数字电子技术基础—试题—解答(48页).doc

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1、-三、逻辑函数化简 （每题5分，共10分） 1、用代数法化简为最简与或式 Y= A + 1、Y=A+B 2、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 2、用卡诺图圈0的方法可得：Y=（ +D）（A+ ）（ + ） 四、分析下列电路。 （每题6分，共12分） 1、写出如图4所示电路的真值表及最简逻辑表达式。 图 4 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、写出如图5所示电路的最简逻辑表达式。 2、 B =1， Y = A ， B =0 Y 呈高阻态。五、判断如图 6所示电路的逻辑功能。若已知 u B =-

2、20V，设二极管为理想二极管，试根据 u A 输入波形，画出 u 0 的输出波形 （8分） t 图 6 五、 u 0 = u A u B ,输出波形 u 0 如图 10所示: 图 10 六、用如图 7所示的8选1数据选择器CT74LS151实现下列函数。（8分） Y（A,B,C,D）=m(1,5,6,7,9,11,12,13,14) 图 7 答： 七、用 4位二进制计数集成芯片CT74LS161采用两种方法实现模值为10的计数器，要求画出接线图和全状态转换图。（CT74LS161如图8所示，其LD端为同步置数端，CR为异步复位端）。（10分） 图 8 七、接线如图 12所示： 图 12 全状态

3、转换图如图 13 所示： （ a ） （ b ） 图 13八、电路如图 9所示，试写出电路的激励方程，状态转移方程，求出Z 1 、Z 2 、Z 3 的输出逻辑表达式，并画出在CP脉冲作用下，Q 0 、Q 1 、Z 1 、Z 2 、Z 3 的输出波形。 （设 Q 0 、Q 1 的初态为0。） （12分） 八、 ， ， 波形如图 14所示： 三、将下列函数化简为最简与或表达式（本题 10分） 1. （代数法） 2、 F 2 （ A,B,C,D）=m (0,1,2,4,5,9)+d (7,8,10,11,12,13)（卡诺图法） 三、 1. 2. 四、分析如图 16所示电路，写出其真值表和最简表达式

4、。（10分） 四、 1. 2. , , , 五、试设计一个码检验电路，当输入的四位二进制数 A、B、C、D为8421BCD码时，输出Y为1，否则Y为0。（要求写出设计步骤并画电路图） （10分） 五、 六、 分析如图17所示电路的功能，写出驱动方程、状态方程，写出状态表或状态转换图，说明电路的类型，并判别是同步还是异步电路？ （10分） 六、同步六进制计数器，状态转换图见图 20。 图 20 七、试说明如图 18所示的用555 定时器构成的电路功能，求出U T+ 、U T- 和U T ，并画出其输出波形。 （10分） 图 18 图 21 七、 , , ，波形如图 21 所示 八、如图19所示的

5、十进制集成计数器； 的为低电平有效的异步复位端，试将计数器用复位法接成八进制计数器，画出电路的全状态转换图。（ 10分） 图 19 TU八、 八进制计数器电路如图 22所示。三计算题（5分）如图所示电路在Vi0.3V和Vi5V时输出电压V0分别为多少，三极管分别工作于什么区（放大区、截止区、饱和区）。解：（1）时，三极管截止，工作在截止区，； （2）时，三极管导通，工作在饱和区， 四分析题（24分）1分析如图所示电路的逻辑功能，写出Y1、Y2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路能完成什么逻辑功能。 1 2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

6、态图（3） 当X=1时，该电路具有什么逻辑功能（1）Qn+11=XQ2 Q n+12= Y=XQ1（2）（3）当X=1时，该电路为三进制计数器五应用题（43分） 1用卡诺图化简以下逻辑函数 ，给定约束条件为ABCD01 解：（1）由图可以写出表达式： 2有一水箱，由大、小两台水泵ML和MS供水，如图所示。水箱中设置了3个水位检测元件A、B、C。水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。现要求当水位超过C点时水泵停止工作；水位低于C点而高于B点时MS单独工作；水位低于B点而高于A点时ML单独工作；水位低于A点时ML和MS同时工作。试用74LS138加上适当的

