数字逻辑课本习习题答案.doc
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习 题 五 1. 简述时序逻辑电路与组合逻辑电路的主要区别 解答组合逻辑电路:若逻辑电路在任何时刻产生的稳定输出值仅仅取决于该时刻各输入值的组合，而与过去的输入值无关，则称为组合逻辑电路组合电路具有如下特征：① 由逻辑门电路组成，不包含任何记忆元件；② 信号是单向传输的，不存在任何反馈回路时序逻辑电路:若逻辑电路在任何时刻产生的稳定输出信号不仅与电路该时刻的输入信号有关，还与电路过去的输入信号有关，则称为时序逻辑电路时序逻辑电路具有如下特征： 电路由组合电路和存储电路组成，具有对过去输入进行记忆的功能； 电路中包含反馈回路，通过反馈使电路功能与“时序”相关； 电路的输出由电路当时的输入和状态(过去的输入)共同决定2. 作出与表1所示状态表对应的状态图 表1 状态表 现态 y2 y1 次态 y2 ( n+1) y1(n+1) /输出Zx2x1=00x2x1=01x2x1=11x2x1=10 A B C D B/0 B/0 C/0 A/0 B/0 C/1 B/0 A/1 A/1 A/0 D/0 C/0 B/0 D/1 A/0 C/0解答 根据表1所示状态表可作出对应的状态图如图1所示。
图13. 已知状态图如图2所示，输入序列为x=，设初始状态为A，求状态和输出响应序列 图 2解答状态响应序列：A A B C B B C B输出响应序列：0 0 0 0 1 0 0 14. 分析图3所示逻辑电路假定电路初始状态为“00”，说明该电路逻辑功能 图 3解答 根据电路图可写出输出函数和激励函数表达式为 根据输出函数、激励函数表达式和JK触发器功能表可作出状态表如表2所示，状态图如图4所示现态 y2 y1次态 y2( n+1)y1(n+1)/输出Zx=0x=1 00 01 10 1100/000/000/000/001/011/011/011/1 表2 图4 由状态图可知，该电路为“111…”序列检测器。
5. 分析图5所示同步时序逻辑电路，说明该电路功能 图5 逻辑电路图 解答 根据电路图可写出输出函数和激励函数表达式为 根据输出函数、激励函数表达式和D触发器功能表可作出状态表如表3所示，状态图如图6所示 现态 y2 y1次态 y2( n+1)y1(n+1)/输出Zx=0x=1 00 01 10 1101/011/001/000/111/100/011/001/0 表3 图6 由状态图可知，该电路是一个三进制可逆计数器(又称模3可逆计数器)，当x=0时实现加1计数，当x=1时实现减1计数6. 分析图7所示逻辑电路，说明该电路功能 图7 逻辑电路图 解答 根据电路图可写出输出函数和激励函数表达式为 根据输出函数、激励函数表达式和JK触发器功能表可作出状态表如表4所示，状态图如图8所示 现态 y2 y1次态 y2( n+1)y1(n+1)/输出Zx=0x=1 00 01 10 1101/010/011/000/111/100/001/010/1表4 图8 由状态图可知，该电路是一个模四可逆计数器。
当x=0时实现加1计数，输出Z为进位信号；当x=1时实现减1计数, 输出Z为借位信号7 .作出“0101”序列检测器的Mealy型状态图和Moore型状态图典型输入、输出 序列如下 输入x: 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1输出Z： 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0解答 根据典型输入、输出序列,可作出“0101”序列检测器的Mealy型状态图和Moore型状态图分别如图9、图10所示. 图9 Mealy型状态图 图10 Moore型状态图8 . 设计一个代码检测器，该电路从输入端x串行输入余3码(先低位后高位)，当出现非法数字时，电路输出Z为1，否则输出为0试作出Mealy型状态图 解答 根据题意，可作出Mealy型状态图如图11所示 图119. 化简表5所示原始状态表。
现态 次态/输出Zx=0x=1ABCDEFGB/0A/0F/0A/0A/0C/0A/0C/0F/0G/0C/0A/1E/0B/1表5 原始状态表解答 根据状态等效判断法则，可利用隐含表求出状态等效对（A,B）(A,D)(B,D)(C,F)(E,G)； 最大等效类为{A,B,D}、{CF}、{E,G}； 令 A,B,D} →a、{CF}→b、{E,G}→c,可得最简状态表如表6所示现态次态/输出Zx=0x=1abca/0b/0a/0b/0c/0a/1 表6 最简状态表10. 化简表7所示不完全确定原始状态表 现态 次态/输出Zx=0x=1ABCDED/dA/1d/dA/0B/1C/0E/dE/1C/0C/d 表7 原始状态表解答 根据状态相容判断法则，可利用隐含表求出状态相容对（A,B）、(A,D)、(C,E)、(B,C)、(B,E)； 利用覆盖闭合表可求出最小闭覆盖为{A,B}、{A,D}、{B,C,E}； 令 { A,B} →a、{A,D}→b、{B,C,E}→c,可得最简状态表如表8所示。
现态次态/输出Zx=0x=1abcb/1b/0a/1c/0c/0c/1 表 811. 按照相邻法编码原则对表9进行状态编码 现态次态/输出Zx=0x=1ABCDA/0C/0D/1B/1B/0B/0C/0A/0 表9 状态表 解答 给定状态表中有4个状态，状态编码时需要两位二进制代码根据相邻编码法，应满足AB相邻、BC相邻、CD相邻设状态变量为y2y1，令y2y1取值00表示A, 01表示B, 10表示D. 11表示C,可得二进制状态表如表10所示现 态 y2y1次态y2(n+1)y1(n+1)/输出Zx=0x=10001111000/011/010/101/101/001/011/000/0 表1012. 分别用D、T、JK触发器作为同步时序电路的存储元件，实现表11 所示二进制状态表的功能试写出激励函数和输出函数表达式，比较采用哪种触发器可使电路最简。
现 态 y2y1次态y2(n+1)y1(n+1)/输出Zx=0x=10001111001/011/010/100/110/010/001/011/1 表11 状态表解答 根据二进制状态表和D触发器激励表，可求出激励函数和输出函数最简表达式为 根据二进制状态表和T触发器激励表，可求出激励函数和输出函数最简表达式为 根据二进制状态表和JK触发器激励表，可求出激励函数和输出函数最简表达式为 比较所得结果可知，采用JK触发器电路最简单13. 已知某同步时序电路的激励函数和输出函数表达式为 试求出改用JK触发器作为存储元件的最简电路。
解答 根据激励函数和输出函数表达式，可作出状态表如表12所示现 态 y2y1次态y2(n+1)y1(n+1)输出Zx=0x=10001111000001111000100110011 表12 状态表 根据二进制状态表和JK触发器激励表，可求出激励函数和输出函数最简表达式为 根据激励函数和输出函数最简表达式,可作出逻辑电路图如图12所示 图1214 设计一个能对两个。
