数字电子技术基础实践训练习题答案.docx

习题答案项目一填空题1 .电子电路中的信号可分为两类。一类是时间的连续信号，称 为,另一类是时间和幅度都是离散的（即不连续的信号）， 称为 O （模拟信号、数字信号）2 .所谓数字信号，是指可以用两种逻辑电平 和来描述的信号。（）、1）3 .在数字电路中，应用最为广泛的是 集成门电路和集成门电路。（TTL、CMOS）4 .基本的逻辑关系有三种：、 o （逻辑与、逻辑或、逻辑非）5 任何逻辑函数都可以用、和 四种形式来表示。（逻辑表达式、逻辑图、真值表、卡诺图）6 .常用的数制有、和 等。（十进制、二进制、八进制、十六进制）7 . BCD码有很多种形式，常用的有、 、等。（8421码、余3码、格雷 码、2421 码、5421 码）8 .在实践中最常用的逻辑函数的化简方法是 法，它比较适用于 变量以内的逻辑函数的化简。（卡诺图化简、2 .将十进制的10个数码。9编成二进制代码的逻辑电路称为 编码器。（二一十进制）3 .把二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应输出信号 的电路，称为 o （二进制译码器）4 .二一十进制译码器的功能是将8421 BCD码 转换为对应 十进制代码的输出信号。这种译码器应有 个输入端，个输出端。（000（）1（）01、（）9、4、10）5 .数码显示器按显示方式分为、和,按 发光材料分为、和 o （分段式、点阵式、重叠式、半导体显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电 显示器）6 . LED主要用于显示 和, LCD可以显示、和 等。（数字、字母、数字、字母、文字、图形）7 .数据选择器又叫,它是所输入单输出的组合逻辑电 路。其作用是经过选择，把多个通道的数据传送到惟一的公共数据通 道中去。（多路选择器或多路开关）8 . 74LS151是常用的集成八选一数据选择器，它有 个地址输入端,可选择 共8个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端 和反相输出端 o （3、A2x Ah Ao、DoD8、Y、W）9 .按照进位方式的不同，加法器分为 和 两种。（串行进位加法器、超前进位加法器）10 .在数字电路中，数值比较器的输入是要进行比较的两个,输出是比较的 O （二进制数、结果）二.分析题1 .写出如图3-54所示电路对应的真值表。(b)图3-54题4-1的逻辑图a）（b）ABCLABcLil20001000010011001100101010100111011011000100101011101101101110101111111102.为了使74138译码器的第10引脚输出为低电平，请标出各输入端应置的逻辑电平。74LS138译码器的第10引脚输出为低电平，第10脚为Y5,Y5=L, 则应置Gl=6脚为高电平，G2=G2A+G2B为低电平，即置4脚和5 脚同时为低电平。选择A=1脚为高电平，B=2脚为低电平，C=3脚 为高电平。3.用译码器74138和与非门实现下列函数： F = ABC + A(B + C)(2) F = AB+BC(3) F = ABC+ACD(4)F = AB+BC+ABC(5) F = AB + AC答：首先将上述函数化为最小项之和形式，得到：(2) F = ABC+ ABC + ABC =(4) F = A(BCD+ BCD + BCD + BCD)=4(房质6所5所1)= A(%瓦丽5场)则(2)的图为(4)的图为7WLS1387WLS138yu£wlxky7 B c “第 All ; 3J4.试用74151和逻辑门分别实现下列逻辑函数:(1) F = ABC + ABC+ABC+ABC(2) F = BC+AC(3) F = AB+BC+D(4)尸(旬氏。=2加0,1,5,6)(5)尸(AB,C) = £z(1,2,4,7)答:(5)变换原式。令 D1 = D2= D4= D7= 1, DO= D3= D5= D6=()0<ABC则逻辑图为：C74LS151BADo Oi D? D3 & D5 D6 n0 I1I - A .三.画图题1.试画出用3片4位数值比较器74LS85组成10位数值比较器的逻辑电路图。I4% B岛1 I _I I【I I I 1 I > =<C0MPPX) F) P<QFqe近 a<b2. 74151的连接方式和各输入端的输入波形如图3-60所示，画出 输出端Y的波形。四.设计题1 .试设计组合电路，把4位二进制码转换为8421BCD码，写出 表达式，画出逻辑图。(该题与前重复)2 .