7、逻辑门电路控制两台水泵的运行。74LS138的逻辑功能表输 入输 出S1A2 A1 A0 0XX X X1 1 1 1 1 1 1 1 X1X X X1 1 1 1 1 1 1 1100 0 00 1 1 1 1 1 1 1100 0 11 0 1 1 1 1 1 1100 1 01 1 0 1 1 1 1 1100 1 11 1 1 0 1 1 1 1101 0 01 1 1 1 0 1 1 1101 0 11 1 1 1 1 0 1 1101 1 01 1 1 1 1 1 0 1101 1 11 1 1 1 1 1 1 074LS161功能表 CTP CTT CP D0 D1 D2 D3Q

8、0 Q1 Q2 Q30 1 0 d0d1 d2 d31 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0d0 d1 d2 d3正常计数保持（但C=0）保持 3 74LS161逻辑符号及功能表如下（1）假定161当前状态Q3 Q2 Q1Q0为“0101”“D0 D1 D2 D3”为“全1”，=0，请画出在两个CP作用下的状态转换关系？（2）请用复位法设计一个六进制记数器（可附加必要的门电路）由真值表化简整理得到：（4）令A=A,B=B,C=C，画出电路图：（1）“0101” “1111” “1111”（2）“0110”时复位4分析右面的电路并回答问题（1）该电路为单稳态触发器还是无稳态触发

9、器？（2）当R=1k、C=20uF时，请计算电路的相关参数（对单稳态触发器而言计算脉宽，对无稳态触发器而言计算周期）。4、（1）单稳态 （2）20mS（2）真值表如下：ABCABACBCY2Y1000000000001000101010000101011001010100000001101010110110100110111111011(3)判断逻辑功能：Y2Y1表示输入1的个数。2 解：（1）输入A、B、C按题中设定，并设输出ML1时，开小水泵ML0时，关小水泵MS1时，开大水泵MS1时，关大水泵；（2）根据题意列出真值表：ABCMLMS000000010101001110100101110

10、11111三、分析题（共20分）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）。（6分）1 （8分）驱动方程（3分） 状态方程（3分）状态转换图（2分） 2分析下图由74160构成的计数器为几进制计数器，画出有效状态转换图。（4分） Q0 Q3 Q2 Q1 D0 D3 D2 D1 CP C ET EP 74160 1 1 RDLDCP 12、(4分) 为五进制计数器（2分） 状态转换图（2分） 3分析逻辑电路，要求写出输出逻辑式、列出真值表、说明其逻辑功能。（6分）3、（6分）逻辑式：（2分）真值表：（2分）逻辑功能：（2分）数值比较

11、器4分析如下74LS153数据选择器构成电路的输出逻辑函数式。（4分）FABYD0 D1 D2 D 3 A1A04、（4分）四、设计题（共26分）1用74LS160及少量的与非门组成能显示0048的计数器（使用 完成）。（8分）D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 EP ET CP C 74160 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 EP ET CP C 74160 1、（6分）2试用图示3线8线译码器74LS138和必要的门电路产生如下多输出逻辑函数。要求：（1）写出表达式的转换过程（6分）；（2）在给定的逻辑符号图上完成最终电路图。（6分）2、（12分）转换过程（6分

12、） 连接图（6分）3使用74LS161和74LS152设计一个序列信号发生器，产生的8位序列信号为00010111（时间顺序自左向右）。（6分）3、（6分）五、画图题（共18分）1用555定时器及电阻R1、R2和电容C构成一个多谐振荡器电路。画出电路，并写出脉冲周期T的计算公式。（8分）VCC DISC VCO GND 555 VO TH 1、（8分）（2分）（6分）图2图（a）中CP的波形如图（b）所示。要求：（1）写出触发器次态Qn+1的最简函数表达式和Y1、Y2的输出方程。（4分）图（b）（2）在图（b）中画出Q、Y1和Y2的波形（设Q n=0）（6分）图（a）2、（10分）次态、Y1

