第十一章 时序逻辑电路-【单招零距离】电子电工专业综合（下）

总复习方案·第四部分 电子线路 第十一章 时序逻辑电路 知识体系 组合逻辑电路 时序逻辑电路概述 时序逻辑电路 数制 数制及其转换 二进制数与十进制数互换 十进制编码 时序逻辑电路 寄存器 数码寄存器 移位寄存器 定义 计数器 分类 计数译码显示电路 考纲要求 1.时序电路的概念和分类情况。 了解 2.二进制和十进制的计数体制。 3.寄存器、计数器和译码器功能和工作原理。 理解 十进制码(BCD码)的基本概念。 1.二进制数和土进制数的转换方法。 掌握 2.8421BCD码的编码方式。 3.简单时序电路的分析,能根据输入信号波形画出输出信号波形。 知识梳理 1.时序逻辑电路概述 数字电路根据原理可分为:组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 (1)组合逻辑电路 由逻辑门电路组成(不存在反馈)。电路的输出状态仅由同一时刻的输人状态决定,与电路的 原有状态无关,没有记忆功能 (2)时序逻辑电路 ①除有组合逻辑门电路还有存储记忆电路,电路的输出状态不仅与同一时的输入状态有关 而且与电路的原有状态有关,具有记忆功能 .179. 单招零距离·电子电工专业综合 触发器是时序逻辑电路中最常见的存储电路。 ②时序电路可分为:同步时序电路和异步时序电路两大类 同步时序电路的存储电路各触发器都受同一时钟脉冲控制,所有触发器的状态变化都在同一 时刻发生。 异步时序电路的各触发器没有统一的时钟脉冲,各触发器的翻转不在同一时刻发生。 2.数制及其转换 (1)概述 计数体制按照不同的进位方法有:二进制数、八进制数、十进制数和十六进制数等。 二进制数中只有“0、1”两个不同的数码,进位原则是“逢二进一”。 十进制数中有“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”十个不同的数码,进位的原则是“逢十进一”。 (2)二进制数与十进制数互换 ①二进制数转换为十进制数 规则:二进制数的每位数码乘以它所在数位的“权”再相加起来,即为相应的十进制数一一乘权 相加法。 注:整数转换从右向左的权依次是2{}、2、2、2、......,小数部分转换从左向右的权依次为2、 2、2.... 如:(101010.01)=(1×2}+0×2+1×2}+0×2*+1×2+0×2*+0×2+1×2-*) 一(42.25)o ②十进制数转换为二进制数 a.士进制整数转换为二进制数 规则:把十进制数不断地除以2,直到出现商为零为止,然后把全部的余数倒着排列起来,即成 为二进制数--除2取余倒记法。 如:(18)。-(10010). b.十进制小数转换为二进制数 规则:把十进制数不断地乘以2,直到出现积为零或达到一定的精度为止,然后把每次的整数 顺着排列起来,即成为二进制数一一乘2取整正记法。 如:(0.25)。-(0.01) i.25 .180. 总复习方案·第四部分 电子线路 3.二一十进制编码 用二进制数表示十进制数(即用四位二进制数码表示一位十进制数码)的方法,称二一十进制 码,简称BCD码。 BCD码有8421BCD码,5421BCD码、2421BCD码等。 常用的BCD码是8421BCD码,它从高位到低位的权依次为8、4、2、1。只要将各位数码按权相 加就可知道它所表示的十进制数的大小。 如:(10000110)s2ncp=(86)。 (37)。-(00110111)s21ncp 4.寄存器 具有存储数码或信息功能的逻辑电路称为寄存器。它由触发器和具备控制作用的门电路组 成,一个触发器能存放一位二进制数码,N个触发器可存放N位数码。 它有数码寄存器和移位寄存器两类。 (1)数码寄存器 数码寄存器只能存放数码,没有数码移位功能,常采用并行输入一并行输出的工作方式。 (2)移位寄存器 在数字系统中对寄存器的功能要求不仅仅是单一的存放代码,而且要求存放的代码能够在相 邻之间依次向左或向右移位,以扩展信息输出的范围,具有这种功能的寄器称为移位寄存器。 移位寄存器有左移、右移和双向移位三种。工作方式有串行输入一并行输出、串联输入一串 行输出、并行输入一并行输出、并行输入一串联输出。 5.