列写出电路如图所示示电路的状态方程和输出方程,并画出状态变量图。 重点是电路平衡方程怎么列?

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分析如图所示电路,写出激励方程、状态方程、输出方程,画出状态转移图。
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分析如图所示电路,写出激励方程、状态方程、输出方程,画出状态转移图。&&
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1在LC正弦波振荡电路中,不用通用型集成运算放大器作放大电路的原因是其上限截止频率太低,难以产生高频振荡信号。
)2当集成运放工作在非线性区时,输出电压不是高电平,就是低电平。
)3一般情况下,电压比较器的集成运算放大器工作在开环状态,或者引入了正反馈。
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  学习了数字电子技术这门课程之后,需要做一些试题来巩固知识点。为此小编给大家整了了数字电子技术测试题及答案,希望对你的考试有所帮助!
  数字电子技术试题
  1. (30.25) 10 = ( _________) 2 = (____________ ) 16 。
  2.三态门输出的三种状态分别为: __________、________ 和_________ 。
  3 . 主从型JK触发器的特性方程 = _______。
  4 . 用4个触发器可以存储 _____位二进制数。
  5.逻辑函数Y=A'B+C的两种标准形式分别为________和&&
  6.由555定时器构成的三种电路中___和____是脉冲的整形 电路。
  1.设图中所有触发器的初始状态皆为0,找出图中触发器在时钟信号作用下,输出电压波形恒为0的是:( )图。
  2.下列几种TTL电路中,输出端可实现线与功能的电路是( )。
  A、或非门 B、与非门 C、异或门 D、OC门
  3.图示电路为由555定时器构成的( )。
  A、施密特触发器 B、多谐振荡器
  C、单稳态触发器 D、T触发器
  4.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路( )。
  A、计数器 B、寄存器
  C、译码器 D、触发器
  5.某电路的输入波形 u I 和输出波形 u O ,则该电路为( )。
  A、施密特触发器 B、反相器
  C、单稳态触发器 D、JK触发器
  6、已知逻辑函数 与其相等的函数为( )。
  A、 B、 C、 D、
  7、一个数据选择器的地址输入端有3个时,最多可以有( )个数据信号输出。
  A、4 B、6 C、8 D、16
  8.以下错误的是( )。
  A.数字比较器可以比较数字的大小
  B.实现两个一位二进制数相加的电路叫做全电路
  C.实现两个一位二进制数来自低位的进位相加的电路叫全电路
  D.编码器可分为普通编码器和优先编码器
  9.下列描述不正确的是( )
  A.时序逻辑电路某一时刻的电路状态取决于电路进入该时刻前所处的状态
  B.寄存器只能存储少量数据,存储器可存储大量数据
  C.主从JK触发器具有一次翻转性
  D.上面的描述至少有一个不正确
  三、逻辑函数化简
  1. (代数法)
  2.用代数法化简为最简与或式
  Y=A+BCD+AB+AD+B+BD
  3.F 2 ( A,B,C,D)=&m (0,1,2,4,5,9)+&d (7,8,10,11,12,13)(卡诺图法)
  4.用卡诺图法化简为最简或与式
  Y= + C +A D,约束条件:A C + A CD+AB=0
  四.分析下列电路。
  1、写出如图所示电路的真值表及最简逻辑表达式。
  2.写出如图所示电路的最简逻辑表达式。
  3. 分析下面的电路并回答问题
  (1) 写出电路激励方程、状态方程、输出方程
  (2) 画出电路的有效状态图
  (3) 当X=1时,该电路具有什么逻辑功能
  五、时序逻辑电路分析
  1.试分析同步时序逻辑电路,要求写出各触发器的驱动方程、状态方程,画出完整的状态转换图(按Q3Q2Q1排列)。
  2.试说明如图所示的用555 定时器构成的电路功能,求出U T+ 、U T- 和&DU T ,并画出其输出波形。
  数字电子技术试题答案
  一、填空题
