第十二章 时序逻辑电路
(完整版)时序逻辑电路习题与答案
第12章时序逻辑电路自测题一、填空题1．时序逻辑电路按状态转换情况可分为时序电路和时序电路两大类。
2．按计数进制的不同，可将计数器分为、和N进制计数器等类型。
3．用来累计和寄存输入脉冲个数的电路称为。
4．时序逻辑电路在结构方面的特点是：由具有控制作用的电路和具记忆作用电路组成。
、5．、寄存器的作用是用于、、数码指令等信息。
6．按计数过程中数值的增减来分，可将计数器分为为、和三种。
二、选择题1．如题图12.1所示电路为某寄存器的一位，该寄存器为。
A、单拍接收数码寄存器；B、双拍接收数码寄存器；C、单向移位寄存器；D、双向移位寄存器。
2．下列电路不属于时序逻辑电路的是。
A、数码寄存器；B、编码器；C、触发器；D、可逆计数器。
3．下列逻辑电路不具有记忆功能的是。
A、译码器；B、RS触发器；C、寄存器；D、计数器。
4．时序逻辑电路特点中，下列叙述正确的是。
A、电路任一时刻的输出只与当时输入信号有关；B、电路任一时刻的输出只与电路原来状态有关；C、电路任一时刻的输出与输入信号和电路原来状态均有关；D、电路任一时刻的输出与输入信号和电路原来状态均无关。
5．具有记忆功能的逻辑电路是。
A、加法器；B、显示器；C、译码器；D、计数器。
6．数码寄存器采用的输入输出方式为。
A、并行输入、并行输出；B、串行输入、串行输出；C、并行输入、串行输出；D、并行输出、串行输入。
三、判断下面说法是否正确，用“√"或“×"表示在括号1．寄存器具有存储数码和信号的功能。
( )2．构成计数电路的器件必须有记忆能力。
( )3．移位寄存器只能串行输出。
( )4．移位寄存器就是数码寄存器，它们没有区别。
( )5．同步时序电路的工作速度高于异步时序电路。
( )6．移位寄存器有接收、暂存、清除和数码移位等作用。
（）思考与练习题12.1.1 时序逻辑电路的特点是什么?12.1.2 时序逻辑电路与组合电路有何区别?12.3.1 在图12.1电路作用下，数码寄存器的原始状态Q3Q2Q1Q0=1001，而输入数码D3D2D1D0=0110时，在CP的作用下，Q3Q2Q1Q0状态如何变化?12.3.2 题图12.2所示移位寄存器的初始状态为111，画出连续3个C P脉冲作用下Q2Q1Q0各端的波形和状态表。
时序逻辑电路习题与答案
第12章时序逻辑电路自测题一、填空题1．时序逻辑电路按状态转换情况可分为时序电路和时序电路两大类。
2．按计数进制的不同，可将计数器分为、和N进制计数器等类型。
3．用来累计和寄存输入脉冲个数的电路称为。
4．时序逻辑电路在结构方面的特点是：由具有控制作用的电路和具记忆作用电路组成。
、5．、寄存器的作用是用于、、数码指令等信息。
6．按计数过程中数值的增减来分，可将计数器分为为、和三种。
二、选择题1．如题图12.1所示电路为某寄存器的一位，该寄存器为。
A、单拍接收数码寄存器；B、双拍接收数码寄存器；C、单向移位寄存器；D、双向移位寄存器。
2．下列电路不属于时序逻辑电路的是。
A、数码寄存器；B、编码器；C、触发器；D、可逆计数器。
3．下列逻辑电路不具有记忆功能的是。
A、译码器；B、RS触发器；C、寄存器；D、计数器。
4．时序逻辑电路特点中，下列叙述正确的是。
A、电路任一时刻的输出只与当时输入信号有关；B、电路任一时刻的输出只与电路原来状态有关；C、电路任一时刻的输出与输入信号和电路原来状态均有关；D、电路任一时刻的输出与输入信号和电路原来状态均无关。
5．具有记忆功能的逻辑电路是。
A、加法器；B、显示器；C、译码器；D、计数器。
6．数码寄存器采用的输入输出方式为。
A、并行输入、并行输出；B、串行输入、串行输出；C、并行输入、串行输出；D、并行输出、串行输入。
三、判断下面说法是否正确，用“√"或“×"表示在括号1．寄存器具有存储数码和信号的功能。
( )2．构成计数电路的器件必须有记忆能力。
( )3．移位寄存器只能串行输出。