设某车间有4台电动机A、B、C、D,要求：(1)A必须开机； 其他3台中至少有两台开机。如果不满足上述条件，则指示灯熄 灭。试写出指示灯亮的逻辑表达式，并用与非门实现。设指示灯亮为 1,电动机开机为lo(该题与前重复)3 .某选煤厂由煤仓到洗煤楼用3条皮带(A、B、C)运煤，煤流方 向为C-B-A。为了避免在停车时出现煤的堆积现象，要求3台电 动机要顺煤流方向依次停车，即A停，B必须停；B停，C必须停。 如果不满足应立即发出报警信号，试写出报警信号逻辑表达式，井用 与非门实现。设输出报警为1,输入开机为1。(该题与前重复)4 .设计一个路灯的控制电路(一盏灯)，要求在4个不同的地方 都能独立地控制灯的亮灭。答：表达式为Y = A BCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD=AD(BC + BC) + BC(AD + AD) + BC'(AD + AD) + AD(BC + BC)=(BC + BCAD + AD) + (AD + AD)(BC + BC)= BC + BC(AD + AD) + AD + AD(BC + BC)=B + C(A + B)+ A + D(B + C)利用数据选择器74LS151实现该电路，电路如下:5 .试设计一个温度控制电路，其输入为4位二进制数ABCD, 代表检测到的温度，输出为X和Y,分别用来控制暖风机和冷风机 的工作，当温度低于或等于5时，暖风机工作，冷风机不工作；当温 度高于或等于10时，冷风机工作，暖风机不工作；当温度介于5和 10之间时，冷风机和暖风机都不工作。（题中的5和10不代表温度 的具体数值，是测量温度后的输出代码）答：用X表示暖风机工作的输出表达式，用Y表示冷风机工作的输 出表达式，由题意可以列出真值表如下T3 T1 T1 ToX YT3 T2 T1 ToX Y由真值表画出卡诺图并化简得出000010100000000110100100001010101000001110101101010010110001010100110101011000111001011100111101X = 7372 + nTiTo = T3T2 r371ToY = T江2 + TeTiT。= TiTi - TsTiTo（图略）6 .摔跤比赛有3个裁判员A、B、C,另外有一个主裁判D。A、DCBAF11XX11X1X11XX1101111DCBAF11XX11X1X11XX1101111答：先列出真值表B、C裁判认为合格时为一票，D裁判认为合格时为二票。多数通过 时输出F=lo试用与非门设计多数 通过的表决电路。然后表达式为：F = DC + DB + DA + DC BA卡诺图化简：F = DC DB DA CBA逻辑图为：7 .用红、黄、绿3个指示灯代表3台设备A、B、C的工作情况, 绿灯亮表示3台设备全都工作正常，黄灯亮表示有1台设备不正常， 红灯亮表示有2台设备工作不正常，红、黄灯都亮表示3台设备都不 正常。试列出该控制电路的真值表，并用合适的门电路实现。答：（1）根据题意，列出真值表由题意可知，令输入为A、B、C表示三台设备的工作情况，“1” 表示正常，“0”表示不正常，令输出为R, Y, G表示红、黄、绿三个 批示灯的 状态，"1”表示亮，“0”表示灭。ABCRYG0000010100111001011101111 1 00 1 00 1 01000 1 010010000 1由真值表列出逻辑函数表达式为:R(4,B,C) = »(。，3,5,6)F(.4,B，C = X40,1,2,4)G(AB.C) = 7 7(3)根据逻辑函数表达式，选用译码器和与非门实现，画出逻辑电 路图。项目三填空题1.根据电路功能，触发器可分为和 o (RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器) 四)9 .数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点可划分为两大类, 一类称为,另一类称为 O (组合逻辑电路、时序逻辑电路)10 .能实现基本和常用逻辑运算的电子电路称为。(门 电路)11 .仿真软件 是学习数字电路有效的辅助工具，它可以在计算机上完成电路的连接及测试，大大提高数字电路学习的效 率。(Multisim 10)二.简答题12 与模拟电路相比，数字电路具有哪些优点？答：与模拟电路相比，数字电路具有以下显著的优点：(1)结构简单，便于集成化、系列化生产，成本低廉，使用方便。(2)抗干扰性强，可靠性高，精度高。(3)处理功能强，不仅能实现数值运算，还可以实现逻辑运算和 判断。(4)可编程数字电路可容易地实现各种算法，具有很大的灵活性。