第四章 集成触发器习题

A B C D
≥1
GS
当按下S0～S9任 意一个键时，
S0 S1 S2
VCC
1kΩ×10 & & & & &
GS=1，表示有信
号输入；当S0～ S9均没按下时，
S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
GS=0，表示没有
信号输入。
7：设计2线—4线译码器 设计2 4
解：写出个数出函数表达式：
Y0 = EI AB
次数就愈多，达不到来一个CP翻转一次的目的，这种 现象叫做“空翻”。“空翻”现象的存在限制了同步 RS触发器的实际应用。 （3）：如果要求同步RS触发器不产生“空翻”，就 必须对时钟脉冲CP=1的宽度有严格要求，即 3tpd<CP<4tpd, 这显然是无法实现的。
=m3+m5+m6+m7 =
m3 ⋅ m5 ⋅ m6 ⋅ m7 ⋅
L &
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 74138 G1 G2AG2B 1 0 0 A 2 A 1 A0 A B C
用一片74138加一个与非门 就可实现该逻辑函数。
9： 某组合逻辑电路的 真值表如表4.2.4所示， 真值表如表4.2.4所示， 4.2.4所示 试用译码器和门电路设 计该逻辑电路。 计该逻辑电路。 解：写出各输出的最 小项表达式，再转换 成与非—与非形式:
6：设计一个键控8421BCD码编码器。 设计一个键控8421BCD码编码器。 8421BCD码编码器
A VCC 1kΩ×10 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 B C D
解：（1）列出真值表：
（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为：
A = S8 + S9 = S8 S 9
图（a）
解：（1）同步RS触发器的特性方程是Qn+1=S+RQn,且约束 条件为RS=0，二图4-8是由同步RS触发器连接而成的，图 中S=Qn，R=Qn，代入特性方程后得Qn+1=Qn，且约束条件 RS=Qn*Qn=0满足约束要求，使触发器处于记数状态。 （2）：根据特性方程 Qn+1=Qn，此式说明，在 时钟CP作用下，触发器 的次态Qn+1是其原状态 的补状态Qn。如果每个 与非门的传输延迟时间 是tpd，在CP=1期间， S,R端的信号每经过3tpd 将发生一次变化，这必 将引起触发器输出状态 的多次翻转。CP=1持续 的时间逾长，翻转的 图 (b)
用 一 片 74138 加 三 个 与 非门就可实现该组合逻 辑电路。 可见，用译码器实现多输 出逻辑函数时，优点更明 显。
G &
F &
L &
Y Y6 Y Y4 Y3 Y2 Y1 Y 7 5 0 74138 G1 G2AG2B 1 0 0 A 2 A 1 A0 A B C
4、设计一四选一数据选择器： 设计一四选一数据选择器： 解：列功能表：
解：当开关S由R端扳向 S端时，R端由低电平变 为高电平，S端由高电 平变为低电平，如果因 为弹簧开关S的弹性回 跳，与S端的接触处于 若离若合的抖动状态， 实际上等于在S端加了 多个负脉冲。由于加接 了基本RS触发器，一旦 开关S首先与S端接触使 其为低电平，其输出Q 的状态即由0变为1，
以后即便开关S的弹性回跳使S在0和1状态之间跳动， 触发器的输出Q仍维持1状态不变，不受开关抖动的影 响，只有当开关S弹回R端后，输出Q才由1状态变为0 状态，也就是说，每按动一次开关S，触发器只输出 一个正脉冲。
根据功能表，可写出输出逻辑表达式：
Y = ( A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3 ) ⋅ G
由逻辑表达式画出逻辑图：
G D0 D1 D2 D3 A0 A1 1 1 1 1 1 & ≥1 Y
11： 试用8 数据选择器74151实现逻辑函数： 74151实现逻辑函数 11： 试用8选1数据选择器74151实现逻辑函数：
图2
注意： （1）作此题时应该注意避免输入端的取值发生 错误，例如第二个时钟信号上升沿与输入D信号的跳 变发生在同一时刻，这时输入值应取1。类似情况， 还有第三个时钟信号的上跳与D信号的跳变也发生在 同一时刻，此时输入值应取0。这是因为D触发器需 要建立时间，否则会由于输入值取值错误，而导致 画出错误波形。 （2）考虑F2为主从JK触发器时，由于在第三个 CP的上升沿到来的同时，Q1也发生跳变（J端），则 对于F2，还应考虑“一次变化问题”。
图1