( )4．移位寄存器就是数码寄存器，它们没有区别。
( )5．同步时序电路的工作速度高于异步时序电路。
( )6．移位寄存器有接收、暂存、清除和数码移位等作用。
（）思考与练习题时序逻辑电路的特点是什么?时序逻辑电路与组合电路有何区别?在图12.1电路作用下，数码寄存器的原始状态Q3Q2Q1Q0=1001，而输入数码D3D2D1D0=0110时，在CP的作用下，Q3Q2Q1Q0状态如何变化?题图12.2所示移位寄存器的初始状态为111，画出连续3个C P脉冲作用下Q2Q1Q0各端的波形和状态表。
时序逻辑电路PPT课件
顺序脉冲
分类
计数型 移位型 : 计数器+译码器
6.4.1 计数型顺序脉冲发生器
一、电路组成 由四进制计数器( JK 触发器) 和译码器构成
Q1n Q0n
Y0
&
Q1nQ0n
Y1
&
Q1n Q0n
Y2 &
Q1nQ0n
Y3 &
1
Q0
1J
FF0 C1 1K
Q0
RD
1
Q1 FF1 Q1
1J C1 1K RD
三、用 MSI 构成顺序脉冲发生器
1 CP
DDDD0123
74LS163
LD CR
CCTTTP
Q0
3位二进 Q1
制计数 QQ23
CO
74LS138
SSTTAB STC
Y0 Y1 Y2
译码 YY34
Y5
YY67
74LS374
EN
0D
0Q
1D
1Q
2D 缓冲2Q
3D 4D
寄存
3Q 4Q
5D
5Q
6D
6Q
7D
Q0
Q1
Q2
FF0
FF1
FF2
1D C1 R 1D C1 R
1D C1 R
Q0n1
Q0n
Q1n
Q
n 2
Q3
Q1n1 Q0n
FF3
Q2n1 Q1n
1D C1 R
Q3n1 Q2n
CP
1
CR
CP
不需译码器。不会
Q0
产生竞争冒险。状
Q1
态利用率低。
《时序逻辑电路分析》课件
采用低功耗、高速的触发器设计，减少资源占用。
提高工作速度的优化方法
并行处理
通过并行处理技术，提高电路的工作 速度。
时钟分频与倍频
根据电路的工作频率需求，合理选择 时钟的分频与倍频方案，以优化工作 速度。
THANKS
感谢观看
REPORTING
PART 03
时序逻辑电路的设计
REPORTING
同步设计法
01
同步设计法定义
同步设计法是一种基于时钟信号 的设计方法，用于构建时序逻辑
电路。
03
优点
同步设计法具有较高的可靠性和 稳定性，能够实现复杂的逻辑功
能。
02
工作原理
在同步设计法中，所有操作都严 格在时钟信号的驱动下进行，保 证了电路的稳定性和可靠性。
《时序逻辑电路分析 》PPT课件
REPORTING
• 时序逻辑电路概述 • 时序逻辑电路的分析方法 • 时序逻辑电路的设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化设计
目录
PART 01
时序逻辑电
时序逻辑电路的定义、特点
时序逻辑电路的特点包括
具有记忆功能、具有时钟信号控制、具有输入信号和输出信号等。
时序逻辑电路的基本组成
时序逻辑电路由触发器、组合逻 辑电路和时钟信号源三部分组成 。
组合逻辑电路用于实现输入信号 到输出信号的逻辑变换，主要由 门电路组成。
总结词：时序逻辑电路的基本组 成
触发器是时序逻辑电路中的核心 元件，用于存储状态信息，常见 的触发器有RS触发器、D触发器 、JK触发器和T触发器等。
04
异步时序逻辑电路是指触发器的时钟输入端接在不同的时钟源上，时 钟信号独立作用于各个触发器，实现状态异步转换。
时序逻辑电路 PPT学习教案
2. 寄存器的分析： 由边沿触发器组成的4位寄存器74LS175
CP上升沿到来时， Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 其它时间， Qn+1= Qn
CR 为异步清零端
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24
74LS175 功能表
输入 CR CP D0 D1 D2 D3