(5)数字信号更易于存储、加密、压缩、传输和再现。13 数字电路按集成度是如何分类的？答：按集成度分类，由于数字电路由集成电路构成，故可将数字 电路按集成电路芯片的集成度分为小规模(SSI,每片数十器件)、中规 模(MSI,每片数百器件)、大规模(LSI,每片数千器件)和超大规模2 .触发器的功能还可以用状态转换图表示，图中两个圆圈内标的 和,表示触发器的两种状态，带箭头的弧线表示,箭头指向触发器,箭尾为触发器, 弧线旁边标出了状态转换的条件。（1、0、状态转换的方向、次态、 现态）3 .在CP=1期间，若同步触发器的输入信号发生变化，则Q的 状态也将随之变化。这就是说，在CP=1期间，Q的状态可能发生几 次翻转，这种现象叫做触发器的 o （空翻）4 .在CP控制下，凡是每来一个CP时钟脉冲就翻转一次的电路, 都称为 o（T'触发器）5 .实际应用中，可以将某种功能的触发器经过改接或附加一些 门电路后，转换为另一种功能的触发器。转换方法是利用让已有触发 器和待求触发器的 的原则，求出 o （特性方程相等、转换逻辑）二.画图题1 .由或非门构成的基本RS触发器及其逻辑符号如图4-41所示， 试分析其逻辑功能，列出真值表，写出特性方程，并根据R和S的 波形对应画出Q和0的波形。图4-41题4-1的图s R Q-O2 .与基本RS触发器相比，同步RS触发器的特点是什么?设CP、R、S的波形如图4-42所示，试对应画出同步RS触发器Q、0的波形。C/,_LL_L_rn_n图442题42的图cpn-II IR jiii答：Q：3 .触发器及CP、J、K的波形如图4-43所示，试对应画出Q、Q 的波形。Q QXX -TLTLJ-krLJ CP K图4-43题4-3的图CP i |_|_|h； rn p-n ；K ! ； H?IaiiiIi:i（主从）Q'_ ：II答： （边沿）Q ' '4 .触发器及CP、D的波形如图4-44所示，试对应画出Q、0的 波形。Q QJicp_r_L_TTLJT.I样d I I I ID CP图4-44 题4-4的图cp|。_U"LJTLJ"p|答：Q15 .在如图4-45所示的各电路中，设各触发器的初始状态均为0, 试根据CP的波形对应画出Q1-Q5的波形。c_rT_n_r_i_n_图445题4-5的图答:6 .将图4-46所示波形加在以下触发器上，试画出触发器输出Q 的波形(设初态为0)。(1)时钟RS触发器；(2)上升沿主从RS触发器。题4-6的图7 .将图4-47所示波形加在以下触发器上，试画出触发器输出Q的波形(设初态为()。(1)上升沿D触发器;(2)下降沿D触发器。CPD8 .将图4-48所示波形加在以下三种触发器上，试画出输出Q的 波形(设初态()。(1)上升沿JK触发器；(2)下降沿JK触发器；(3)上升沿主从JK触发器。CP T图4-48 题4-8的图9 .将图4-49所示波形加在以下触发器上，试画出输出Q的波形(设初态0)o(1)上升沿T触发器。(2)下降沿T触发器。图4-49题4-9的图态为0)oCPCPCP图4-50题4-10的图cp _i_i_i_n_i_i_i_iQ. I_I I_Iq2 -L_rrnrri_lq? 1 u n H ； n答:Qg H.上升沿主从JK触发器的输入波形如图4-51所示，画出触发器输出Q的波形（设初态为0）orLTU图4-51题4-11的图答:12.触发器电路如图4-52(a)所示，试根据图4-52(b)所示输入波形CPCPCPCP画出Qi、Q2的波形(设初态为0)。(a) i_n_rLn.(b) 图4-52题4-12的图答:FCP13.触发器电路如图453(a)所示，试根据图453(b)所示输入波形画出Q|Q4的波形。图4-53题4-13的图_n_n_nJVLrLn_fWLn_rwvwL:iAIi LB |I_L-QiiU L答：Q2 J I14.触发器组成的电路如图454所示，试根据D和CP波形画出Q的波形（设初态为0）o(a)cp -TLTLrLTLJTD-JI1() I1-图4-54题4-14的图-n n n项目四一、填空题1 .逻辑电路可分为 逻辑电路和 逻辑电路两大类。（组合、时序）2 .时序电路的逻辑功能除了用状态方程、输出方程和驱动方程 等方程式表示之外，还可以用、等 形式来表示。（状态表、状态图、时序图）3 .用集成计数器构成任意进制计数器，常用的方法有：、和 o （反馈清。法、级联法、反馈置数法）4 .数字电路中用来存放二进制数据或代码的电路称为 o （寄存器）5 .按照功能的不同，可将寄存器分为 和 两大类。（基本寄存器、移位寄存器）6 .常用移位寄存器型计数器有 和 o （环形计数器、扭环形计数器）7 .