数字电路逻辑设计试卷.docx

《数字电路逻辑设计试卷.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路逻辑设计试卷.docx（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、.数字电路逻辑设计（A 卷）一、填空题（本大题共 22 分）1、（本小题 3 分）十进制数 126，对应 8421BCD 码，二进制数，十六进制数。2、（本小题 2 分）二进制负整数 1011011，补码表示为；反码表示为。3、（本小题 4 分）逻辑函数 F = ( A + D)( A + B)AD + BD 的反演式为；对偶式为。4、（本小题 2 分）三输入端TTL 与非门如图所示，图中A 点的电位为F 点的电位为。2K&A3K+5V0.3VF5、（本小题 3 分）八选一数据选择器电路如图，该电路实现的逻辑函数是F=。A0A1 八选一数据选择器A2D0D1D2 D3 D4 D5 D6 D7“

2、1”FB AQ0 Q1 Q2 Q3CP074LS290CP1R0A R0B S9A S9B6、（本小题 3 分）由集成异步计数器 74LS290 构成图示电路，该电路实现的是进制计数器。资料.CP.7、（本小题 3 分）逻辑函数F = AB + BC + AC ，它的与非表达式为F=；与或非表达式为F=；或非或非表达式为F=。8、（本小题 2 分）用 555 设计的多谐振荡器，要求振荡周期T=110s，电容 C=100mF。则电阻 R 的范围是。二、（本题 10 分）图示电路中，A、B 是输入数据变量，C 、C 、C 、C 是控制变量。写出输出 Y 的逻3210辑表达式，并说明该电路C 、C

3、、C 、C 为不同控制状态时是何种功能电路？3210三、（本题 8 分）写出图示ROM 阵列输出函数的逻辑表达式，列出真值表，说明逻辑功能。A01A11A21F0 F1四、（本题 8 分）用 3 线8 线译码器和必要的门电路实现逻辑函数。F ( A, B , C ) = ABC + BC + AC五、（本题 10 分）已知 JK 信号如图所示，请分别画出主从JK 触发器和负边沿JK 触发器的输出波形。设触发器初始状态为 0。CPJ K资料.六、（本题 15 分）图示为序列信号发生器电路，它由一个计数器和一个四选一数据选择器构成。分析计数器的工作原理，确定其模值和状态转换关系；确定在计数器输出控

4、制下，数据选择器的输出序列。设触发器初始状态为 000。七、（本题 12 分）画出用 74161 的异步清零功能构成的 80 进制计数器的连线图。八、（本题 15 分）用D 触发器设计一个按自然态序进行计数的同步加法计数器。要求当控制信号M=0 时为 5 进制，M=1 时为 7 进制（要求有设计过程）。资料.数字电路逻辑设计A 卷标准答案及评分标准资料.、填空题（本大共 22 分）l , （ 本小题 3 分）l8421BCD 斗 。创 叩啪二进制数 OI l /IIl O 十六进制数2（本小题 2 分）补码表示为 I OIOOI 叭 ； 反码表示为 OIg OIOO .3、本小题4分 ） F

5、=（万汀云6 江 书 ）（歹和) F乍岳示五百廿” D)（肛砂4、（本小题 2 分）A 点的电位为4 L 江F 点的电位为 3恤钉5、（本小题3 分）F=.6、（本 小版3 分）该电路实现酌是一上“一评制计数器. . . . . -？、（本小题 3 分）与非表达式为 F上已 廷 4 己 -二号 砉 表达式为 产 压 启 A 眨归 五赵 非表达式荔f一此+A +8、(小题2 分）7 JL 二尸勹丘二、（10 分）丫 乌f,A +AC1-百 区眨t A （砌BEAtA”C3c cl.QC心0000ouo,()(Jt0。BASABBAAU I ! _l0 0 0 0 l l i lo ooublIr