计数器 (1)定义:具有计数功能的电路称为计数器 (2)分类 ①按功能可分成:加法计数器、减法计数器和能加能减的可逆计数器。 ②按进位制可分成:二进制计数器和非二进制计数器 ③按触发器状态翻转是否与触发信号同步可分为:同步计数器和异步计数器。 6.计数译码显示电路 (1)功能;将计数器输出的状态翻译成人们习惯的十进制数码的字形直观地显示出来。 (2)组成:由计数器、译码器、驱动器和显示器四部分组成。 ①译码器:是将计数器输出的四位二进制代码翻译显示所需要的七段代码。译码器又叫代码 变换器。译码是编码的反过程。 ②七段数码显示器 数码显示器从结构特点上分有荧光数码管、半导体数码管、液晶显示器等。 半导体数码管把发光段布置成“日”字形状制成(如图2一11一1所示),是一种广泛使用的显示 器,有共阴极型和共阳极型两种。 图2-11-1 图2-11-2 .181. 单招零距离·电子电工专业综合 如:以共阴极型为例,当abcdefg=1111001,显示的为十进制数“3”,如图2-11-2所示。 题型讲解 【例1】 将二进制数111110.101转化成十进制数;将十进制数27.125转化成二进制数。 【分析】 将二进制数转化成十进制数,采用“乘权相加法”;将十进制整数化成二进制数,采用 “除2取余倒记法”。 【解】(111110.101)。-(62.625)。(27.125)。=(11011.001)。 【点拨】①二进制数转化成十进制数: a.以小数点为界向左(整数部分)依次是2”、2...,向右(小数部分)依次是2、2^}、...。 b.整数部分如果位数较多,且只有最后1~2位为0,可以先将其变为1后面全部为0(最低位 不断加1),然后将算出的结果再减去刚才加的几。 如本题(111110)。-(1000000)。-(2)。-(62)。 ②十进制数转化成二进制数 a.整数部分直到商为0为止,将余数倒记。小数部分直到出现积为零或达到一定的精度为止 将整数部分正记。 b.整数部分也可以拆成多个2”数和一个一位数相加(应为一位十进制数所对应的二进制数大 家比较熟悉)。 如本题(27)。=(16)+(8)。+(3)。=(10000)。+(1000)+(11)。=(11011)。 【变式训练】 1.将二进制数111111111.01转化成十进制数;将十进制数36.25转化成二进制 数。 【例2】 将(67)。转换成8421BCD码;将(100110000001)2co转换成十进制数。 【分析】 将十进制数的每一位数码用四位二进制数码来表示即得到BCD码。BCD码从左向 右每四位二进制数码对应的权相加即得到对应的十进制数。 【解】(67)。-(01100111)nBco(100110000001)s421Bco-(941)。 【点拨】 十进制数转换成8421BCD码时,十进制中的每一位数码拆成8、4、2、1四个权相加,所用 到的权对应位置为“1”,否则为“0”;8421BCD码转换为十进制数时,从低位向高位四位一分隔。 【变式训练】2.将(83.14)10转换成8421BCD码;将(10011000.00110001)8421BCD转换成 干进制数。 .182. 总复习方案·第四部分 电子线路 【例3】 (1000001.001).转换成8421BCD;将(000100110101.0101)o转换成二进制数。 【分析】 首先将其转换成十进制数,然后再转换成另一种。 【解】 (1000001.001).-(01100101.000100100101)s2Bcn (000100110101.0101)s21Bcp-(10000111.1)。 【点拨】 8421BCD码与十进制数互换时,整数部分与小数部分是一样的。 【变式训练】3.将(11001.1)。转换成8421BCD;将(00010101.01):421Bcp转换成二进制数。 【变式训练】4.三个数(83)。、(1001001.11)、(01110100.0001)21p的大小关系为( )。 A.(83)。(1001001.11):(01110100.0001)s1D B.(1001001.11):>(01110100.0001)2:cp(83)。 C.(01110100.0001)s2p(1001001.11)(83)。 D.(83)。