数电答案华中科技大学2

S 0 0 1

5.1.3 如图5.1.6所示的触发器的CP、R、S信号波形如图5.1.3所示，画出Q和

1 R 0 1 0 1 Q 保持 0 1 不定 题

Q的波形，设初态Q=0。

5.1.6 由与或非门组成的同步RS触发器如图题5.1.6所示，试分析其工作原理并列出功能表。

5.2.2 设主从JK触发器的初始状态为0，CP、J、K信号如图题5.2.2所示，试画出触发器Q端的波形。

5.2.6 逻辑电路如图题5.2.6所示，已知CP和A的波形，画出触发器Q端的波形，设触发器的初始状态为0。 解：

Qn1JQnKQnAQnQnAQn

RQCP

______________n

5.2.11 D触发器逻辑符号如图题5.2.11所示，用适当的逻辑门，将D触发器转换成T触发器、RS触发器和JK触发器。 解：

Qn1DTQn

Qn1DSRQn

Qn1DJQnKQn

6.1.1 已知一时序电路的状态表如表题6.1.1所示，试作出相应的状态图。

6.1.2 已知状态表如表题6.1.2所示，试作出相应的状态图。

6.1.3 已知状态图如图题6.1.3所示，试作出它的状态表。

6.1.5 图题6.1.5是某时序电路的状态转换图，设电路的初始状态为01，当序列X=100110时，求该电路输出Z的序列。

解：011010

6.1.6 已知某时序电路的状态表如表题6.1.6所示，试画出它的状态图。如果电路的初始状态在S2，输入信号依次是0101111，试求出其相应的输出。

1010101

6.2.3 试分析图题6.2.3所示时序电路，画出状态图。 解：(1) 写出各逻辑方程

输出方程 驱动方程

_______________nnZXQ0Q1D0X

D1Q0n

(2) 将驱动方程代入相应特性方程，求得各触发器的次态方程，也即时序电路的状态方程

Q0n1D0XQ1D1Q0n1n

(3) 画出状态表、状态图

6.2.4 分析图题6.2.4所示电路，写出它的驱动方程、状态方程，画出状态表和状态图。 解：(1) 写出各逻辑方程

输出方程

ZXQ1nQ0n

驱动方程

J0Q1

nK0XQ1_________n

J1Q0nK11

(2) 将驱动方程代入相应特性方程，求得各触发器的次态方程，也即时序电路的状态方程

Q0n1J0Q0nK0Q0nQ1nQ0nXQ1nQ0nQ1nQ0nXQ1nQ1J1Q1K1Q1Q0Q1Q1Q1Q0n1nnnnnnn(3) 画出状态表、状态图

6.3.3 试用正边沿JK触发器设计一同步时序电路，其状态转换图如图题6.3.3所示，要求电路最简。

解：(1) 画出状态表

(2) 列出真值表

(3) 写出逻辑表达式

J0XQ1n J1XQ0n

K0XQ1n

K1XQ0n

ZQ1nQ0nXQ1n

7.1.1 在某计数器的输出端观察到如图7.1.1所示的波形，试确定该计数器的模。

解：模为6

7.1.3 试用负边沿D触发器组成4位二进制异步加计数器，画出逻辑图。

7.1.5 试分析图题7.1.5电路是几进制计数器，画出各触发器输出端的波形图。

解：五进制计数器

7.1.9 试分析图题7.1.9所示电路，画出它的状态图，说明它是几进制计数器。

解：十进制计数器。

7.1.11 试分析图题7.1.11所示电路，画出它的状态图，并说明它是几进制计数器。

解：11进制计数器。

7.1.15 试分析图题7.1.15所示电路，说明它是多少进制计数器，采用了何种进位方式。

解：4096。采用并行进位方式。

7.2.1 试画出图题7.2.1所示逻辑电路的输出(QA~QD)的波形，并分析该电路的逻辑功能。

解：S0=1表示右移操作，在这里是DSR→QA→QB→QC→QD。启动后，S1S0=11，处于置数状态，1110被置入寄存器中，然后每来一个脉冲，寄存器循环右移，寄存器中的序列依次是1110→1101→1011→0111。此时再来一个脉冲(即第四个脉冲)时，当QDQCQBQA瞬间变成1111，1110又被置入寄存器，回到起始状态，重又开始记数循环过程。所以它相当于一个四进制计数器的作用，也可以看作四分频电路。