6、Bjl三，（ 本题 8 分）OFEA。,0IO Uiu厂a u uII! ln3A1 A200oII0IIr.l 0,(J(IO旷rIl狂狂 户IIuut|I0轨拯行心从 尔凸 心Au丛飞三丿_-A占 凡kg-A_Il纬 IJi,RBioB的砖Glc诈l 负,-lF翊材叫悼 空痰觅（河）（迈）A8 c“O囚、（本题 8 分）F=2m ( l , 3, ，, ， 了）而，凡沪平？F，1”( 6分）il l- 1 1 J_ ！I,-JJPrIcT五、（本题 LO 分）( 2 分 ）幻和卢六、（本题 15 分）1 I) ?JJ1 )吁 妇 叶状态JI 二 ， k1 = 1矿 衍J丿二 矿於伈h仪1

7、刊炉，切-lJ的- 十，如仪h沁寄。石，颂顷”时K3 咽 lh归的印初状幻闷, “必“,_各吠岭芘虷分m -i l 贮 动 0刁O, l0” (1j_n nl刀，）（tj3cuo-AAgt万） 易A 从10-OA凡入OV凡Alt uooo瓦丫 曳J ( c 0 () 一 小 1- 心兄a一。_ 二（平分）-勹$010l0 l凇）丫010 IO8 ud I I O O；从了拚劝叩为() l opo （l丿旬|l I（万）七、（本退 12 分）、l l IrTC叩fCTT 凡8 瓦 飞3.7投 ， l吹- -叩芍）如顷 ），找号( 3 分） 汛 店 (S13)8八、（本题15_分），- -坟令戌如

8、L 二 P O，l二。！ 二/ 二荨。I.叶惕闷亿白_yly!l o 一，f () I( 5 方）妒 4“飞( d富t贪 M )DI 啸产局 幻 t IIQ，飞 矿庐， 于1 和压 和面 H妇幻（乞归记司）( a 分 ）冈呜 （砑）.数字电路逻辑设计期末考试A 卷注意事项：1、答案写在每个题目下面的空白处，如地方不够可写在上页背面对应位置； 2、本卷共 5 页考卷纸，7 道大题；3、最后两页为草稿纸。题目：一、求解下列各题：（本题共 20 分，每小题 4 分） 1、用公式法化简逻辑函数F = XZ + YZ + YQ + ZQC + ZQ C + X(Y + Z) + XYZQ + XYQC2

9、、用卡诺图化简逻辑函数F (A, B, C, D) = m4(0,3,5,6,8,13) 无关最小项为 d (1,4,10) ；3、图(a)所示为TTL 电路，输入信号A、B、C 的波形如(b)所示，对应画出输出信号的波形。（b）（a）4、图示电路为发光二极管驱动电路，其中OC 门的输出低电平VOL=0.3V，输出低电平时的最大负载电流I =12mA，发光二极管的导通电压V =1.5V，发光时其电流 10mAI 15mA。试问：OLDD（1） 如图所示两电路中，发光二极管各在什么情况下发光？（2） 电阻R 、R 的取值范围。12资料.5、由 555 构成的单稳态触发器中，已知VCC=9V，R=

10、27K，C=0.05F。估算输出脉冲的宽度t w。二、试用八选一数据选择器及适当门电路实现下面逻辑关系（本题12 分）。F（A，B，C，D）=AB+ABCD+ACD+ACD+ABCD三、由四位加法器 74LS283、四位比较器 74LS85 构成的逻辑电路如图所示，A=A A A A ，B=B B B B ，A、B 为四位二进制数，试分析该电路的逻辑功能。（本题 12 分）74LS8574LS2833 2 1 03 2 1 0四、逻辑电路和各输入信号波形如图所示，画出各触发器Q 端的波形。各触发器的初始状态为0。（本题 12 分）CPCP五、由移位寄存器74LS194 和 38 译码器组成的时

11、序电路如图所示，分析该电路。（1）画出 74LS194 的状态转换图；（2）说出 Z 的输出序列。（本题 13 分）资料.六、已知某同步时序电路的状态转换图如图所示。（1）作出该电路的状态转换表；（2）若用D 触发器实现该电路时写出该电路的激励方程；（3）写出输出方程。（本题 15 分）七、电路由 74LS161 和 PROM 组成。（1）分析 74LS161 的计数长度；（2）写出 W、X、Y、Z 的函数表达式；（3）在 CP 作用下。分析W、X、Y、Z 端顺序输出的 8421BCD 码的状态（W 为最高位，Z 为最低位），说明电路的功能。（本题 16 分）T PW74LS161XYD C

