所示；4.作功能说明：此电路是“1111…”序列检测器。
5.7四个CP作用后，A寄存器的状态：A3A2A1A0=1100 ；B寄存器的状态：B3B2B1B0=0000。
此电路是一个四位串行加法器（和不能超过四位）。
5.24(在原题后加：“用三片74LS194实现。
”)S1=高电平时，CP上升沿作用后，将“0010110111”存入三片74LS194内，S1=低电平后，在CP上升沿作用下，开始循环输出该序列。
5.4 (将图P5.4中的异或门改为同或门)解：1.写方程式输出方程：y=A Q2n Q1n A Q2n Q1n驱动方程：J1=K1=1J2=K2=A⊙Q1n状态方程：Q1n+1= J1Q1n+K1Q1n= Q1nQ2n+1= J2Q2n+K2Q2n= A⊙Q1n⊙Q2n2.依次设定初态，代入方程求出次态和输出，如上表所示；再整理成状态转换图，如上图所示；3.作功能说明：此电路是同步两位二进制加/减计数器。
A=0时作减计数；A=1时作加计数。
5.8S a=0011，S b=1001，S a→S b→S a计数循环共有7个状态，故此电路是七进制计数器。
5.11S b=1001；M=1：S a=0100，S a→S b→S a计数循环共有6个状态，故此电路是六进制计数器。
M=0：S a=0010，S a→S b→S a计数循环共有8个状态，故此电路是八进制计数器。
5.12S a=0000；A=1：LD=Q3Q1Q0，故S b=1011。
S a→S b→S a计数循环共有12个状态，故此电路是十二进制计数器。
《数字电子技术》课件第5章
图 5-14 D触发器状态表、状态图、波形图 (a) 状态表； (b) 状态图； (c) 波形图
5.2.4 T触发器
从上述触发器的功能可看出， 当输入条件决定的新状 态与原状态一致时， CP信号到来时， 触发器状态保持不变。 而在实际中常常要求每来一个CP信号， 触发器必须翻转一 次， 即原态是“0”则翻为“1”, 原态为“1”则翻为“0”。 这种触发器称为T触发器。
图 5 – 1 时序电路框图
时序电路就是通过记忆元件的不同状态，来记忆以
前的状态。设时间t时刻记忆元件的状态输出
为 Q1n(t),Q2n(t),Qln(t) ， 称为时序电路的现态。那么，
在该时刻的输入
x及n (现t) 态 Q的ln(共t) 同作用下，组合
电路将产生输出函数 及Fr控(t)制函数
在异步时序电路中，记忆元件的状态变化不是同时 发生的。这种电路中没有统一的时钟脉冲。任何输入信 号的变化都可能立刻引起异步时序电路状态的变化。
时序电路按输出变量的依从关系来分，又可分为米里 (Mealy)型和莫尔(Moore)型两类。米里型电路的输出是输 入变量及现态的函数，即
F(t) f [x(t),Qn(t)]
为了保证触发器每来一个CP必须翻一次， 在电路上应 加反馈线， 记住原来的状态， 并且导致必翻。 在RS触发 器基础上得到的T触发器为对称型， 它加了反馈线a、 b， 由Q 、接至R、 S端。 由D触发器得到的T触发器为非对称 型， 它加了反馈线a， 由 Q 端接至D端。 如图 5－15 所 示。
图 5 – 15 T触发器 (a) 对称型； (b) 非对称型
图 5 – 5 求例 4 的逻辑表达式 (a) 求Qn+1; (b) 求F
ch5 同步时序逻辑电路的设计 数字电子技术基础 教学课件
“1111”，进位CO = CTTQ3Q2Q1Q0 =1。第16个CP作
用后，输出恢复到0000状态，CO = 0。
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2323
第五章 常用时序集成电路及其应用
第二节 中规模计数器
❖ 四位二进制同步计数器——74163
74163功能表
输
入
输出
CP CR LD CTP CTT D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0
第二节 计数器
❖ 四位二进制同步计数器—74161
内部由四个主从JK触发器和
CTRDIV16
控制电路构成。
CR
CT=0
C多T片P、级C联TT使：用可。作为使能端和
LD CTT
CTP
控制块输出端3CT=15（既
CP
M1
M2
3CT=15
CO
G3
G4
C5/2,3,4+
时序块输出Q3 Q2 Q1 Q0=1111 ），其中3关联G3
——连接成任意模M 的计数器
◆ 同步预置法
◆ 反馈清零法
◆ 多次预置法
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2727
(1) 同步预置法
例1:设计一个M=10的计数器。
方法一: 采用后十种状态
态序表 计数 输 出
CTRDIV16
1 CR CT=0
LD
1 1
CTT CTP
f CP
M1 M2
G3 G4
C5/2,3,4+
1313
第五章 常用时序集成电路及其应用
总定性符位置： 第一节 时序集成模C块TR的－GB计/T数4器728.12-1996国标符号
数字电子技术基础第五版
(1000 1111 1010 1100 0110 )2
《数字电子技术基础》第五版
五、八进制数与二进制数的转换
例：将(011110.010111)2化为八进制