顺序脉冲发生器也称脉冲分配器或节拍脉冲发生器，一般由和 组成。（计数器、译码器）(VLSI,每片器件数目大于1万)数字集成电路。3 .什么是集成电路的封装？答：集成电路就是采用一定的生产工艺将晶体管、电阻、电容等 元器件包括连接线路都集中在一个很小的硅片上，这个小硅片称为晶 片。将晶片用塑料或陶瓷封起来，并引出外部连接线，其外形大小、 形状和外部连接线的引出方式、尺寸标准称为集成电路的封装。4 . 74LS00具有什么逻辑功能？答：74LS00为四-2输入与非门。5 .和TTL电路比较，CMOS电路具有哪些特点？答：和TTL电路比较，CMOS电路具有以下特点：(1) 由于CMOS管的导通电阻比双极型晶体管的导通电阻大， 所以CMOS电路的工作速度比TTL电路的低。(2) CMOS电路的输入阻抗很高，在频率不高的情况下，电路 的扇出能力较大，即带负载的能力比TTL电路强。(3) CMOS电路的电源电压允许范围较大，约在318V,使电 路的输出高、低电平的摆幅大，因此电路的抗干扰能力比TTL电路 强。(4)由于CMOS电路工作时总是一管导通，另一管截止，而截 止管的电阻很高，这就使在任何时候流过电路的电流都很小，因此 CMOS电路的功耗比TTL电路小得多。门电路的功耗只有几个|1W, 中规模集成电路的功耗也不会超过lOOgWo(5)因CMOS集成电路的功耗很小，使内部发热量小，因此8.移位型顺序脉冲发生器由 和 电路构成。(移位寄存器型计数器、译码)二、简答题：1 .时序逻辑电路的分析有哪些步骤？答：所谓分析就是找出给定时序电路的逻辑功能和工作特点，也 就是根据所给定的时序电路求出该电路的状态转换表、状态转换图和 时序图，然后分析确定该时序电路的逻辑功能。分析步骤一般按四步进行：(1)写方程式根据给定电路写出其时钟方程，驱动方程和输出方程。(2)求状态方程将这些驱动方程代人对应触发器的特性方程，得出各触发器的状 态方程，进而得到整个电路的状态方程组。(3)进行计算把电路的输入和现态的各种可能取值组合代入状态方程和输出 方程进行计算，得到相应的次态和输出。(4)画状态图、状态表和时序图整理计算结果，画出状态图(或状态表或时序图)，画图时要注意 三点：一是状态转换图是由现态到次态，不能是现态到现态或次态到 次态；二是输出是现态函数，不是次态函数；三是画时序图时只有当 时钟触发脉冲到来时，相应的触发器才会更新状态。2 .设计同步时序电路的一般过程有哪些？答：设计同步时序电路的一般过程如图5.15所示。根据设计 题II绘制 原始状态 图状态化简叫出状态 图及状态 表确定触发器求电路输 出方程和 各触发器 骡动方程画逻辑电 路图并检 行自启动 能力3 .什么是计数器的模?答：计数器能够记忆输入脉冲的数目，也就是有效循环中的状态 的个数，称为计数器的记数长度。也叫计数器的记数容量，又叫做计 数器的模。三、分析题I.试分析如图5-91所示电路分别是几进制的计数器。&%>CP计数脉冲>-CP 计数脉冲图5-91题5-12的图答：左图为六进制计数器，右图为三进制计数器。2 .试确定如图5-92所示电路是几进制的计数器。图5-92题5-13的图答：为76进制计数器。3 .试确定如图5-93所示电路是几进制的计数器。图5-93题5-14的图答：为50进制计数器。4 .分析图5-94所示电路，画出状态图，指出是几进制计数器。QdQcQbQa0000 0001 0010 OOH -*0100 -0101II10111010 v1001 1000 90111 011012进制计数器（74161与74LS161逻辑功能相同）答:5 .分析图题5-95所示电路，画出状态图，指出是几进制计数器。图5-94 题5-15的图图5-95QdQcQbQa0000 0001 >-0010 T /A 0011 0100 A 01011/1100 - 1011 4010v-1001 VV 1000 0111 011013进制计数器题5-16的图答：6 .分析图5.96所示电路，指出是几进制计数器。图5-96题5-17的图答：为174进制计数器7 .分析图5-97所示电路，并指出是几进制计数器。图中7416()是十进制计数器，使用方法与74161相同。图5-97 题518的图答：（a）为128进制计数器。（b）为48进制计数器。四、设计题1.用74LS90构成一个六十进制计数器。答2.用74LS161来构成一个六十进制计数器。-74161项目五一、填空题1 .集成555定时器的常见名称有、等。（555定时器、555时基电路、三五集成 电路、555定时电路）2 . 一般双极型定时器具有较大的,而CMOS定时电 路具有、等优点。（驱动能力、低功耗、输入 阻抗高）3 . 