12、B AZ资料.数字电路逻辑设计期末考试A 卷标准答案及评分标准一、1、2、F = B C D + A BD + ABD + BCD d (1,4,10) = 0评分标准：分步酌情给分。AB0001111000110111111CD解：评分标准：卡诺图画对得 2 分，化简后的式子得 2 分，约束方程 1 分3、资料.按照波形酌情给分。4、（1）a 图在OC 门输出高电平时发亮；b 图在OC 门输出低电平时发亮。2 分（2） 5 - 1.5 R 5 - 1.5即：230R 3501511015 - 1.5 - 0.3 R 5 - 1.5 - 0.3即：270R 32012求出 R 、R2102得

13、2 分125、 t= 1.1RC = 1.485 10 -3 s4 分W二、有式子改写成标准式或写出真值表或画出卡诺图得6 分，用八选一数据选择器画出电路图得6 分。AB0001111000110111111111101CDFA S2B S1C SY八选一数据选择器E从卡诺图可直接画出电路图0 D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0“1”三、AB 时： S = A + B反AB 时： S = B + A反+ 1 = A - B6 分D+ 1 = B - A6 分四、每个图 6 分Qn+12Qn+1五、174LS194 状态图为：Q Q Q1 2 311111010101010000101

14、1000资料.画出 194 状态图得 10 分。Z 输出的序列为：010011，010011得 3 分六、（1）状态转换表Qn QnX21Qn+12Qn+1Z1000000001010010010写出转换表得 4 分0111011001101011011 （2）1 求激0励方程00 01Q11011Q 1X000111 10200101 11D = Qn+1 = Q Q+ Q Q X求出D得 4 分222 12 12QQ1X2000001 10111 101111D = Q Q X + Q Q X + Q Q X + Q Q X = Q Q X求出D 得 4 分12 12 12 12 121Q

15、1XQ000111 102001Z = QX + Q X求出 Z 得 3 分210111七、资料.（1） 说出 161 的计数长度得 6 分。（2） 写出 W、X、Y、Z 函数表达式得 6 分。（3） 写出输出序列得 4 分。数字电路逻辑设计补考试卷注意事项：1、答案写在每个题目下面的空白处，如地方不够可写在上页背面对应位置； 2、最后两页为草稿纸。题目：一、求解下列问题：（25 分）1求函数 F = ABCB DA B 的对偶函数。（4 分）2将具有约束项的逻辑函数 F = m 4(0,2,3,5,7, 8,10,11) + d (14,15) 化简为最简与或式。（4 分）3. 图 1 中电

16、路为 TTL 门电路，若用高内阻电压表各图M 点的电压，估算一下量测出M 点的电压为多少伏，并说明理由。（5 分）A“0”5V图 1MV+资料.4. 由 555 定时器构成的施密特触发器如图 2（a）所示，试求：1、在图（b）中画出该电路的电压传输特性曲线；2、如果输入 U 为图（c）的波形，画出对应输出 U 的波形。（8 分）iO487555 3ui6251C+6VuouiVVotuo (V)4624u2(V)t5u246i(a) (b)（c）图 25. 有一个逐次逼近型 8 位 A/D 转换器，若时钟频率为 250kHz，完成一次转换需要多长时间？（4 分）二、分析由双四选一数据选择器构成

17、的组合电路所实现的逻辑功能，并用 74LS138 译码器重新实现之。要求：（1）列出真值表；(2)说明电路功能；（3）在图(b)上直接画出。（15 分）A1 A0YYMUX双四选一D0 D1 D2 D3D0 D1 D2D35V74LS138&012345EN67SCABABCC0(a) (b)图 3三、按图 4 所示 JK 触发器的输入波形，试画出主从触发器及负边沿 JK 触发器的输出波形。（8 分）CP JKn+1 n+1主Q负Q图 4四、图 5 是由两片同步十六进制计数器 74LS161 组成的计数器，试分析两片串联起来是多少进制？（12 分）&1CPPTCPQD QCQB74LS161Q