(011 110. 010 111 )2
(3 6 . 2 7)8
例：将(52.43)8化为二进制
(5
2 . 4
3)8
(101 010 . 100 011 )2
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》（第五版）教学课件
清华大学 阎石 王红
联系地址：清华大学 自动化系 邮政编码：100084 电子信箱：wang_hong@ 联系电话：(010)62792973
《数字电子技术基础》第五版
第一章
数制和码制
《数字电子技术基础》第五版
1 2 3 4 7
k n 2 n1 k n1 2 n 2 k1 2( k n 2 n 2 k n1 2 n3 k 2 ) k1
0
故 (173)10 (10101101 )2
5 6
《数字电子技术基础》第五版
二、十－二转换
1 2 m ( S ) k 2 k 2 k 2 10 1 2 m 小数部分: 左右同乘以 2
1.1 概述 数字量和模拟量
• 数字量：变化在时间上和数量上都是不连 续的。（存在一个最小数量单位△） • 模拟量：数字量以外的物理量。 • 数字电路和模拟电路：工作信号，研究的 对象，分析/设计方法以及所用的数学工具 都有显著的不同
《数字电子技术基础》第五版
数字量和模拟量
• 电流值来表示信息
《数字电子技术基础》第五版
1.4二进制数运算
1.4.2 反码、补码和补码运算
《数字电子技术基础》课后习题及参考答案
第1章习题与参考答案【题1-1】将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。
（1）25；（2）43；（3）56；（4）78解：（1）25=（11001）2=（31）8=（19）16（2）43=（101011）2=（53）8=（2B）16（3）56=（111000）2=（70）8=（38）16（4）（1001110）2、（116）8、（4E）16【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。
（1）10110001；（2）10101010；（3）11110001；（4）10001000 解：（1）10110001=177（2）10101010=170（3）11110001=241（4）10001000=136【题1-3】将下列十六进制数转换为十进制数。
（1）FF；（2）3FF；（3）AB；（4）13FF解：（1）（FF）16=255（2）（3FF）16=1023（3）（AB）16=171（4）（13FF）16=5119【题1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。
（1）11；（2）9C；（3）B1；（4）AF解：（1）（11）16=（00010001）2（2）（9C）16=（10011100）2（3）（B1）16=（1011 0001）2（4）（AF）16=（10101111）2【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。
（1）1110.01；（2）1010.11；（3）1100.101；（4）1001.0101解：（1）（1110.01）2=14.25（2）（1010.11）2=10.75（3）（1001.0101）2=9.3125【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。
（1）20.7；（2）10.2；（3）5.8；（4）101.71解：（1）20.7=（10100.1011）2（2）10.2=（1010.0011）2（3）5.8=（101.1100）2（4）101.71=（1100101.1011）2【题1-7】写出下列二进制数的反码与补码（最高位为符号位）。
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
与（AND）
或（OR）
非（NOT）
以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开； 以Y=1表示灯亮，Y=0表示灯不亮； 三种电路的因果关系不同：
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
与
❖ 条件同时具备，结果发生 ❖ Y=A AND B = A&B=A·B=AB
AB Y 0 00 0 10 1 00 1 11
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
或
❖ 条件之一具备，结果发生 ❖ Y= A OR B = A+B
AB 00 01 10 11
Y 0 1 1 1
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非
❖ 条件不具备，结果发生
❖ YANOT A
A
Y
0
1
1
0
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
几种常用的复合逻辑运算
公式（17）的证明（真值表法）：
ABC BC 000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 0 110 0 111 1
