典型题型总结及要求
(一)分析题型
1.组合逻辑电路分析: 分析思路:
①由逻辑图写出输出逻辑表达式;
① 将逻辑表达式化简为最简与或表达式; ③由最简与或表达式列出真值表; ④分析真值表,说明电路逻辑功能。
要求:熟练掌握由门电路和组合逻辑器件74LS138、74LS153、74LS151构成的各种组合逻辑电路的分析。
举例11:分析如图逻辑电路的逻辑功能。
解:
①由逻辑图写出输出逻辑表达式
Y?Y1Y2Y3?AB BC AC②将逻辑表达式化简为最简与或表达式
Y?AB?BC?CA③由最简与或表达式列出真值表 ④分析真值表,说明电路逻辑功能
当输入A、B、C中有2个或3个为1时,输出Y为1,否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合逻辑电路:只要有2票或3票同意,表决就通过。 2.时序逻辑电路分析: 分析思路:
① 由电路图写出时钟方程、驱动方程和输出方程;
② 将驱动方程代入触发器的特征方程,确定电路状态方程; ③分析计算状态方程,列出电路状态表; ④由电路状态表画出状态图或时序图;
⑤分析状态图或时序图,说明电路逻辑功能。
要求:熟练掌握同步时序电路,比如同步加法计数器、减法计数器、环形计数器、扭环形计数器的分析。
举例12:如图所示时序逻辑电路,试分析它的逻辑功能,验证是否能自启动,并画出状态转换图和时序图。
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解:
时钟方程为:CP0=CP1=CP 激励方程为:
???Jn0?Q1??J1?Qn0??K0?1K1 ?1?将激励方程代入J-K-FF的特性方程可得状态方程为?Qn?1?J0Qnn00?KQ0?Qn0Qn?0J1Q ?Qn?1nnnn1?1?KQ1?Q0Q1由状态方程做出状态转换表为: Qnn11Q0 Qn?11 Qn?0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0
则状态转换图和时序图为:
可见电路具有自启动特性,这是一个三进制计数器。
(二)设计题型
1.组合逻辑电路设计: 设计思路:
① 由电路功能描述列出真值表;
② 由真值表写出逻辑表达式或卡若图; ③将表达式化简为最简与或表达式; ④实现逻辑变换,画出逻辑电路图。
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要求:熟练掌握用常用门电路和组合逻辑器件74LS138、74LS153、74LS151设计实现各种组合逻辑电路。
举例13:某汽车驾驶员培训班进行结业考试,有三名评判员,其中A为主评判员,B和C为副评判员,在评判时按照服从多数原则通过,但主评判员认为合格也通过,试用与非门实现该逻辑电路。(或用74138、74151、74153实现)
解:由题意可作出真值表为:用卡诺图化简为
A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y 0 0 0 1 1 1 1 1 则输出逻辑表达式为Y?A?BC?ABC
用与非门实现逻辑电路图为:
2.时序逻辑电路设计: 设计思路:
①由设计要求画出原始状态图或时序图; ②简化状态图,并分配状态;
③选择触发器类型,求时钟方程、输出方程、驱动方程; ④画出逻辑电路图; ⑤检查电路能否自启动。
要求:熟练掌握同步时序电路,比如同步加法计数器、减法计数器的设计实现。
举例14:设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器,计数规则为逢七进1,产生一个进位输出。 解:①建立原始状态图:
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②简化状态图,并分配状态:已经是最简,已是二进制状态;
③选择触发器类型,求时钟方程、输出方程、驱动方程:因需用3位二进制代码,选用3个CP下降沿触发的JK触发器,分别用FF0、FF1、FF2表示。 由于要求采用同步方案,故时钟方程为: 输出方程:
CP0?CP1?CP2?CP
状态方程:
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④画出电路图
⑤检查电路能否自启动:
将无效状态111代入状态方程计算:可见111的次态为有效状态000,电路能够自启动。
n?1nnn?Q0?Q2Q1Q0n?1Q0?0??n?1nnnnn?Q1?Q0Q1?Q2Q0Q1?0?Qn?1?QnQnQn?QnQn?010212??23.集成计数器和寄存器的应用:构成N进制计数器,构成环形计数器和扭环形计数器。
要求:熟练掌握74LS160、74LS161、74LS162、74LS163四种集成计数器应用,比如分析或设计N进制计数器;熟练掌握74LS194应用,比如分析或设计环形计数器和扭环形计数器。 1.用同步清零端或置数端归零构成N进置计数器 (1)写出状态SN-1的二进制代码。
(2)求归零逻辑,即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。 (3)画连线图。
2.用异步清零端或置数端归零构成N进置计数器 (1)写出状态SN的二进制代码。
(2)求归零逻辑,即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。 (3)画连线图。
举例15:用74LS161来构成一个十二进制计数器。解:
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