18、ARCOPTCPQDQCQBQA74LS161RCOD C B A LD C rD C B A LD C r11图 5&DQQa QQQCPbbcd74LS90CPCPa S (1) S (2) R (1) R (2)9900五、图 6 是由集成异步计数器 74LS290 构成的电路，试分别说明它是多少进制的计数器， 并列出状态转换表。（10 分）图 6六、用J-K 触发器设计一个同步五进制加法计数器。要求写出全部设计过程，并验证自启动。（15 分）七、图 7 所示为一可变进制计数器。其中 74LS138 为 3 线/8 线译码器，当 S =1 且S12= S = 03时，它进行译码操作，即当

19、 A A A 从 000 到 111 变化时Y Y 依次被选中而输出低电平。2 1 017Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y674LS138Y7D0 T1153A0 A1 A2S1 S2 S3D1D2LD3A0 A1 S1T1153 为四选一数据选择器。试问当 MN 为 10 时计数器是几进制？列出状态转换表。（15 分）1N MJQJQJQJQcpFF0FF1FF2FF3kQkQkQkQRDRDRDRD图 7数字电路逻辑设计补考试卷标准答案及评分标准一、求解下列问题： （25 分）1. 求函数F五记厉汀了的对偶函数。( 4 分）l.“ll, l 户蕊 t ,c+E 心t i t 5彗忒磺

20、砰鹉负沁噬）2. 将具有约束项的逻辑函数 F =2 m, 4（ 0,2,3.5,7,lOJ 1)i d (l4,l 5) 化简为最简与或式。( 4 分）F二叶C+Ac 5巴：社酰归江凶， 心 :. 04心 释 讯启）3. 图 1中电路为TI L 门电路， 若用裔内阻电压表各图M 点的电压，估算一下量测出 M 点的电压为多少伏， 井说明理由，（5 分）伽 勾，3， V迳合）彻皋A沁 忭 围 心 o红屈沪念图）符4V 日 二, oO图 14. 由 555 定时器构成的施密特触发器如图 2 ( a) 所示， 试求：I、在图 ( b) 中画出该电路的电压传输特性曲； 线2、如果输入 Ui 为图 (c)

21、 的波形， 画出对应输出Uo的波形（8 分）廿为 V ILio”U16l ,t4.2Ui忙l (c)图 2尸平t，“书）5有一个逐次逼近型 8 位 AID 转换器，若时钟频率为250kHz，完成一次转换需要多长时间？( 4 分）T：（沪）t ，叶 ., o苍。 弓叩扣归 正曰）二、分析由双四选一数据选择器构成的组合电路所实现的辑功能， 井用74B l 38译码器重ys矗 B新实现之要求：（I) 列出真值表：（ 2）说明电跻功能；（3) 在图(b)上宜接画出（15 分）A1 yAO皿双四选一DO D1_ D203 印 D, ID2D3广,-， 且l l|:A BctCocA吱出；(a)尸勹：6-

22、S。GI b已 Q“LS(b)图 39拉坎玑 釭纷战劝勺朵心如汹趴邑佐Q I I沪 泛 Bu t 为辽 丑此 t 战乙C. 一飞, （!社 瓜G 扣祁， G+ 从荔三， 按图 4 所示 JK 触发器的输入波形， 试画出主从触发器及负边沿 JK 触发器的输出波形( 8 分）CPk主心 i负心 1 三L 上土- , I一台如了一陷伤负）才赞归，图 4QD QC QB QA，f LSl61prcp_!)QD QC QB QAr4LSl61RCO-C B A L 式rI|三四、图5 是由两片同步十六进制计数器74LS161 组成的计数器， 试分析两片串联起来是多少进制？ （l2 分）图5庐 ，6 X!

23、tI I =: iI 叩停打妞妇勹五、图6是由集成异步计数器74LS290构成 电路，试分别说明它是多少进制的计数器， 井列出状态转换表，（10 分）仿心池钊汁 磊 O I O 1100 1b-oI (0 0 f0 0 0 0!(ooooooo归 c&L 伈广 份QC臼社、lqL|L扣迭年如沪）六、用J-K 触发器设计一个同步五进制加法计数器心 要求写出全部设计过程， 并验证自启动( I5 分）l.1$J 歼”ll ) 之 彴 l “ 户 气 畸 叩 心除吨J-了寸嗅Q。伈 违 戍b吹雇一0 ,o o olo o I了1心俨k户也K户：1 o i)l0I,。巨()0干 、心。o lHIO叶玉心

