第4章习题答案

思考题：

题4.1.1 按触发方式触发器可分为 、 和 三类。 答：电平触发、主从触发、边沿触发。

题4.1.2 由与非门构成的RS锁存器输入信号不允许同时为 。 答：0

题4.1.3 触发器有 个稳定状态，它可记录 位二进制码，存储8位二进制信息需要 个触发器。 答：2、1、8。

题4.1.4 如果由或非门构成的RS锁存器输入信号同时为1，此时输出的原端Q和非端Q为 。然后改变两输入信号为0，输出原端Q和非端Q为 。

答：0、不定（0，1或1，0）

题4.2.1 在图4.2.1（b）中将C1改为C2，当C2有效时，1S、1R和C2 。 答：无关。

题4.2.2 同步RS触发器和RS锁存器主要区别是 。 答：触发信号。

题4.2.3 保证同步D触发器的输出稳定，要求输入有效信号的高电平至少需要 。 答： 4tpd。

题4.2.4 同步触发器的缺点是 。

（A）抗干扰能力差 （B）空翻现象 （C）多次翻转 （D）约束条件 答：A、B、C、D。

题4.2.5 同步D触发器和同步RS触发器相同之处是 ，不同之处是 。 （A）空翻现象，约束条件 （B）同步信号，空翻现象

（C）约束条件，空翻现象 （D）时钟，同步信号 答： A

题4.3.1 具有约束条件的触发器有 。

（A）主从RS触发器 （B）由主从RS触发器组成D触发器 （C）主从JK触发器 （D）由主从JK触发器组成D触发器 答：A

题4.3.2 具有一次翻转特性的触发器有 。

（A）主从RS触发器 （B）由主从RS触发器组成D触发器 （C）主从JK触发器 （D）由主从JK触发器组成D触发器 答：Ｃ、D

题4.3.3 主从RS触发器不能完全克服多次翻转的原因是 。

（A）主从RS触发器的主触发器工作原理和同步RS触发器相同 （B）主从RS触发器的从触发器工作原理和同步RS触发器相同 （C）输入信号R不稳定

1

（D）异步复位或置位不考虑时钟的到来就将输出清零或置1 答：A

题4.3.4 主从触发器的时钟在高电平时，将输入信号传递到 。在低电平时，将信号传递到 。

（A） 从触发器输出 （B）主触发器输出 （C）JK触发器输出 （D）D触发器输出 答：B、A

题4.3.5 主从JK触发器在时钟CP高电平时，输入信号J、K应保持 。在CP变为低电平时，至少保持 可将主触发器来的信号传递到输出。

（A）1tpd （B）2tpd （C）3tpd （D）4tpd 答：C、D

题4.3.6 T触发器的激励信号T= 。

（A）Qn?Qn?1 （B）Qn?Qn?1 （C）T?Qn?1 （D）Qn?T 答：A

题4.3.7 主从触发器输入信号需要时钟CP 时传到输出，改变输出状态。

（A）1个周期的低电平（B）1个周期的高电平（C）高电平时（D）低电平时 答：A、B

题4.4.1 抗干扰能力最弱的触发器是 。

（A）主从RS触发器 （B）维持阻塞RS触发器

（C）主从JK触发器 （D）由主从JK触发器组成D触发器 答：A

题4.4.2 没有空翻现象的触发器有 。

（A）主从RS触发器 （B）维持阻塞RS触发器 （C）维持阻塞D触发器 （D）传输延迟JK边沿触发器 答：B、C、D

题4.4.3维持阻塞RS触发器利用 , 在时钟CP的边沿传递数据, 传输延迟D触发器利用 , 在时钟CP的边沿传递数据,。

（A）门的延时 （B）维持阻塞线 （C）脉冲的低电平 （D）高电平或低电平 答：B、A

题4.4.4 分析传输延迟JK触发器之后, 发现CP在高电平时, 输出状态 。CP在低电平时，输出状态 。

（A） 不变 （B）为0 （C）为1 （D）改变 答：A、A

题4.4.5在时钟CP有效的情况下, 触发器输出的新状态等于输入信号的是 触发器。

（A）D （B）JK （C）RS （D）T 答：D

题4.4.6 D触发器的输入信号D在CP的上升沿到来前需要维持 ，CP的上升沿到来后，时钟CP应保持 。

（A）1tpd （B）2tpd （C）3tpd （D）4tpd 答：B、C

2

题4.5.1指出下列哪种电路结构的触发器可以构成移位寄存器，哪些不能构成移位寄存器。如果能够，请在（ ）内画√，否则画×。

（A）RS锁存器（ ） （B）同步RS触发器（ ） （C）主从JK触发器（ ） （D）维持阻塞触发器（ ） （E）用CMOS传输门组成的边沿触发器（ ） 答：×、√、√、√、√