555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，可以方便 地构成, , 等脉冲产生或波形变换 电路。（单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器）4 .单稳态触发器在数字系统和装置中，一般用于、 以及 等。（定时、整形、延时）5 .施密特触发器具有 特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲，成为适合于数字电路需要的脉冲。（回差电压）二、简答题1 .在数字电路系统中，脉冲波形的获取通常有哪些方法？答：这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲 信号发生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满 足系统的要求。2 .单稳态触发器具有哪些特点？答：单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳定状态和一 个暂稳状态；第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到 暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态。 暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。3 ,什么是多谐振荡器？答：多谐振荡器是一种产生矩形脉冲波的自激振荡器。多谐振荡 器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化, 输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲 信号源。项目六一、填空题1 .能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为;而 将能把数字信号转换成模拟信号的电路称为。（模数转换 器、数模转换器）2 . A/D转换器用来将模拟电压信号转换成相应的,常采用的A/D转换器有：、和等。（二进制码、并行A/D转换器、逐次逼近（逐次比较）A/D转换 器、双积分A/D转换器）3 . 一般的A/D转换过程是通过、和 这四个步骤完成的。（取样、保持、量化、编码）4 .现代信息技术的三大基础是 （即传感器技术）、 （通信技术）和（计算机技术）。（信息采集、 信息传输、信息处理）二、简答题1 .构成D/A转换器的思路是什么？答：数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位 代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代 码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可 得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字一模拟转换。这就 是构成D/A转换器的基本思路。2 . D/A转换器的主要技术指标有哪些？答：主要技术指标有：转换精度，包括（1）分辨率（2）转换误 差；转换速度；温度系数等。3 .温度传感器根据结构分类有几种类型？答：温度传感器根据结构分类有四种主要类型：热电偶、热敏电 阻、电阻温度检测器（RTD）和集成电路（IC）温度传感器，IC温 度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。三、分析题1 .设8位D/A转换器输入/输出的关系为线性关系，其数字 码为 D=11111U1 时，A = +5V； D=00000000 时,A=OV。现要求 D /A转换器的输出端输出一个近似的梯形曲线的模拟信号如图7-23 所示，写出在相应时刻ti也应在D / A转换器输入端输入的数字信 号。答：t4 也为 11001100, t和 t|为()011()()ll,t2 和 110 为()1 10()11()43 和 t9 为 10011001 o2 .在权电阻D/A转换器中，若n = 6,并选最高数位MSB的权 电阻R=10KQ,试求其余各位权电阻的阻值为多少？(权电阻D/A 转换器的工作原理可自行查阅相关资料)图7-23题7-1的图答：次高位电阻R4=2R5=20kC,其它各位依次为：R3=22R=40KQ,R2=23R=80kQ,Ri=24R=160kQ；Ro=25=32OkQe3 .10位倒T形电阻网络D/A转换器如图7-24所示，当R=Rf时，试求：若Vr=0.5V,输出电压的取值范围；（2）若要求电路输入数字量为200H时输出电压v°=5V, Vr应取何值?