A+BC 0 0 0 1 1 1 1 1
A+B A+C （A+B）(A+C)
0
0
0
0
1
0
1
00
1
1
1
1
1
1
1
11
1
1
1
1
1
1
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ACBCADBCD
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
2.5 逻辑函数及其表示方法
❖ 2.5.1 逻辑函数 ❖ Y=F(A,B,C,······)
数字电子技术部分习题参考答案机工版
附录C 部分习题参考答案C.1 第一章 概述 本章习题1.1 在一段连续的观察时间内，数字信号只有有限个时间点有意义，也只有有限个幅值；而模拟信号则在任意时间点都有意义，且在任意的幅值范围内都有无限种可能取值。
两种信号的区别在于时间和幅值方面模拟信号是连续的（时间和取值不可分割），而数字信号则是离散的。
C.2 第二章 数制与编码 本章习题2.1（1）(10000001)2；（2）(0.01101010)2；（3）(100101.0111)2；（4）(1010001.0110)2。
2.2（1）(123)10=(7B)16； （2）(0.171875)10=(0.2C)16； （3）(46.375)10=(2E.6)16；（4）(41.5625)10=(29.9)16。
2.3（1）16210FEED =1111111011101101=65261'''（）（）（）； （2）162100.24=0.001001=0.140625'（）（）（）； （3）16210A70.BC =101001110000.101111=2672.734375'''（）（）（） （4）16210(10A.C)(1'0000'1010.11)(266.75)==2.4 （1）102(19)(00010011)(00010011)=(00010011)=(00010011)==原反补（2）2(0.125)(0.0010000)=(0.0010000)=(0.0010000)=原反补 （3）2(0.1101)(1.1101000)=(1.0010111)=(1.0011000)-=原反补（4）102(1.39)( 1.011001)(01.011001)=(01.011001)=(01.011001)=+=原反补2.6 (1)108421542124213(48)(01001000)(01001011)(01001110)(01111011)''''====余码 (2)108421542124213(34.15)(00110100.00010101)(00110100.00011000)(00110100.00011011)(01100111.01001000)''''==''''==余码(3)108421542124213(121.08)(000100100001.00001000)(000100100001.00001011)=(00010010000100001110)(010*********.00111011)''''''''==''''''''=余码(4)108421542124213(241.86)(001001000001.10000110)(001001000001.10111001)=(001001000001.11101100)(010*********.10111001)''''''==''''''=余码(5)1610842154213(5B.C)(91.75)(1001'0001.0111'0101) (1100'0001.1010'1000)(1100'0100.1010'1000)====余码(6)1610842154212421(2.B7)(2.71484375)(0010.01110001010010000100001101110101)(0010.10100001010010110100001110101000)=(0010.11010001010011100100001111011011)(0101.10100100011110'''''''=='''''''=''''''''''=3110111011010101000)''''余码(7) 8108421542124213(74.32)(60.40625)(01100000.01000000011000100101)(10010000.01000000100100101000)(11000000.01000000110000101011)(10010011.01110011100101011000)'''''=='''''='''''='''''=余码(8) 8108421542124213(101.1)(65.0125)(01100101.0000000100100101)(10011000.0000000100101000)(11001011.0000000100101011)(10011000.0011010001011000)''''==''''=''''=''''=余码本章自测 一、填空题1. 