  1. (30.25) 10 = ( 11110.01 ) 2 = ( 1E.4 ) 16 。
  2. 高电平、低电平和高阻态。
  5.Y(A,B,C)=&Mi(i=1,2,3,5,7),Y(A,B,C)=&&i(i=0,4,6)
  6.施密特触发器、单稳态触发器
  二、选择题:
  1.C 2.D 3.A 4.C 5.C 6.D 7.C 8.B 9.A
  三、逻辑函数化简
  2.Y=A+B
  4.用卡诺图圈0的方法可得:Y=( +D)(A+ )( + )
  四、电路分析
  1、 该电路为三变量判一致电路,当三个变量都相同时输出为1,否则输出为0。
  2、 B =1, Y = A , B =0 Y 呈高阻态。
  3.(1)Qn+11=XQ2 Q n+12= Y=XQ1
  (3)当X=1时,该电路为三进制计数器
  五.时序逻辑分析
  1.①驱动方程
  ②状态方程
  ③状态转换图
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> 第4章 时序逻辑电路
第3节 时序逻辑电路的基本概念
时序的概念并不仅仅限制在数字系统。例如一部在四层大楼里运转的电梯就可以认为是一个时序部件。来自(包括电梯内和每层楼的)控制面板的输入信号和它当前(1,2,3或4)楼层位置决定电梯的运行。电梯必须&记住&当前位置以决定下一个楼层的转换。因此,定义&现态(present state)&描述电梯现在所处楼层位置,同时也记住了楼层转换的历史。例如,电梯现态可能是&3层向上&,这一定不同于&3层向下&。电梯的&次态(next state)&,即电梯下一层的位置是由现态和输入(包括电梯内和每层楼的控制面板的控制按钮)决定的。如果电梯在&3层向下&,它就会响应&2层向下&的请求而忽略&2层向上&的请求。一旦次态决定了,通过给电梯的驱动系统发送命令确定了&状态转换(state transition)&,驱动系统就会使电梯到达一个新的楼层。
现态、次态、输入和状态转换等概念都是研究时序逻辑电路的基础。
一、&时序逻辑电路的基本结构及特点
时序逻辑电路(简称时序电路)在任一时刻的输出信号不仅与当时的输入信号有关,而且还与电路原来的状态有关,因此,时序逻辑电路中必须含有存储电路,由它将某一时刻之前的电路状态保存下来。存储电路可用延迟元件组成,也可用触发器构成。本章只讨论由触发器构成存储电路的时序电路。
&时序电路的基本结构框图如上图,从总体上看它由组合电路和存储电路两部分组成,其中&&是时序电路的输入信号,&是存储电路的输出信号,它被反馈到组合电路的输入端,与输入信号共同决定时序逻辑电路的输出状态。&&是时序电路的输出信号,&&是存储电路的输入信号。这些信
号之间的逻辑关系可以表示为:
时序电路的结构框图
其中:&&是现态,&&是次态
因此总结时序电路的特点:
l&&&&&&&&&时序逻辑电路由组合电路和存储电路组成。
l&&&&&&&&&时序逻辑电路存在反馈,因而电路的工作状态与时间因素有关,即时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。
二、&时序逻辑电路的分类
三、&时序逻辑电路功能的描述方法:
l&&&&&&&&&逻辑方程式:根据时序电路的结构图,写出时序电路的输出方程,驱动方程和状态方程,由此可以描述时序电路的逻辑功能。
l&&&&&&&&&状态表:反映时序电路输出,次态和电路输入以及现态之间的对应取值关系。如
状态表的读法:处在现态&&的时序电路,当输入&&时,该电路将进入输出为&&的次态&&。
l&&&&&&&&&状态图:反映适于逻辑电路状态转换规律及相应输入,输出取值关系的图形。
时序电路的状态图
l&&&&&&&&&时序图:时序电路的工作波形图。直观地描述时序电路的输入信号、时钟信号、输出信号及电路的状态转换等在时间上的对应关系。
四、&时序电路的分析
时序电路的分析就是根据给定的时序逻辑电路图,通过分析,求出其输出Z的变化规律,以及电路状态Q的转换规律,进而说明该时序电路的逻辑功能和工作特性。
1. 分析时序逻辑电路的一般步骤
²&&&&&&&&根据给定的逻辑图中写出每个触发器的驱动方程(即存储电路中每个触发器输入信号的逻辑函数式)
²&&&&&&&&把得到的这些驱动方程代入相应触发器的特性方程,得出每个触发器的状态方程,从而得到由这些状态组成的整个时序电路的状态方程组
²&&&&&&&&根据逻辑图写出电路的输出方程
2. 时序逻辑电路的状态转换表,状态转换图和时序图