图7-24题7-3的图答:(1)当R=&忖当数字量全0忖:当数字量全1 W：输出电压的取值范围:Pref以2nR'ref 号2"，=oKo=0Vn-tD-21 =-D 21oio 1z /=oV°2,010230V1024（2屋1）二-照-由1024 归Pref(2) (200)h=( 1000000000)b=(5 1 2)d2Hx2Hxlx5 = -10V 512/=04.设4位A/D转换器输入/输出的关系为线性关系，当人= +5V时,D=llll； A=0V时,D=0000o试将图7-25所示的模拟信号变换为数字信号（按图示时间间隔采样）。CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。(6) CMOS集成电路的温度稳定性好，抗辐射能力强，因此 CMOS电路适合于在特殊环境下工作。(7)由于CMOS集成电路的输入阻抗高，使其容易受静电感应 而击穿，因此在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地 良好，尤其是CMOS电路多余不用的输入端绝对不能悬空，应根据 需要接地或接高电平。6 .逻辑转换仪的作用是什么？答：逻辑转换仪是一款虚拟仪器，实际工作中并没有该仪器。逻辑转换仪可以在逻辑图、真值表、逻辑表达式之间灵活转换， 还可以将逻辑表达式简化。7 .设计组合逻辑电路的一般步骤是什么？答：用小规模集成电路设计组合逻辑电路的一般步骤如下：(1)分析设计任务，确定输入变量、输出变量，找到输出与输 入之间的因果关系，列出真值表；(2)由真值表写出逻辑表达式；(3)化简变换逻辑表达式；(4)根据表达式画出逻辑图。这样，原理性逻辑设计任务完成。实际设计工作还包括集成电路 芯片的选择、工艺设计、安装、调试等内容。三.计算题1.将下列各数转换成十进制数：(101.1) 2,(101.1)8,(101.1)图7-25题7-4的图答：（略）5.在逐次逼近型4位A/D转换器中，若Vr=5V,输入电压UF3.75V,试问其输出D3Do应为多少？答：逐次比较过程可列表如下表所示。表中各次。计算如下：(1) U =4(4 3 -22+d, -21 +4) 2°) = 9x8 = 2.5 V° 24 32'016(2)(3)wo=-(Jr23 4-J2-22+J,-2, +J0-2°) = x(8 + 4) = 3.75V216uo =为"+4-22+4 .2' +J0-2°) = x(8 + 2) = 3.125 V216(4)Mo = 23 + , 2? + 4 21+ 4) 2")=X(8 + 2 +1) = 3.4375 V216转换顺didWo(V)比较判该位数码1是序do断否保留11002.5o<i保留203.75Mo>Wi除去31103.12Uq<U保留405Uo<Ui保留101010113.4375项目七一、填空题1 .随着集成电路和计算机技术的发展，数字电路系统经历了 禾口的过程。(分立元件、SSL MSI、LSI、VLSI)2 .根据存入数据方式的不同，只读存储器可分为和 o (固定ROM、可编程ROM)3 . PAL器件的核心部分是由可编程的 逻辑阵列和固定的 逻辑阵列组成的。(“与”、“或”)4 . FPGA器件由三种可编程单元组成，即、和 o (可编程逻辑块(Configurable LogicBlock,简称CLB)、可编程输入/输出块(Input/Output Block,简称IOB)、 可编程内部连线(Programmable Interconnect,简称 PI)二、简答题1 .什么是ASIC电路？答：ASIC是专为某一数字系统设计、生产的集成电路，也可称为定制集成电路。制作ASIC的方法可简单地分为两大类：一类是定 制生产，由半导体生产厂家根据用户或市场的需要来制造专用的集成 电路；另一类则是现场可编程方法，由设计者以某种方式，利用半导 体厂商生产的可编程逻辑器件PLD (Programmable Logic Device)芯 片制作。2 ,什么是标准集成电路？答：标准集成电路是指那些逻辑功能固定的集成电路。它具有很 强的通用性,其电路的电气指标、封装等在国内外均已标准化，并印有 公开发行的用户手册，供大家选用。SSk MSI、LSI以及VLSI中那些 完成基本功能和通用功能的集成电路，如与非门、异或门、触发器、 加法器、乘法器、各类存储器以及通用寄存器堆等，都属于标准集成 电路。3 . FPGA/CPLD器件具有哪些特点？