7.2.2 试用两片74194构成8位双向移位寄存器。

8.1.2 一个有4096位的DRAM，如果存储矩阵为64×64结构形式，且每个存储单元刷新时间为400ns，则存储单元全部刷新一遍需要多长时间？ 解：由于采用按行刷新形式，所以刷新时间为 400ns×64=25600ns=25.6ms

8.1.3 指出下列存储系统各具有多少个存储单元，至少需要几根地址线和数据线？

(1)64K×1

(2)256K×4 (2) 18, 4

(4) 17, 8

(3) 256K×32

(3) 3FFFF

(3)1M×1 解： (1) 16, 1

(4)128K×8

(3) 20, 1

8.1.4 设存储器的起始地址为全0，试指出下列存储系统的最高地址为多少？

(1) 2K×1

(2) 16K×4

解：(1) 7FF 解：10根

8.2.1 用一片128×8位的ROM实现各种码制之间的转换。要求用从全0地址开始的前16个地址单元实现8421BCD码到余3码的转换；接下来的16个地址单元实现余3码到8421BCD码的转换。试求：(1)列出ROM的地址与内容对应关系的真值表；(2)确定输入变量和输出变量与ROM地址线和数据线的对应关系；(3)简要说明将8421BCD码的0101转换成余3码和将余3码转换成8421BCD码的过程。

解：使用5位地址线A4A3A2A1A0，最高位用以控制前16单元和后16单元，后4位地址线用以表示输入变量。使用ROM的低4位数据线D3D2D1D0作为输出即可。

(2) 3FFF

8.1.6 一个有1M×1位的DRAM，采用地址分时送入的方法，芯片应具有几根地址线？

8.3.1 试分析图题8.3.1的逻辑电路，写出逻辑函数表达式。

解：LABCDABCDBCDABCDABCD

____________________8.3.2 PAL16L8编程后的电路如图8.3.2所示，试写出X、Y和Z的逻辑函数表达式。 解： X

ABACBC

_____________________________________YDEFDEFDEFDEF

_____________ZGHGH

n1n D0Q08.3.4 试分析图题8.3.4所示电路，说明该电路的逻辑功能。 解： Q0

n1nnnQ1D1Q0Q1nQ0Q1

00 01 10 11 二位二进制计数器。

8.3.5 对于图8.3.9所示的OLMC，试画出当AC0=1，AC1(n)=1，XOR(n)=1时的等效逻辑电路。

9.1.1 图示电路为CMOS或非门构成的多谐振荡器，图中

RS10R。(1) 画出a、b、c各点的波形；

12VVDD时，(2)计算电路的振荡周期；(3) 当阈值电压Vth由电路的振荡频率如何变化？DD改变至23与图9.1.1电路相比，说明

RS的作用。

解：(1)

(2) TRClnVDDVth2VVthRClnDDVthVDDVth

VDDVth2VDDVthTRCln

VthVDDVth2(3)

f11

RCln9

f231

RCln8f2f132ln9 8(4) 增大输入电阻，提高振荡频率的稳定性。

Cd9.2.1 微分型单稳电路如图所示。其中pi为3s，

t50pF，Rd10k，C5000pF，

R200，试对应地画出vI、vD、vO1、vR、vO2、vO的波形，并求出输出脉冲宽度。

解：由于门G1开通时，vD正常时被钳在1.4V上，输出保持为稳态0。当负脉冲来临时，vD瞬间

下到低电平，于是开始了暂稳过程。

TwRClnVOH3.250001012200ln0.8s Vth1.4

9.2.3 由集成单稳态触发器74121组成的延时电路及输入波形如图题9.2.3所示。(1)计算输出脉宽的变化范围；(2)解释为什么使用电位器时要串接一个电阻。

9.4.3 由555定时器组成的脉冲宽度鉴别电路及输入vI波形如图题9.4.3所示。集成施密特电路的

VT3V，VT1.6V，单稳的输出脉宽tW有t1tWt2的关系。对应vI画出电路中B、

D、D、E各点波形，并说明D、E端输出负脉冲的作用。

D为0表示产生一个有效宽度脉冲；E为0可能出现复位现象。

10.1.1 10位倒T形电阻网络D/A转换器如图所示，当R=Rf时：(1)试求输出电压的取值范围；(2)若要求电路输入数字量为200H时输出电压VO=5V，试问VREF应取何值？

解：vOVREFNB n2(1)

vOVREF1023100~210~VREF

1024210(2)

5VREF200H 2105VREF512 1024

VREF10V

10.1.3 n位权电阻D/A转换器如图所示。(1)试推导输出电压vO与输入数字量的关系式；(2)如n=8，VREF=-10V，当Rf=

1R时，如输入数码为20H，试求输出电压值。 8

解

：

(1)

vVREFDn12n1Dn22n2Dn32n3D020ORRfvO

(2)