由于电路每一时刻的状态都和电路的历史情况有关,因此只简单的得出驱动方程,状态方程和输出方程,还不能获得电路逻辑功能的完整印象。由此,如果把电路在一系列时钟信号作用下状态转换的全部过程找出来,则电路的逻辑功能便可一目了然了。用于描述时序电路状态转换全部过程的方法有状态转换表、状态转换图和时序图等几种。
²&&&&&&&&状态转换表:若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程,即可算出电路的次态和现态下的输出值;以得到的次态作为新的初态,和这时的输入变量取值一起再代入状态和输出方程进行计算,又得到一组新的初态和输出值。如此继续下去,把全部的计算结果列成真值表的形式,就得到了状态转换表
²&&&&&&&&状态转换图:为了以更加形象的方式直观的显示出时序电路的逻辑功能,可以进一步把状态转换表的内容表示成状态转换图的形式。其方法是:在状态转换图中以圆圈表示电路的各个状态,以箭头表示状态转换的方向。同时,还在箭头旁注明了状态转换前的输入变量取值和输出值。通常将输入变量取值写在斜线以上,将输出值写在斜线以下。
²&&&&&&&&时序图:为便于用实验观察的方法检查时序电路的逻辑功能,还可以将状态转换表的内容画成时间波形形式。在时钟脉冲序列作用下,电路状态、输出状态随时间变化的波形图叫做时序图。
&3.&分析实例:
²&&&&&&&&例1:分析图示时序电路
解:分析过程如下:
(1)写出各逻辑方程式:这是一个同步时序电路,各触发器CP信号的逻辑表达式可以不写
u&&&&&&&输出方程:&
u&&&&&&&驱动方程:&&&&&&&&&
u&&&&&&&将驱动方程代入相应JK触发器的特性方程,求得各触发器的次态方程为&
(2)列状态表。画状态图和时序图
列状态表是分析时序电路关键性的一步,其具体做法:将所有输入变量和所有触发器的状态变量均当作变量,列出所有可能的变量组合作为初始值,再将这些初始值逐一代入状态转移方程和输出方程,得出各个触发器的状态以及输出值,填入状态转移表。为了方便和不致遗漏,一般将初始值按二进制顺序逐条列出,逐一代入输出方程和状态方程,将结果填入相应位置。本题中包括输入变量x和&共三个变量,也就是说共八种输入组合。
根据状态表可以画出状态图,它展示的电路状态变化的规律是:
若输入信号x=0,当现态&&时,则当前输出Z=0,在一个CP脉冲作用后,电路转向次态&&;当&&时,则Z=0,在CP作用后,&&;当&&时,则Z=0,在CP作用后,&&;当&&时,则Z=1,在CP作用后,&&。
若输入信号x=1,电路状态转换的方向则与上述方向相反。
(3)时序图
设电路的初始状态为&&,根据状态表和状态图,可画出在一系列CP脉冲作用下,电路的时序图
(4)逻辑功能分析
从该例的状态表可以看出,此电路是一个可控计数器。当x=0时,进行加法计数,在时钟脉冲作用下,&&的数值从00到11递增,每经过4个时钟脉冲作用后,电路的状态循环一次。同时在Z端输出一个进位脉冲,因此Z是进位信号。当x=1是,进行减1计数,Z是借位信号。
²&&&&&&&&例2:分析图示时序逻辑电路
(注:分析异步时序电路时,触发器只有在加到其CP端上的信号有效时,才能改变状态,否则触发器将保持原有状态不变。因此,在考虑各触发器状态改变时,除考虑驱动信号的情况外,还必须考虑其CP&端的情况。)
解:因为该电路没有统一时钟,属异步时序
(1)写出各逻辑方程式
u&&&&&&&各触发器的时钟信号的逻辑方程:
CP0&=CP(时钟脉冲源),上升沿触发。
CP1=Q0,仅当Q0由0&1时,Q1才可能改变状态,否则Q1将保持原有状态不变。
u&&&&&&&输出方程:&
u&&&&&&&驱动方程:&&&&&&&
u&&&&&&&各触发器的次态方程
(CP由0&1时此式有效)&&&&&&&
(Q0&0&1有效)
(2)列状态表,画状态图和时序图
列状态表方法与同步时序电路相似,只是还应注意各触发器CP端的状况,本例是上升沿有效,所以可在状态表中增加各触发器CP端的状况,无上升沿作用时CP用0表示。
(3)逻辑功能分析:
由状态表和时序图可知,此电路是一个异步四进制减法计数器,Z是借位信号。也可以把该电路看作一个序列信号发生器。输出序列脉冲信号Z的重复周期为4Tcp,脉宽为1Tcp&。
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第6章_时序逻辑电路 课后答案
&&数字电子技术基础 第5版 阎石
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