输出 Q0 Q1 Q2 Q3
时序电路的分析： 找出电路的状态和输出状态在 输入变量和时钟信号的作用下 的变化规律，即已知逻辑图说 明其逻辑功能。
步骤 ： 1、写方程：根第8页据/共142逻页 辑电路图写
出各触发器的
9
2、求状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特 性方程，得到各触发器的状态方程(即次态方 程）
3、列状态转换表：依次设初态，求次态，列出 状态转换真值表（画出状态转换图或时序图 ）
7
3、按输出信号的特点分类：（即组合电路的繁简 程度）
（1）Mealy（米里）型：输出信号取决于存储电 路与输入变量
（2）Moore（摩尔）型：输出仅仅取决于存储电 路的状态
注：有些电路没有组合逻辑电路；有些电路没有 输入信号。
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8
6.2 时序逻辑电路的分析方法
6.2.1 同步时序逻辑电路分析方法
51
小结：异步二进制计数器如由T’触发器组成， 其各级触发器的的时钟选择规律为：
CP0=CP
加法，下降沿触发
触发
触发
加法 减法
Qi1 CPi Qi1 CPi
Qi1 CPi Qi1 CPi
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52
（2）异步十进制加法计数器
原理： 在4位二进制异步加法计数器上修改而成， 要跳过10101111这六个状态。
【电工基础知识】时序逻辑电路
【电⼯基础知识】时序逻辑电路时序逻辑电路定义时序逻辑电路主要由触发器构成。
在理论中，时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输⼊，还与前⼀时刻输⼊形成的状态有关。
这跟相反，组合逻辑的输出只会跟⽬前的输⼊成⼀种函数关系。
换句话说，时序逻辑拥有储存器件（）来存储信息，⽽组合逻辑则没有。
从时序逻辑电路中，可以建出两种形式的：：输出只跟内部的状态有关。
（因为内部的状态只会在时脉触发边缘的时候改变，输出的值只会在时脉边缘有改变）：输出不只跟⽬前内部状态有关，也跟现在的输⼊有关系。
时序逻辑因此被⽤来建构某些形式的的，延迟跟储存单元，以及有限状态⾃动机。
⼤部分现实的电脑电路都是混⽤组合逻辑跟时序逻辑。
按“功能、⽤途”分为：1. 寄存器；2. 计数（分频）器；3. 顺序（序列）脉冲发⽣器；4. 顺序脉冲检测器；5. 码组变换器；寄存器定义寄存器：能够暂时存放数码、指令、运算结果的数字逻辑部件，称为寄存器。
寄存器的功能是存储，它是由具有存储功能的组合起来构成的。
⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码，故存放n位⼆进制代码的寄存器，需⽤n个触发器来构成。
[1]按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和两⼤类。
基本寄存器只能并⾏送⼊数据，也只能并⾏输出。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移，数据既可以并⾏输⼊、并⾏输出，也可以串⾏输⼊、串⾏输出，还可以并⾏输⼊、串⾏输出，或串⾏输⼊、并⾏输出，⼗分灵活，⽤途也很⼴。
[1]知识点概述：1、寄存器，就是能够记忆或存储0和1数码的基本部件。
通常都是由各种触发器和门电路来构成的。
2、寄存器分为仅能存储0和1数码的数码寄存器，和既能存储数码同时也能实现数码的左移或右移的寄位移寄存器。
3、在实际中，通常使⽤集成寄存器。
本节讲解了寄存器的电路构成、⼯作原理、对74LS194双向移位寄存器的使⽤进⾏了介绍。
4、有点寄存器具有左移右移的功能寄存器电路如下：（1）由四个D触发器构成，因为每⼀个D触发器可以存放1位⼆进制信息，所以上述电路的寄存器可存放⼀个4位⼆进制数码，⼀般也把这种寄存器称为数码寄存器。