4321012222(11011.011)(1212021212021212)---=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ 2．162105421(10A.C)(1'0000'1010.11)(266.75)=(001010011001.10101000)'''== 3．10216(74.5)(1001010.1)(4A.8)== 4．10A A 00= 5．16102(5B)(91)(1011011)(01011011)=(01011011)===原6．-75 二、选择题 1. D 2. B 3. C 4. D 三、分析题1. 对于表(a)所示BCD 码，设该编码是有权码，则由10BCD (1)(0010)=，10BCD (0)(0011)=，10BCD (6)(1000)=，以及10BCD (2)(0101)=，可以求得各位权值应为(6,3,1,1)-。
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时序电路亦称为米勒型电路
5.1.3 时序电路逻辑功能的描述
输出方程 1. 逻辑方程式
组合逻辑电路 A G2 G1 Y
Y Q1Q0
驱动方程组
J 0 K0 1
J1 K1 A Q0
Z Q1
A FF0 1D CP CP0 Q0 Q0 CP1 FF1 1D Q1 Q1
Z
＞C1
1K
＞C1
1K
1
＞C1
＞C1
Q1
CP
5.1.2 时序逻辑电路的分类
根据输出信号的特点，又可将同步时序逻辑电路划分为 摩尔（Moore）型和米勒（Mealy）型。 摩尔型电路 ：
ห้องสมุดไป่ตู้
电路输出仅仅取决于各触发器的状态，而不受电路当时的输入
n n
Q1n Q0n
n 0
n 1 Q1n1Q0
Q Q
n 1 0
1 Q 0 1 Q Q 0 AQ Q
n 0 n 1
00 01
n 1 1
10
11
A=0 01 10 11
00
A=1 11 00 01
10
Y 0 0
0
1
4.根据转换表得状态表
令4个状态为00=a，01=b，10=c，11=d，得： 转换表 状态表 X 0 1 0 0 Sn a b Sn+1/Y X 0 1
X1 Z1 Zj
…
Xi
组合逻辑电路
… …
Y1
…
Q1
…
Qr
存储电路
…
Yr
5.1.2 时序逻辑电路的分类
同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 它们的状态在同一时刻更新。 异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路 的状态更新不是同时发生的。
时序电路
FF0 J0 K0 1J
FF1 Q0 J1 K1 Q0 1J
0 0 0 0
0 1 1 1
0 0 1 0
0 1 0 0
Q0 Q1 Z
时序逻辑电路的4种描述方式是可以相互转换的。 end
状态方程组
Q1 Q0 CP
FF1 1J
J1
Q0 Q1
FF0 1J C1
1 J0
C1 1K K1
Q1n1 JQ KQ
1K K0
Q
存储电路
n 1 0
1 Q 0 1 Q Q 0
n 0
n
n
Q1n 1 A Q0n Q1n
2. 状态表
输出方程
转换表
Y Q1Q0
状态方程组
J1
Q0 Q1
FF0 1J
1 J0
…
Q1
组合逻辑电路
… …
Y1 Zj
Z1
C1 1K K1
C1 1K K0
…
Qr
存储电路
…
Yr
存储电路
逻辑方程式的描述方式
输出方程: 激励方程: Z＝F1( X，Qn ) 表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式 Y＝F2( X，Qn ) 表达激励信号与输入信号、状态变量的关系式 状态方程 : Qn+1＝F3(Y，Qn) 表达存储电路从现态到次态的转换关系式
Q Q
00 01 10 11
n 1
n 0
n1 Q1n1Q0 /Y
A=0 00 / 0 00 / 1 00 / 1 00 / 1
A=1 10 / 0 01 / 0 11 / 0 01 / 0
c d
A=0 a/0 a/1 a/1 a/1
A=1 c/0 b/0 d/0 b/0
0 0
3.画状态图 用圆圈表示状态，圈内标注该状态的字符（Sn）或编码。 各圆圈之间由带箭头的线联系起来表示状态转换的方向(由现 态到次态)。 标在连线一侧的数字表示状态转换前输入信号的取值和输出 值。通常将输入信号的取值写在斜线左边，输出值写在斜线右 边。 A/Z
5.1 概 述
5.1.1 时序逻辑电路的基本结构及特点
5.1.2 时序逻辑电路的分类 5.1.3 时序电路逻辑功能的描述
5.1 概述
5.1.1 时序逻辑电路的基本结构及特点
电路由组合电路和存储电路（触发器）组成。 电路存在反馈。
组合逻辑电路 A G2 G1 Z
A1
…
Ai
Q1 Q0 CP
FF1 1J
Q1Q0 0/0 00 1/0 0/1 1/1 1/0 11 0/0 10 1/0 0/0 01
4. 时序图 转换表
根据转换表画出波形图
CP
A=0 A=1 00 01 11 01 10 00 10 11 11 00 01 10
Y 0 0 0 1
A
0 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 1 1 1