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一、简答题

1． 用555定时器及若干D 触发器设计一个电路。

（1）将三角波转换为方波，并对方波信号4分频，画出电路图；

（2）在555定时器的哪个管脚能得到与3脚一样的信号，如何接法？

【答案】（1）用555定时器构成的施密特触发器可以将三角波输入整形为方波输出；将D 触发器设计为二分频电路。电路图所示。

图

（2）在555定时器的7脚与电源间接上拉电阻，能得到与3脚一样的信号。

2． 用D 触发器实现一个如图1所示路口的交通灯自动控制器。要求：

图1

（1）分析设计要求，建立原始状态图和状态表；

（2）求出最简激励函数和输出函数；

（3）系统要有自启动功能。

假设：

（1）

（2）是由左向右行驶车辆的交通灯信号，是由右向左行驶车辆的交通灯信号，表示绿灯亮，表示绿灯亮，表示红灯亮。 表示红灯亮。

（3）

X=l）。 是人行横道交通灯信号，表示绿灯亮，表示红灯亮。 （4）在人行横道旁有一个人工控制的按钮X ，当行人要求穿过人行横道时，须按下按钮X （即

（5）控制器的时钟信号每1分钟为一个周期。设计条件：

（a ）在无行人要求穿过人行横道时，控制器处于车辆通过状态，控制器控制从左向右和从右向左行驶的车辆交替通过一分钟，人行横道始终保持红灯亮。

（b ）当有行人要求穿过人行横道时，控制器从车辆通过状态转到行人通过状态，在此状态下人行横道的绿灯亮一分钟，红灯再亮一分钟，在此过程中，道路左右两侧始终保持红灯亮。此后，控制器转入车辆通过状态。

（c ）控制器仅在处于车辆通过状态时，才响应人工控制按钮的信号。

【答案】（1）电路有1个输入X ，3个输出

需增加一个中间状态变量以记忆原来状态，令其为

时表示3个绿灯都不亮-全停

；

右行，表示此前车辆左行。 考虑到由行人通过状态转入车辆通过状态故共有5个变量。根据题意，电路的状态转时表示车辆左行

；表示此前车辆时，还需要确定应该让哪一盏灯先亮，即原来左行绿灯亮时应让右行绿灯先亮，反之亦然，所以换图如图2（1）所示，图中顺便给出了状态赋值：状态编码为4位，低3位是时表示车辆右行

；表示行驶方向：时表示行人横穿马路。状态编码中的最左一位

（2）将图2（1）的状转图转换成5变量卡诺图如图2（2）（a ）所示。再将其一分为四，分别如图2（2） （b ）、（c ）、（d ）、（e ）所示。

图2（1） 状态转换图（图中X 号表示任意）

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图

2（

2）

状态转换卡诺图

选用4个D 触发器，考虑到要有自启动功能，所以化简时没有利用约束项，其最简激励函数和输出函数如下：

（3）系统的逻辑图如图2（3）所示。