13、、Y2方程（4分）波形（6分）例1.1 利用公式法化简 解： 例1.2 利用卡诺图化简逻辑函数 约束条件为解：函数Y的卡诺图如下： 例3.1 试设计一个三位多数表决电路1、 用与非门实现2、 用译码器74LS138实现3、 用双4选1数据选择器74LS153解：1. 逻辑定义设A、B、C为三个输入变量，Y为输出变量。逻辑1表示同意，逻辑0表示不同意，输出变量Y=1表示事件成立，逻辑0表示事件不成立。2. 根据题意列出真值表如表3.1所示 表3.1 3. 经化简函数Y的最简与或式为：4. 用门电路与非门实现 函数Y的与非与非表达式为： 逻辑图如下： 5. 用38译码器74LS138实现由于74L

14、S138为低电平译码，故有由真值表得出Y的最小项表示法为： 用74LS138实现的逻辑图如下：6. 用双4选1的数据选择器74LS153实现 74LS153内含二片双4选1数据选择器，由于该函数Y是三变量函数，故只需用一个4选1即可，如果是4变量函数，则需将二个4选1级连后才能实现 74LS153输出Y1的逻辑函数表达式为： 三变量多数表决电路Y输出函数为： 令 A=A1，B=A0，C用D10D13表示，则 D10=0，D11=C，D12=C，D13=1 逻辑图如下： 四、分析、设计、化简题（一）将下列逻辑函数化简成最简与或表达式。（1）（2）（1） ， （2） ， （二）SSI逻辑电路的分析

15、1.分析组合逻辑电路图，写出F的逻辑函数表达式。 1=1&ENA B C F 1当C=1时 当C=0时 F=高阻状态2分析下图，试写出F的表达式，并说明逻辑电路的功能。1&11&A BF1 F1F2 F1F3 F12F1 = F2 = F3 = 真值表 输 入 输 出 A B F1 F2 F3 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1此电路为一位数值比较器。（三）译码器的应用1试用74LS138和门电路实现逻辑函数F = AB + AC + BC,译码器的示意图和功能表达式如下：选通时，S11，S2S30；输出低电平有效。A2 A1 A074LS138 1

16、F=AB+AC+BC= ABC+ABC+ABC+ABC = m3 +m5+m6+m7 = 2下图为3线8线译码器74LS138的方框图。A2 A1 A074LS138图中三个允许端S1=1、=0时，译码器才能正常译码；输入端的输入代码顺序为A2 A1 A0 ；输出端输出低电平有效。试用此二进制译码器和与非门实现函数，要求画出连线图。 2F&A2 A1 A074LS138A B C1YA B CA2 A1 A0174LS138 （四）触发器的应用1触发器电路如下图所示，试根据图中CP、A的波形，对应画出输出端Q的波形，并写出Q的状态方程。设触发器的初始状态均为0。1JC11K“1”ACPQCPA

17、 2触发器电路如下图所示，试根据图中CP、D的波形，对应画出输出端Q的波形，并写出Q的状态方程。设触发器的初始状态均为0。DCP1DC1CPD CPAQ2Q1CPDQQ22 （五）计数器的应用1已知74LS161是同步四位二进制加法计数器，计数器功能见下表，试用置数法构成七进制加法计数器，要求写出的表达式；画出连线图。 74LS161的功能表CPCTT CT P工作状态0 清零10 预置数110 1保持（包括 C状态）11 0保持（C=0）111 1计数Q 0Q1 Q2 Q3RDLDCP74LS161 OCCTT CT P D0 D1 D2 D32已知74LS161是同步四位二进制加法计数器，

18、其功能表如表所示。试分析图电路为几进制计数器，要求（1）写出的表达式；（2）指出进制数；（3）画出状态转换图。 74LS161的功能表CPCTT CT P工作状态0 清零10 预置数110 1保持（包括 C状态）11 0保持（C=0）111 1计数&Q 0Q1 Q2 Q3CRLDCP74LS161 OC CTT CT P D0 D1 D2 D311五1，连线见图2，此电路为十进制加法计数器。状态转换图为： 0000 0001 0010 00110100 0101 0110 0111 1000 1001 （六）DA转换器的应用十位的D/ A电路如下图所示，当R f 2R，VREF = 5V，若电