电工与电子技术第十二章习题详解(陶桓齐)华中科技大学出版社
第12章习题解答12-1 已知由与非门组成的基本RS触发器和输入端D R、D S的波形如题图12-1所示，试对应地画出Q 和Q的波形，并说明状态“不定”的含义。
题图12-1解：12.2 已知可控RS触发器CP、R和S的波形如题图12-2所示，试画出输出Q的波形。
设初始状态分别为0和1两种情况。
题图12-2解：12-3 在主从结构的JK触发器中，已知CP、J、K的波形如题图12-3所示，试画出Q端的波形。
设初始状态Q=0。
题图12-3解：12-4 维持阻塞型D触发器的输入D和时钟脉冲CP的波形如题图12-4所示，试画出Q端的波形。
设初始状态Q = 0。
题图12-4解：12-5 在T触发器中，已知T和CP的波形如题图12.5所示，试画出Q端的波形。
设初始状态Q= 0。
题图12-5解：12-6 写出题图12-6所示电路的逻辑关系式，说明其逻辑功能。
题图12-6解：逻辑关系为：Q D AQ BQ==+所以其功能为JK触发器。
12-7 如题图12-7所示的电路和波形，试画出D端和Q端的波形。
设初始状态Q= 0。
题图12-7解：12-8 将主从型JK触发器转换为T'触发器有几种方案？画出外部连线图。
解：12-9 电路如题图12-9所示。
画出Q0端和Q1端在六个时钟脉冲CP作用下的波形。
设初态Q1=Q0= 0。
题图12-9解：12-10 用题图12.10(a)所给器件构成电路，并在示波器上观察到如图12.10（b）所示波形。
试问电路是如何连接的？请画出逻辑电路图。
(a) (b)题图12-10解：12-11 已知如题图12.11(a)所示电路的各输入端信号如题图12-11(b)所示。
试画出触发器输出端Q0和Q1的波形。
设触发器的初态均为0。
(a) (b)题图12-11解：12-12 已知电路和时钟脉冲CP及输入端A的波形如题图12-12所示，试画出输出端Q、1Q的波形。
假定各触发器初态为1。
(a ) (b )题图12-12解：12-13 已知题图12-13(a )所示电路中输入A 及CP 的波形如题图12-13(b )所示。
时序逻辑电路PPT课件
工作原理
状态表示
时序逻辑电路中的状态通常由存储元件（如触发器）来存储，根据 输入信号的变化，电路的状态会随之改变。
状态转移
时序逻辑电路中的状态转移是由输入信号和当前状态共同决定的， 根据一定的逻辑关系，电路会从一个状态转移到另一个状态。
。
02
可编程逻辑控制器（PLC）
在工业控制系统中，时序逻辑电路用于实现可编程逻辑控制器，用于自
动化控制和数据处理。
03
传感器接口
时序逻辑电路用于实现传感器接口电路，将传感器的模拟信号转换为数
字信号，并传输给微控制器或可编程逻辑控制器进行处理。
04
CATALOGUE
时序逻辑电路的优化
优化设计
设计
使用基本的逻辑门电路， 根据需求逐一设计电路。
自动化工具设计
使用EDA（电子设计自动 化）工具进行设计，提高 设计效率。
混合设计
结合手工设计和自动化工 具设计，根据具体情况选 择合适的设计方法。
设计工具
硬件描述语言
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行设计。
EDA工具
时序逻辑电路
目录
• 时序逻辑电路简介 • 时序逻辑电路设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化 • 时序逻辑电路的发展趋势
01
CATALOGUE
时序逻辑电路简介
定义与分类
定义
时序逻辑电路是一种具有记忆功 能的电路，它能够根据输入信号 的变化，按照一定的逻辑关系， 输出相应的信号。
分类
输出信号
时序逻辑电路的输出信号是根据当前状态和输入信号来确定的，它会 随着状态的变化而变化。
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第十二章时序逻辑电路