(01110100.0001)2c(1001001.11) 【例4】 如图2-11-3所示电路,各触发器的初始状态为QQQQ -0000,输入端D输入 的数据依次为1100,试画出连续4个CP脉冲作用下各触发器的波形 . . 10 0. 0l1 C C _ 图2-11-3 【分析】 该电路是由D触发器,触发器的输出为该触发器的输入。 【解】 如图2-11-4所示。 0. 0 图2-11-4 .183. 单招零距离·电子电工专业综合 【点拨】 首先明确触发器什么时候翻转,然后用触发时刻之前的输入确定之后的输出。另外 输入的数据是逐一依次输入。 【变式训练】5.如图2一11一3所示电路,经过 个CP脉冲并行输出,经过 个CP脉冲串行输出 【变式训练】6.如图2-11一5(a)所示电路,各触发器的初始状态为QQQQ。=0000,输人 端D输入的数据依次为1010,试画出在图(b)连续4个CP脉冲作用下各触发器的波形。 0 .2 0. D 010 图2-11-5(a) 0 ) 图2-11-5(b) 【变式训练】 1 7.如图2-11-6(a)所示电路,各触发器的初始状态为QQQQ。=1000,试根 据图(b)CP脉冲的波形画出Q、Q、Q、Q.波形。 1 0. 。” 1 Ct 图2-11-6(a) .184. 总复习方案·第四部分 电子线路 □□□ 2 。 & , 图2-11-6(b) 【例5】 如图2一11-7(a)所示电路,各触发器的初始状态为0,试回答下列问题 (1)画出在图(b)CP脉冲作用下Q、Q、Q。的波形 (2)写出逻辑状态表。 (3)说明电路逻辑功能 ## 0 图2-11-7(a) ■□□□□□□□ 0. 0 0 图2-11-7(b) 【分析】 该电路由三个JK触发器构成,每个触发器的输入端都悬空,此时触发器具有计数 (翻转)功能。 【解】(1)波形如图2-11-8所示。 0. 图2-11-8 .185. 单招零距离·电子电工专业综合 (2) CP Q. Q Q 0 。 0 0 1 0 0 1 2 0 0 3 0 1 1 0 0 5 1 0 6 1 1 0 。 (3)三位二进制异步加法计数器(八进制加法计数器) 【点拨】 画波形图时注意每个触发器的时钟不一样,前一个触发器的Q是后一个触发器的时 钟,且在Q的上升沿触发,即在Q的下降沿触发。 【变式训练】8.如图2一11-9(a)所示电路,各触发器的初始状态为1,试回答下列问题: (1)画出在图(b)CP脉冲作用下Q、Q、Q。的波形。 (2)写出逻辑状态表。 (③)说明电路逻辑功能。 0 #一 0. 图2-11-9(a) ■□□□□□□□ 0 0 图2-11-9(b) .186. 总复习方案·第四部分 电子线路 【变式训练】 9.如图2一11-10(a)所示电路,各触发器的初始状态为0,试回答下列问题: (1)试在图(b)中画出8个脉冲作用下的Q、Q、Q、F的波形。 (2)填写表所示的逻辑状态表。 (3)当电路进行循环状态后,若F的频率为f,则CP的频率为多少? 2 : Cr 图2-11-10(a) □□□□□□□□ 0. 0 图2-11-10(b) CP QQQ 0 1 2 3 5 6 盲点点击 如图2一11一11所示电路,各触发器的初始状态为0,试回答下列问题 (1)写出逻辑状态表。 .187. 单招零距离·电子电工专业综合 (2)说明电路逻辑功能。 10. I0. # T1 C 图2-11-11 【错解】 (1) CP Q Q {效 Q 0 0 0 0 。 1。 0. 1 0 3 1 1 4 1 0 0 。 1 0 0 0 (2)三位二进制加法计数器 【分析】 本题错误出在第(2)问,表面上是由三个触发器构成的三位二进制电路,但该电路没 有达到三位二进制的八个状态的计数,所以其逻辑功能只能说成是几进制计数器。 【正解】 六进制加法计数器 实战演练 一、选择题 1.下列选项中正确的一项是( )。 A.(21)(10010).(00110101)cp B.(10010):(21)。>(00110101)2mcp C.(00110101)21cp(21)。>(10010)。 D.(10010).(00110101)p(21)。 2.表示一位十进制数码,至少需要几位二进制数码 )。 A.2 B.3 C.4 D.5 3.下列不属于时序逻辑电路的是( )。 