答：它们具有以下几个特点：(1)FPGA/CPLD器件的集成度高、功能强。目前单片FPGA/CPLD 的逻辑门数已达到十万门，完全可以满足芯片内集成系统的要求。(2)FPGA/CPLD器件可靠性高、保密性好、重量轻、体积小、功 耗低、速度快。(3)FPGA/CPLD器件具有可编程性和实现方案容易改动性，使得 电路设计周期短，占领市场速度快。一方面，对FPGA/CPLD芯片制造 商来说,FPGA/CPLD软件包中不但有各种输入工具和仿真工具，而且 还有版图设计工具和编程器等全线产品,芯片电路设计人员在很短的 时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至最后芯片的制 作(物理版图映射)，使芯片占领市场速度快;另一方面，对FPGA/CPLD 器件用户来说FPGA/CPLD芯片往往和EPROM配合使用，这样用户 可以反复编程，或在外围电路不动的情况下用不同的EPROM实现不 同的功能，这就大大加快了新产品的试制速度。FPGA/CPLD设计周期 短的特点，提高了企业在市场上的竞争能力和应变能力。(4)用FPGA/CPLD器件所设计的电子系统,研制和开发成本相对 较低。一方面,FPGA/CPLD芯片在出厂之前都做过测试，不需要设计人 员承担投片风险和费用;另一方面，设计人员只需在自己的实验室通过 相关的软件来完成设计,节约了许多装配和调试费用。(5)电路设计人员使用FPGA/CPLD设计电子系统时，不需具备专门的集成电路深层次的知识，如布局布线等，且FPGA/CPLD软件易学 易用，这样，设计人员就能集中更多精力在电路设计方面。16o答：(101.1)2 = 1x22 +1x20 + 1x2-'(101.1)8 = 1x82 4-1x8,) + 1x8-11 101.1)16 =1x162 +1x16° + 1x16-,2 .将十进制数1234转换为二进制数及8421码。答：1234 =(00010010 00110100)8m3 .将十进制数2075和20.75转换成二进制数、八进制数和十六 进制数。答：略4 .将下列函数转换为最小项表达式：(1)尸(A3,C) = A8 + AC(2) F(A, C, D) AD + BCD + ABC答:F(A B, C) = AB + 4C = ABC + ABC + ABC + ABC5 .歹lj出逻辑函数F = A豆+ AC + 3C方的真值表。答：略6 .用公式法将下列函数化简为最简与或式：(1) F = ABC+ABC + ABC+ BC(2)F = A + B + C+ABC答：略7 .用图形法将下列函数化简为最简与或式：(1) F = ABC + ABC + ABC + ABC(2)F = ABC + JB + AD + CBD(3)F(A,B,C,D) = Z /n(0,1,8,9,10)(4) F(AB,C) = Zw(0,l,2,3,6,7)(5)F(A,B,C,D) = E ?()/,2,5,8,9,10,12,14)答：略8.用图形法将下列函数化简为最简与或式：(1) F(AB,C,D) = Z 皿 1,5,8,9/34) + 2 J(7,10,11,15)(2) F(A,B,C,D) = Z m(0,2,3,4,6,12) + 2 d(7,8,10,14)答：略四.画图题1 .将下列函数转换为与非-与非表达式，并画出逻辑图。F=AB+BC+AC答：略2 .写出如图1-26所示各个逻辑电路输出信号的逻辑表达式，并 对照A、B端给定的输入波形画出各个输出端信号的波形。；七一巳7 二012;二QF,:=0-F，图1-26习题1-10的图答：略3 .试用图形法化简如图所示电路的逻辑图，并将化简结果以逻 辑图的形式画出。图1-28习题1-12的图答：略3 .已知三输入与非门中输入A、B和输出F的波形如图2-22所示, 请在(1)(5)波形中选定输入C的波形。答：(1、2、3)4 .己知逻辑电路及A和B的输入波形如图223所示，请在 波形中确定输出F的波形。如果B = (),输出F波形如何？答：(2)A liA li习题2-2的图5 .逻辑门的输入端A、B和输出波形如图题2-26所示，请分别 写出逻辑门的表达式。(d)答：(a ) F =(b) F = AB (c) F = AB (d)尸=4 8(e) F = A + B五.设计题1 .试设计组合电路，把4位二进制码转换为8421BCD码，写出 表达式，画出逻辑图。答：略2 .设某车间有4台电动机A、B、C、D,要求：(1)A必须开机; 其他3台中至少有两台开机。如果不满足上述条件，则指示灯熄 灭。试写出指示灯亮的逻辑表达式，并用与非门实现。设指