VREFRfVRDn12n1Dn22n2Dn32n3D020vOREFfNB RRvO10520H3240V 8410.1.4 图题10.1.4为一权电阻网络和梯形网络相结合的D/A转换电路。

(1) 试证明：当r=8R时，电路为8位的二进制码D/A转换器； (2) 试证明：当r=4.8R时，该电路为2位的BCD码D/A转换器。

解：(1) r=8R，开关D=1，进行电流分配，否则没接VREF

vVrVVVVD7REFD6REFD5REFD4REFOrR2R4R8RRfvVrVREF772D726D625D524D4OrRf2R



VREFVr对于左边权电阻网络，例如当开关D3=1，电流为

R

当开关D3=0时，电流为

VrR，合起来可写成

D3VREFVrR

D3VREFVrD2VREFVrD1VREFVrD0VREFVrVrR2R4R8RrVREF315VrVrVREFV15Vr2D322D22D1D0N3r8R8Rr8Rr8RVREFV15Vr N3r8R8R8R

VrVREFN3 16vVrVREF772D726D625D524D4O8R2RRf

vVREFVREF7N372D726D625D524D4O8R16Rf2RVREFRfvOVREF7654vNB 2D2D2D2DNO7654327RRf27R(2) k=4.8R

vVrVREF772D726D625D524D4OrRf2RVREF315VrVr2D322D22D1D08R8Rr

VREF3V15Vr2D322D22D1D0r8R4.8R8R

Vr9VrVREF23D322D22D1D0

4.8R4.8R8R10VrVREFN3

4.8R8R

Vr0.06VREFN3

0.06VREFN3VREF7v72D726D625D524D4O4.8RRf2RVREFN3VREF3v2D722D62D5D4O 80R8RRfvOVREFN310VREFN3H Rf80R80RvOVREF10N3HN3 Rf80RVREFRf10N3HN3 80RvO10.1.6 由AD7520组成双极性输出D/A转换器如图题10.1.6所示。 (1) 根据电路写出输出电压vO的表达式；

(2) 试问为实现2的补码，双极性输出电路应如何连接，电路中VB、RB、VREF和片内的R应满足什么关系？

解：(1)

vOVREFRFVBRFNBRB210R

(2) 将D9求反，RF=R，RB=2R，VB=-VREF (1) 推导电路电压放大倍数的表达式；

(2) 当输入编码为001H和3FFH时，电压放大倍数分别为多少： (3) 试问当输入编码为000H时，运放A1处于什么状态？

10.1.7 可编程电压放大器电路如图题10.1.7所示。

解：(1)

vIVREFRFVREFNNB B210R210

vOVREF

vO210AVvINB(2) 当NB=001H时，AV=1024；当NB=3FFH时，AV=1024/1023 (3) 当NB=000H时，A1处于饱和状态。

10.2.1 在图10.2.3所示并行比较型A/D转换器中，VREF=7V，试问电路的最小量化单位等于多少？当vI=2.4V时输出数字量D2D1D0=？此时的量化误差为多少？

解：最小量化单位=14V/15。

5/15<2.4V<7/15，故编码为011。=7V/15

10.2.4 一计数型A/D转换器如图题10.2.4所示。试分析其工作原理。

解：(1) 首先CR脉冲将计数器清0。

(2) 控制端C低电平有效，同时封锁数字量的输出。然后计数器开始工作。开始时D/A转换器输出电

压vO为较小，故vC为高，计数器加计数。当计数器增加到一定数值后，vI器停止工作。

(3) 控制端C置高，封锁计数器，同时将计数器的内容输出，即为A/D转换结果。

的作用为输入电压必须大于给定值加最小量化单位的一半，方能进行加计数。这可以保证转换的精度不会超过。

10.2.5 某双积分A/D转换器中，计数器为十进制计数器，其最大计数容量为(3000)D。已知计数时钟脉冲频率fCP=30kHz，积分器中R=100k，C=1F，输入电压vI的变化范围为0~5V。试求：(1) 第一次积分时间T1；(2) 求积分器的最大输出电压入电压的平均值VI为多少？ 解：(1)

VOmax；(3) 当VREF=10V，第二次积分计数器计数值=(1500)D时输

T11TC300010.1s

30103(2) (3)

VOmaxVPT10.1VImax55V 36100101101VI VREFVIVREF1500105V 13000