19、路的输入数字量D9 D8 D7 D6D5D4D3D2D1D0时=0000110001，试求：输出电压为多少？（六）DA转换器的应用四、分析题（共20 分）1、分析用图4（a）、（b）集成十进制同步可逆计数器CT74LS192组成的计数器分别是几进制计数器。CT74LS192的CR为异步清零端（高电平有效），为异步置数控制端（低电平有效），CPU、CPD为加、减计数脉冲输入端（不用端接高电平），和分别为进位 和借位输出端。（4分） 图4 (a) 图4 (b)2、 用ROM设计一个组合逻辑电路，用来产生下列一组逻辑函数 列出ROM应有的数据表，画出存储矩阵的点阵图。3、试画出图5所示电路在CP、信

20、号作用下Q1、Q2、Q3的输出电压波形，并说明Q1、Q2、Q3输出信号的频率与CP信号频率之间的关系。（6分） 图51、解：（a）为6进制加计数器；（2分） （b）为23进制加计数器。（2分）2、解：将函数化为最小项之和形成后得到 （2分）ROM的数据表（3分）ROM的存储矩阵图（3分） 3、 1分 1分 3分 1分 五、设计题（共20分）1、用74LS161设计一个10进制计数器。 （1）同步预置法，已知S00001。（2）异步清零法。（10分）2、集成定时器555如图6（a）所示。 （1）用该集成定时器且在规格为100K、200K、500K的电阻，0.01uf、0.1uf、1uf的电容器中

21、选择合适的电阻和电容，设计一个满足图5（b）所示波形的单稳态触发器。 (2）用该集成定时器设计一个施密特触发器，画出施密特触发器的电路图。当输入为图5（c）所示的波形时，画出施密特触发器的输出U0波形。 （10分）图6a图6b 图6（c）1、解：（1）S10001，M10，则SM-11010（5分） （2）S00000，M10，则SM1010（5分）2、（1）解：要实现的单稳态触发器设计如下 (5分，其中图3分，R、C参数各1分) 因为， 所以选。（2）施密特触发器及波形如图所示 (5分，图3分，波形2分)六、综合分析计算题（共10 分）试分析图7所示电路的工作原理，画出输出电压0的波形图，列

22、出输出电压值0的表。表3给出了RMA的16个地址单元中所存的数据。高6位地址A9A4始终为0，在表中没有列出。RAM的输出数据只用了低4位，作为CB7520的输入。因RAM的高4位数据没有使用，故表中也未列出。（8分）A3A2A1A0D3D2D1D000000000000100010010001100110111010011110101111101100111011100111000000110010000101000011011001111000101110101111110100111111011 表3 图7 A3A2A1A0D3D2D1D00(V)00000000000100010010

23、0011001101110100111101011111011001110111001110000001100100000的电压值解：十进制计数器74LS160工作在计数状态，在CP脉冲序列的作用下，Q3Q2Q1Q0的状态从0000到1001循环计数，将存储器A9A0=0000000000 0000001001这十个地址单元中存储的数据依次读出，作为CB7520的数字量输入。CB7520高四位数字量输入d9d8d7d6每位为1时产生的输入模拟电压分别为+4V、+2V、+1V、+0.5V。输出电压值见表所示。输出电压V0的波形如图所示。A3A2A1A0D3D2D1D00(V)0000000000

24、00100011/2001000113/2001101117/20100111115/20101111115/2011001117/2011100113/2100000011/21001000000的电压值V0的输出电压波形1. （代数法） 解: 2、 F 2 （ A,B,C,D）=m (0,1,2,4,5,9)+d (7,8,10,11,12,13)（卡诺图法） 0001111000111011111101CDAB1用公式化简逻辑函数：CDAB0001111000101111110111解：2用卡诺图化简逻辑函数： ，且A，B，C，D不可能同时为0。将下列函数化简成与或式（每题5分，共15分