一、填空题
1．计数器工作时，对出现的个数进行计数。
2．构成一个2n进制计数器，共需要个触发器。
3.用以存放的电路称为寄存器。
4.数码寄存器一般分为、和三种，其功能是用来存放二进制数码。
5.寄存器存放数码的方式有和两种，从寄存器取出数码的方式有
和两种。
6.寄存器中，一个触发器可以存放二进制代码，要存放N位二进制代码，就要有
个触发器。
7.8位移位寄存器，串行输入时经个CP脉冲后，8位数码全部移入寄存器中。
8.计数器按CP控制方式的不同可以分为计数器和计数器，按进制的不同，可以分为计数器、计数器和计数器，按计数过程中数字的增减可以分为计数器、计数器和计数器。
9.6位二进制加法计数器所累计的输入脉冲数最大为。
10.在异步二进制计数器中，要求从0开始计数，计到十进制数12，需要个触发器。
11.8421BCD码的二-十进制计数器当计数状态是时，再输入一个计数脉冲，计数状态为0000，然后向高位发出信号。
12．利用各种不同的集成计数器构成N进制计数器的方法有多种，通常采用
法，如果要得到计数容量较大的计数器，就必须采用法。
13.某计数器的状态变化为000-001-010-011-000，则该计数器的功能是进制
法计数器。
14.74LS160是一块同步十进制加法计数器集成电路，它采用清0，置数。
当CTt、CTp均为0时，实现功能。
15.如图所示电路的状态方程Q n+1=___________。
16. 某计数器的输出波形如图所示，该计数器是___________进制计数器。
二、选择题
1．时序逻辑电路在结构上（）。
A．必须有组合逻辑电路 B．必须有存储电路
C．必有存储电路和组合逻辑电路 D．以上均正确
2．时序逻辑电路的输出是（）。
A．只与输入有关
B．只与电路当前状态有关
C．与输入和电路当前状态均有关
D．与输入和电路当前状态均无关
3．同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的区别在于异步时序逻辑电路（）。
A．没有触发器 B．没有统一的时钟脉冲控制
C．没有稳定状态 D．输出只与内部状态有关
4．从0开始计数的N 进制增量计数器，最后一个计数状态为 （ ）。
A ．N B ．N+1 C ．N-1 D ．2N
5．由 n 个触发器构成的计数器，最多计数个数为（ ）。
A ．n 个 B ．2n 个 C ．n 2个 D ．2n 个 6．图示各逻辑电路中，为一位二进制计数器的是（ ）。
7．若构成一个十二进制计数器，所用触发器至少（ ）。
A ．12个 B ．3个 C ．4个 D ．6个
8．4个触发器构成的8421BCD 码计数器，其无关状态的个数为（ ）。
A ．6个 B ．8个 C ．10个 D ．不定
9．异步计数器如图示，若触发器当前状态Q 3 Q 2 Q 1为110，则在时钟作用下，计数器的下一状态为（ ）。
A ．101
B ．111
C ．010
D ．000
10．下列器件中，具有串行—并行数据转换功能的是（ ）。
Q
_
A
B
C
D
A ．译码器
B ．数据比较器
C ．移位寄存器
D ．计数器
11．异步计数器如图示，若触发器当前状态Q 3 Q 2 Q 1为011，则在时钟作用下，计数器的下一状态为（ ）。
A ．100
B ．110
C ．010
D ． 000
12．由4位二进制计数器74LS161构成的任意进制计数器电路如图示，计数时的最小状
态是（ ）。
A ．0000
B ．1111
C ．0001
D ．0110
13．由4位二进制计数器74LS161构成的任意进制计数器电路如图示，计数器的有效状态数为（ ）。
A ．16
B ．8
C ．10
D ．12
14．电路如图所示， 74LS191具有异步置数的逻辑功能的加减计数器，其功能表如下所示。
已知电路的当前状态Q 3 Q 2 Q 1 Q 0为1100，请问在时钟作用下，电路的下一状态Q 3 Q 2 Q 1 Q 0为（ ）。