题4.5.2 对于D触发器，如果令D?Q，则D触发器可以完成 触发器的逻辑功能。 答：计数

题4.5.3有4个JK触发器的J和K全接高电平，第1个JK触发器的时钟接外加时钟信号，第1个JK的输出Q作为第2个JK触发器的时钟，第2个JK的输出Q端作为第3个JK触发器的时钟，第3个的输出Q端作为第4个JK触发器的时钟，且每个JK触发器时钟为低电平有效，问电路完成什么功能？ 。若每个JK触发器时钟为高电平有效，问电路又完成什么功能？ 。 答：加1十六进制计数、减1十六进制计数

题4.5.4 JK触发器在CP脉冲作用下，能完成Qn+1= Qn的输入信号应为 。 (A) J=K=0 (B) J=Q ，K=Q (C) J=Q，K=Q (D) J=Q，K=0 (E) J=0，K=Q 答：A、B、D、E

题4.5.5若D触发器的D端连在Q端上，经100个脉冲作用后，其次态为0，则现态应为 。 答：0

题4.5.6主从RS触发器通过逻辑功能转换为D触发器，D触发器输出状态改变需要时钟的触发方式为 。

(A)上升边沿 (B) 高电平 (C) 低电平 (D) 一个脉冲 (E) 下降边沿 答：D

习题与自检题

习题4.1在题图4.1（a）所示电路中，设现态Q1Q2Q3=000，分析经5个脉冲作用后，各触发器的输出状态Q1Q2Q3是什么，经过几个脉冲又回到了初始状态。 Q1 Q2Q3

1D Q 1D Q 1D Q

C1 C1 C1 CP

Q

(a)

题图4.1 习题4.1图

3

解：经过第1个脉冲的上升沿后，输出状态为100。 经过第2个脉冲的上升沿后，输出状态为110。

经过第3个脉冲的上升沿后，输出状态为111。 经过第4个脉冲的上升沿后，输出状态为011。 经过第5个脉冲的上升沿后，输出状态为001。 6个

习题4.2在由边沿JK触发器组成的两个电路，如题图4.2（a）、（b）所示。试分析两个电路在逻辑功能上的相同之处。 Q1 1J Q 1J Q 1J Q 1J Q C1 C1 C1 CP C1 CP Q2 Q2 Q 1 1K 1K 1K 1K

1 （b） （a）

题图4.2 习题4.2图

解：相同：两者都是同步三进制计数器，状态循环为00→01→10→00。计数状态转换图如题图4.2答所示。

不同：图4.2（a）能自启动，图4.2（b）不能自启动。当电路处于11状态时，图4.2（b）电路始终保持此状态，不能进入三进制计数的循环状态。而图4.2（a）电路处于11状态时，只要来一个CP脉冲后，会翻转为00状态，并能继续正常计数。

10 01 00 11

题图4.2答

习题4.3题图4.3（a）所示线路均为TTL电路，试根据题图4.3（c）所给出的输入波形A、B、C, 画出F1的波形。

F1 F2 A & & B

Q C C C C1 R R 1J S R 1K & & F1

=1 1

C 1 B F2

A A C B (c) （b） （a）

题图4.3 习题4.3图

4

解：此题为触发器问题，只要写出触发方程即可画出波形, F1，F2波形图题图4.3答所示。

A

B

C

F1

F2

题图4.3答 输入/输出波形

习题4.4 分析题图4.4（a）电路，试叙述工作原理，并说明电路功能。 G4 & S

G2 & & Q

G5

& G6 & CP Q G1 & R G3

（a）

题图4.4 习题4.4图

解：电路结构类似边沿D触发器, 是边沿RS触发器。工作原理也类似边沿D触发器。 习题4.5 试根据题图4.5（a）所示状态转换图写出特征方程和状态转换表。

题表4.5 XY=1 X Y Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 XY=0 XY?0 0 1 0 0 1 1 1 Φ XY?1

(a)

(b)

题图4.5 习题4.5状态转换图和状态转换表

解：1. 根据题图4.5（a）状态转换图写出状态转换表，如题表4.5答所示。

5

题表答4.5 X Y Qn Qn+1

0 0 0 0 0 1 0 0

1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0

1 1 1 1

2. 求特征方程先以X、Y、Qn为输入信号，Qn+1为输出信号，列出卡诺图，求出最简表达式。

特征方程为：Qn?1?XQn?XY

习题4.6题图4.6 (a)所示电路中，CP脉冲的频率均为8KHz，分析输出端Q1的频率为多少？具有什么逻辑功能？

是二分频器，所以输出是4 KHz。

习题4.7 题图4.7 (a)是由一个主从JK触发器及三个非门构成的“冲息电路”，图4.7图(b)是时钟CP的波形，假定触发器及各个门的平均延迟时间都是6ns，试绘出输出UO的波形。