图中Rd信号对两个触发器都有清零功能，两个触发器虽然 公用一个时钟信号，但应该注意：F1位D触发器，F2为JK触 发器。它们的状态翻转发生在时钟信号的不同时刻（F1对 应上升沿到来,F2对应下降沿到来）。 所以：F1：D为已知，则Q1n+1=D （CP上升沿） F2: K=1，J=Q1，则Q2n+1=Q1Q2n (CP下降沿)
L = ABC + ABC + ABC + ABC = m1 + m 2 + m 4 + m 7 = m1 ⋅ m 2 ⋅ m 4 ⋅ m 7
F = ABC + A BC + ABC = m 3 + m 5 + m 6 = m3 ⋅ m5 ⋅ m 6
G = A BC + ABC + A BC + ABC = m0 + m 2 + m 4 + m 6 = m 0 ⋅ m 2 ⋅ m 4 ⋅ m 6
图1
分析：根据输入信号和各触发器的状态方程。可直接写出 各触发器的状态方程如下： Q1n+1=D1=A⊕B (CP上升沿) Q2n+1=JQ2n+KQ2n=ABQ2n+CQ2n (CP上升沿)
上述状态方程所对应的波形如下图所示：
图2
4、如图1所示电路，设初始状态 1n=Q2n=0,CP,A端的输 、如图 所示电路 设初始状态Q 所示电路， 端的输 入波形如图2所示 试画出Q 所示， 的波形图。 入波形如图 所示，试画出 1和Q2的波形图。
L = AB + BC + AC
解：将A、B接到地址输入端，C加到适当的数据输入端。 作出逻辑函数L的真值表，根据真值表画出连线图。
L Y 4选1数据选择器 A1 A 0 D3 D2 D1 D0 1 A B 0
1
C
13、以与非门组成的基本RS触发器为基础构成的消抖动单 13、以与非门组成的基本RS触发器为基础构成的消抖动单 RS 脉冲发生器如图4 所示。试分析次电路能够消除开关S 脉冲发生器如图4-7所示。试分析次电路能够消除开关S的 抖动，保证能可靠输出稳定的单脉冲的原理。 抖动，保证能可靠输出稳定的单脉冲的原理。
14：如果将图(a)所示同步 触发器，连接成如图（b)所 ：如果将图 所示同步 触发器，连接成如图（ 所 所示同步RS触发器 示电路。 示电路。 ）：写出此触发器的特性方程 （1）：写出此触发器的特性方程； ）：写出此触发器的特性方程； ）：在时钟脉冲 作用下， 端的状态会怎样变化 端的状态会怎样变化？ （2）：在时钟脉冲 作用下，Q端的状态会怎样变化？ ）：在时钟脉冲CP作用下 存在什么问题？ 存在什么问题？ ）：要使此电路能正常工作 （3）：要使此电路能正常工作，对时钟脉冲 有什么 ）：要使此电路能正常工作，对时钟脉冲CP有什么 要求？ 要求？
解：将逻辑函数转换 成最小项表达式：
L = ABC + ABC + ABC + ABC
=m3+m5+m6+m7
L Y 74151 G A 2 A 1 A 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D 1D 0 0 A B C 1
Y
画出连线图。
图4.3.5 例4.3.1逻辑图
12： 试用4选1数据选择器实现逻辑函数： ： 试用 选 数据选择器实现逻辑函数： 数据选择器实现逻辑函数
Y2 = EI AB
Y3 = EI AB
Y0 Y1 Y2 Y3
画出逻辑电路图：
& EI
1
&
&
&
A
1
B
1
试用译码器和门电路实现逻辑函数： 8： 试用译码器和门电路实现逻辑函数：
L = AB + BC + AC
解：将逻辑函数转换成最 小项表达式，再转换成 与非—与非形式。
L = ABC + A BC + ABC + ABC
第四章 集成触发器
习题集
1、在图1所示主从RS触发器中，CP,R,S的波形如图(1),(2) 所示，试画出相应的Qm,Qm,Q和Q 的波形图。
解：主从RS触发器的工作过程是：在CP期间主触发器接收 输入信号，但输入端并不改变状态，只有当CP下降沿到来 时从触发器才翻转，称为下降沿触发。根据主从RS触发器 状态转换图3可画出波形图如图4所示
3、图1所示各触发器均为边沿触发器，其CP及A,B,C的波 、 所示各触发器均为边沿触发器， 所示各触发器均为边沿触发器 及 的波 形图如图2，试写出各触发器次态Q 的逻辑表达式， 形图如图 ，试写出各触发器次态 n+1的逻辑表达式，设 各触发器的初态均为0，要求画出Q端的时间波形图 端的时间波形图。 各触发器的初态均为 ，要求画出 端的时间波形图。
B = S 4 + S5 + S6 + S7 = S 4 S5 S6 S7
重新整理得：
A
B
C
D
A = S8S9
B = S4S5S6S7
S0 S1 S2 S3 S4
VCC 1kΩ×10 &
&
&