B.编码器 A.寄存器 C.计数器 D.触发器 4.欲表示十进制数512需要( )位二进制数。 A.7 B.8 C.9 D.10 5.寄存器在电路组成上的特点是( )。 A.有CP输入端无数码输入端 B.有CP输入端和数码输人端 C.无CP输人端有数码输人端 D.无CP输入端和数码输入端 .188.总复习方案·参考答案 【变式训练】 3. 【变式训练】 8.□ 0. 【实战演练】 一、选择题 袭线来 1.D 2.B 3.B 4.C 5.D 6.C 7.A 8.C 9.A 10.C 二、判断题 1.x 2.× 3.4.V5.× 67.× 8. 9.x 10.x 三、填空题 1.Q D触发器 /K触发器 2.RS触发器 T触发器 3./K 保持 置0 置1 翻转 4.保持 相同 翻转 相反 可控计数型 5.JK置0 置1 6.0 计数 四、分析题 第十一章 时序逻辑电路 【变式训练】 1.(11111111.01).=(255.25) (36.25)。-(100100.01)。 【变式训练】 2.(83.14)。-(10000011.00010100)s21BCD (10011000.00110001)s:21nCD=(98.31) 【变式训练】 3.(11001.1):-(00100101.0101)1BD 254· 单招零距离·电子电工专业综合 (o0010101.0101)2xp -(1111.1)。 □□□□□ 【变式训练】 4.D 0 【变式训练】 0 5.4 7 0. 【变式训练】 , 6 (2) CP Q。 Q. Q. F 0 0 0 0 。 0 0 1 0 2 0 0 3 10 2 7 4 10 0 . 1 0 # 0 0 6 0. 0 0 0. 2 7 1 1 0 【变式训练】 0 7□□□□□□ 8 (3)5f - 【实战演练】 2 一、选择题 1.C 2.C 3.B 4.D 5.B 6.A 7.C 8.B 0.- 【变式训练】 9.C 10.B 二、判断题 1. 2.34.× 5.× 6.7.× 8.$ 9.X 10. 三、填空题 1.输入状态 (2) 原有状态 2.当时的输入 CP Q 原有状态 Q Q. 3.门电路 存储记忆 0 1 1 1 4.n n-1 1 5.二一十进制编码 - 0 BCD码 6.(64)o=(1 000 000):=(01 100 100)su21BCD 1 C 1 7.1023 8.六 加 3 1 0 0 译码器 驱动器 9.2 10.计数器 显示器 0 4 0 1 1 四、分析题 5 0 1 0 1.(1) 6 0 0 1 7 0 0 0 C 8 1 . (3)八进制减法计数器(三位二进制同步减法计数器 .- 【变式训练】 9.(1) 255· 总复习方案·参考答案 (2) CP Q Q Q 0 0 0 0 0 1 0 0. # 。 00 10 0 0 0 0 10 2 / 4 0 0 2 1 0 6 0 0 0 0 (3)六进制加法计数器 2.(1) □□□□□□ 2. (2)上进制加法计数器 0.- 第五部分 电子测量 (2) CP Q Q Q 第一章 电子电压表 0 0 0 0 1 0 0 1 0 【变式训练】 0 0 2 0 1.0.5V 0.5V 1V 2V 1V 3V 1.23V 0 ) 1.23 1.63 4 0 0 0 2.(1)3- 2 4 5 1。 0 0 1 (2)有超量程能力超量程能力为100%。 (3)0.01V 6 1 Ue15 0 0 0 0 3.串联型电压表:a三 -10.61(V) 2 2 # (3)七进制加法计数器 并联型电压表:a一 -3.54(V) 3.(1)V。= # 4.平均值:===3/1.11-2.70(V) 10 =-(0.5Q。+Q+2Q) 正弦波:U=3V.U=1.414X3V-4.24(V) 三角波: -K-1.15$2.70-3.10(V =K.U =1.732\$3.10-5.38(V 方波:U-U。-U。-2.70(V) 【实战演练】 一、选择题 1.B 2.B 3.A 4.C 5.D 6.C 7. B 8.C 9.C 10.C 二、判断题 1. 2.× 3.4. 5.6.× 7.×8.× 9.× 10. 三、填空题 1.3 100V 256.