A ． 1100
B ． 1011
C ． 1101 D.0000
1R _
1
15．下列功能的触发器中，（ ）不能构成移位寄存器。
A ．SR 触发器 B ．JK 触发器 C ．D 触发器 D.T 触发器 16．如图所示电路的功能为（ ）。
CP
A ．并行寄存器 B.移位寄存器 C ．计数器 D ．序列信号发生器
17．4位移位寄存器，现态Q 0Q 1Q 2Q 3为1100，经左移1位后其次态为（ ）。
A ．0011或1011 B.1000或1001 C ．1011或1110 D ．0011或1111
18．现欲将一个数据串延时4个CP 的时间，则最简单的办法采用（ ）。
A ．4位并行寄存器 B ．4位移位寄存器 C ． 4进制计数器 D ．4位加法器
19．一个四位串行数据，输入四位移位寄存器，时钟脉冲频率为1kHz ，经过 （ ）可转换为4位并行数据输出。
A ．8ms B.4ms C ．8µs D ．4µs
20．由3级触发器构成的环形和扭环形计数器的计数模值依次为（ ）。
A ．8和8 B ．6和3 C ．6和8 D.3和6
三、判断题
1.时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储器组成。
（ ）
2.时序电路中存在反馈，组合电路中不存在反馈。
（ ） 3．计数模为2n 的扭环计数器所需的触发器为n 个。
（ ）
4.移位寄存器就是数码寄存器，它们没有区别。
（ ）
5.时序逻辑电路在结构方面的特点是由具有控制作用的逻辑门电路和具有记忆 作用的触发器两部分组成。
（ ）
6.计数器和寄存器都是时序逻辑电路。
（ ）
7.构成计数器电路的器件必须具有记忆功能。
（ ）
8.同步RS 触发器只有在CP 脉冲信号到来后，才依据R 、S 信号的变化来改变输 出的状态。
（ ）
9.时钟脉冲的主要作用是使触发器的输出状态稳定。
（ ） 10.移位寄存器每输入一个时钟脉冲，电路中只有一个触发器翻转。
（ ） 11.同步计数器的计数速度比异步计数器快。
（ ） 12.一个六进制计数器至少要三个触发器才能构成。
（ ）
四、综合题
1． 试画出如图所示时序电路在一系列CP 信号作用下，Q 0、Q 1、Q 2的输出电压波形。
设触发器的初始状态为Q =0。
Q 0
Q 1
Q 2
CP
2．有一简单时序逻辑电路如图所示，试写出当C = 0和C =1时，电路的状态方程Q n +1，并说出各自实现的功能。
C
X
3．由JK 触发器和D 触发器构成的电路如图所示，各输入端波形如图（b ），当各个触发器的初态为0时，试画出Q 0和Q 1端的波形，并说明此电路的功能。
B
A Q 0Q 1
A
B
（a ） （b ）
4．时序电路如图（a ）所示。
给定
CP 和A 的波形如图（b ）所示，画出Q 1、Q 2、Q 3的波形，假设初始状态为0。
A
CP
（a ）
A CP Q 1Q 2Q 3
（b ）
5．分析图示电路，要求：
（1）写出JK触发器的状态方程；
（2）用X、Y、Q n作变量，写出P和Q n+1的函数表达式；
（3）列出真值表，说明电路完成何种逻辑功能。
X
P
Y
CP
6．试分析如图同步时序逻辑电路，并写出分析过程。
7.分析如图所示的计数器电路，说明这是多少进制的计数器。
十进制计数器74160的功能表见表。
8.分析如图所示的计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这是多少进制的计数器。
十六进制计数器74LS161的功能表如表所示。
9. 试用4位同步二进制计数器74LS161接成十三进制计数器，标出输入、输出端。
可以附加必要的门电路。
10. 试分析如图所示的计数器在M=1和M=0时各为几进制。
74LS160的功能表同上题。
11.如图所示电路是可变进制计数器。
试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器。