2018年东南大学集成电路学院928电子技术基础(数、模)之电子技术基础-数字部分考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 设计一个五进制计数器，要求能在控制端作用下，完成加1或加2功能。所用记忆元件为正沿D 型触发器。画出计数器逻辑图。
【答案】分两步：先设计一个常规同步五进制计数器，再将计数器的输出在控制信号作用下转换成加1或加2输出。
（1）设计五进制计数器。
①五进制计数器，必须有5个状态，至少需3位二进制代码，
分别设为
状态转换图为
转换成状态转换卡诺图如图（a ）所示。
图（a ） 五进制计数器状态转换卡诺图
将状态转换卡诺图一分为四，以求输出方程、状态方程和驱动方程。输出方程为
状态方程及驱动方程为
电路图如图（b ）所示。
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图（b
） 五进制计数器
（
2）设计换码电路。
换码电路的输入是五进制计数器的输出1
代码，
即
表
在控制输入（设为K ）的控制下输出可以是加
也可以是加
其换码真值表如表所示。
2
代码，即
用卡诺图化简后得
画换码电路，如图（c ）所示。
图（c ）
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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）（3）X=l）。
（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，是人行横道交通灯信号，
表示绿灯亮，表示绿灯亮，
表示红灯亮。 表示红灯亮。
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
（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。
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