25、）1解：2解：3解：将下列函数化简成与或式（每题5分，共15分）1（代数法） 解：2 解：图二3用卡诺图把下逻辑函数化简成最简与或式。给定约束条件为解： CD00011110 AB 00 01 11 1010011000XXXX01XX1用公式法化简函数：2用卡诺图法将下列逻辑函数化简为最简与或式：Y=m（0,1,2,3,6,8）+d(10,11,12,13,14,15)解: 12二、分析、简答题1用卡诺图化简成最简的与或式。F（A、B、C、D）=m（0，2，8，9，10，11，13，15）000111100011011111101111ABCD2用公式化简逻辑表达式。1）2）解：1） 2）

26、3试画出用反相器和集电极开路与非门实现逻辑函数 。解：(2分)逻辑图略(2分)4图1、2中电路由TTL门电路构成，图3由CMOS门电路构成，试分别写出F1、F2、F3的表达式。 解： 1试分析图示时序逻辑电路，写出驱动方程，状态方程和输出方程，并画出状态图。说出该电路的功能，设触发器的初态为000。解：驱动方程（3分）： 输出方程（1分）：000001011111110100110101Q3Q2Q1状态方程（4分）：状态图（5分）：六位循环码计数器2下图是用二个4选1数据选择器组成的逻辑电路，试写出输出Z与输入M、N、P、Q之间的逻辑函数式（10分）。解：1用74161及适当的门电路构成十二进

27、制计数器，要求利用同步置数端，并且置数为2（0010），画出状态图（按Q3Q2Q1Q0排列）及逻辑连线图。&1CPC110010Q3Q2Q1Q0001101000101011001111000100110101011110011012用3线8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路，输入为被减数、减数和来自低位的借位，输出为二数之差和向高位的借位信号（15分）。解：设A为被减数，B为减数，BO为向高位的借位，BI为来自低位的进位，S为差（2分）BIABSBO0000000111010100110010011101011100011111（5分）设A2=BI，A1=A，A0=B则逻

28、辑图略三、已知电路及输入波形如图4（a）（b）所示，其中FF1是D锁存器，FF2是维持-阻塞D触发器，根据CP和D的输入波形画出Q1和Q2的输出波形。设触发器的初始状态均为0。四、分析图5所示电路，写出Z1、Z2的逻辑表达式，列出真值表，说明电路的逻辑功能。解： ABCZ1Z20000000111010110110110010101001100011111真值表：（3分）这是一个全减器电路。五、试分析图6各是多少进制的计数器，电路的分频比是多少？。EPETD0D1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS1601CP1&CEPETD0D1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS1610CP11EPETD0D

29、1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS161Y11 图6解：九进制计数器，分频比为1：9；63进制计数器，分频比为1：63六、电路如图7所示，其中RA=RB=10k,C=0.1f，试问：1在Uk为高电平期间，由555定时器构成的是什么电路，其输出U0的频率f0=?2分析由JK触发器FF1、FF2、FF3构成的计数器电路，要求：写出驱动方程和状态方程，画出完整的状态转换图，说明电路能否自启动；3 Q3、Q2、Q1的初态为000，Uk所加正脉冲的宽度为Tw=5/f0，脉冲过后Q3、Q2、Q1将保持在哪个状态？ 解：1多谐振荡器2驱动方程 000001011111110101Q3Q2Q1100101状

30、态方程（3分）：状态图五进制计数器，能自启动3五个周期后Q3、Q2、Q1将保持在100状态。ATGCY3二、指出下图所示各符号表示电路的名称，并叙述其功能，写出Y表达式。ABC&ENY2AC&Y11OC门，。三态输出门，EN=1，；EN=0，Y2为高阻态。CMOS传输门，C=0，Y3为高阻态；C=1，Y3=A。三、化简下列各式(1)用代数法将函数F化为最简与或式。解：=ABCD000111100011110111111110111（2）用卡诺图化简函数P 四、作图题CP0t0tJ0tK0tQ0t若主从结构JK触发器CP、J、K端的电压波形如下图所示，试画出Q端对应的电压波形。 四、 设计一个A、B、C三人表决电路，以表决某一提案是否通过，如多数赞成，则提案通过，同时A有否决权。1用4选1数据选择器74LS153来实现，连线时可附加适当门电路。ABCY