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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。
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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
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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;
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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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