题图4.7 习题4.7图

Q1

50ns 6ns Q 18ns 1 CP 1 S 1J C1 1K R Q 1 Q 1 1 UO

CP

8kH 1 1 1 1 S 1J C1 1K R （a）

（b）

Q 1D 5kH C1 Q 题图4.6 习题4.6图

解：题图4.6 (a)所示电路中参数代入JK触发器特征方程，符合1位二进制计数器，又

50ns

S

（a） （b）

解：由题图4.7（a）所示电路知，

SD=1=J=K=1，触发器初始状态

Q=0，

，则UO=1。

UO=1时, Q在时钟CP为下降沿 延时6ns后, 翻转为高电平, 再经过 18ns， UO=0。

假设异步复位延时忽略，在增加 18 ns，UO=1。

UO 题图4.7答 习题4.7输入/输出波形图

6

由此得Q与UO的波形如题图4.7答所示。

习题4.8 题图4.9（a）所示电路由D触发器和全加器组成，其中C、S分别是全加器的进位输出端以及和输出端，电路有两个输入端X和Y，一个输出端S。

1．试求该电路的状态转换表。

2．画出在如题图4.9（b）所示输入信号的作用下，Q和S的波形，设初态为0。

Σ S X CP

Y C Q CI CO 1D

CP X C1

Y

（a） （b） 题图4.9 习题4.8图

解：1. 根据加法器得出输出S、C与输入X、Y和Qn的真值表。时钟CP的上升沿到来以后，将D触发器的输入信号C传递到输出Qn+1，状态转换表如题表4.8答所示

CP

题表4.8答 X Y Qn S C Qn+1 0 0 0 0 0 0

X 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1

Y 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Qn+1

1 1 1 1 1 1 S

C

题图4.9答 习题4.8波形图答案

2. 先根据真值表作出C的波形图，再根据时钟的上升沿将信号C移到时钟的上升沿。 波形图如题图4.9答所示。

习题4.9 请分析给出的VHDL描述的电路功能。

ENTITY reg IS

PORT(d,clk:IN BIT; q1,q2:OUT BIT); END reg;

ARCHITECTURE reg_arc OF reg IS BEGIN

PROCESS BEGIN

WAIT UNTIL clk= ?0? AND clk?EVENT; q1 <= d;

q2 <= NOT（d）; END PROCESS;

7

END reg_arc;

解：从程序中可以看出激活进程方式是WAIT UNTIL。进程语句中clk为低电平，而且是刚刚发生时，即下降沿时激活进程。信号d传到q1。信号d取非之后传到q2。

每当进程的某个敏感信号发生变化时，进程内部的顺序行为语句就要依次地执行一次，当进程的最后一句执行完后，进程就被挂起，当进程再次被激活时，再从第一句依次执行。

综上所示，可知VHDL描述的是下降边沿D触发器。

习题4.10 题图4.10(a)所示电路是负边沿JK触发器组成的电路，它是一个单脉冲发生器。题图4.10(b)所示是输入波形图，试画出输出Q1、Q2波形。

解：数字设备中常需要一种被称为单脉冲发生器的装置。在这种电路中，用一个按钮来控制脉冲的产生。每按一次按钮（不论时间长短），就输出一个脉宽一定的脉冲。

Q2 Q2 Q C1 1J S R 1K CP

1 1 1 Q1 J1（R） Q C1 1J S R 1K (b)

1 1 S CP (a) 图4.10 习题4.10图 按钮未按下时，J1=0，K1=1，Q1=0, RD2=0，Q2=0。

按下按钮时，J1=K1=1，Q1在CP脉冲的下降沿翻转，使Q1=1。下一个CP下降沿继续翻转，使Q1=0，从而得到一个脉宽为CP周期的脉冲。同时Q1产生脉冲的下降沿使Q2翻转（J2=K2=1），Q2=1，RD1=Q2=0，Q1异步清零不再翻转。因此得到的脉冲是一个单脉冲。Q1、Q2波形题图4.10答所示。

题图4.10答 习题4.10波形答案

CP J1（R） Q1 Q2

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作业：

基本水平：习题4.1，习题4.3，习题4.5，习题4.8，习题4.10。

思考4.1.3，4.1.4，4.2.2，4.2.4，4.2.5，4.3.3，4.3.6，4.4.2，4.4.3，4.4.5，4.4.6，4.5.1，4.5.3、4.5.5、4.5.6。

中等水平：除上述习题和思考题外，包括其他习题和思考题。 熟练水平：再选择部分自检题。 高级水平：撰写研究论文。

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