24、如寸X-I f沪缉戊鍔 邸o从，矿()”“oI丁。应O（忒今， 和，护（心办、如畔祠臼产三三三;低）o oO OJ 00 lO , lJfO00Il0(o bdlol., Il01,o Il,oII ( Ocp_l六，u, ol bl I0 1)l IOl图 7它 S1 二MN 沦 I O 对，沁彷贞望 炽拔和33 叩 二Ol 如 今 ）屯书名矿氓钊 心数字电路逻辑设计期末考试卷注意事项：1、答案写在每个题目下面的空白处，如地方不够可写在上页背面对应位置； 2、最后两页为草稿纸。题目：一、求解下列问题：1求函数 f= A(B + C) + CD 的反函数和对偶函数。（4 分）12用卡诺图将具有

25、约束项的逻辑函数F ( A, B, C, D) = m(2，5，6，7，10，12，13，14) + d (0，1，3,8,9，11) 化简为最简与或式。（6 分）3. 图 1 中，G 为 TTL 三态门，G 为 TTL 与非门。当 C=0 和 C=1 时，试分别说明在下列情况下，万用表的1 读数？输出电压 u2 各为多少伏？（5 分）C&uoG1VG2（1） 波段开关 S 接到端。 o（2） 段开关 S 接到端。S3.2V0.2V图 1答案C=0万用表的读数/Vu / V1. 波段开关S 接到端2. 波段开关S 接到端oC=1万用表的读数/Vuo/V.4（1）写出图 2(a)所示 F 和F的

26、表达式，说明该电路能完成什么逻辑功能。（7 分）12QQQQPTDCBA74LS161R COCPD C B A LD C r（2） 用集成 4 位二进制计数器 74LS161 采用置数法（同步置数）实现十二进制计数器，地址译码器AB CF1 F 2直接在图 2(b)上画。（8分）(a) (b)图 25某一控制系统中，要求所用 D/A 转换器的精度小于 0.25%,试问应选用多少位的 D/A 转换器？（5 分）二、设计一个四变量的多数表决电路，当输入变量A、B、C、D 有 3 个或 3 个以上输出为 1， 输入为其他状态是输出为 0。要求：（1）列出真值表；（2）写出表达式；（3）用八选一数据

27、选择器实现；（4）用两片 74LS138 译码器和适当门电路实现。（八选一数据选择器和 74LS138译码器如图 3 所示，在图上连线即可。）（15 分）YG2G1 G0ENQMUX0 1 2 3 4 5 6 774LS138(1)&012345EN6774LS138(2)&012345EN67资料.图 3三、按图 4 所示 JK 触发器的输入波形，试画出主从触发器及负边沿 JK 触发器的输出波形。（7 分）CP JK主Qn+1 负Qn+1资料.图 4四、单稳态电路如图 5 所示，计算电路的单稳态时间t 。根据计算的t值确定哪一个输入触发信号是合理的。（8 分）w330WR4762855535

28、1C0.1FuVCC204070 80 100 120 140i2i1uOuouiC5Owt (ms)t (ms)204070 80 100 120 140(a) (b)图 5五、图 6 是由两片同步十进制计数器 74LS160 组成的计数器，试分析两片分别是几进制？两片串联起来是多少进制？（10 分）1PTQD QcQBQA74LS160(1) RCOPQD QcQB QAT74LS160(2)RCOCPD C B AY进位LD CrCPDC B ALD Cr1输出111图 6CP红绿(Q(Q )黄(Q )六、用D 触发器设计一个灯光控制逻辑电路。要求当输入X=1 时，红、绿、黄三种颜色的灯

29、在时钟信号作用下，按下表规定的顺序转换状态；当输入X=0 时，上述顺序正好相反。上述两种情况均在红、绿、黄等都亮时输出Y=1，其余状态Y=0.。（表中的 1 表示灯亮，0 表示灯灭，电路图可略。）（15 分）2)1000001100201030014111七、图 7 所示为一个可变进制计数器。其中 74LS138 为 3 线/8 线译码器，当 S =1 且S= S = 0时，它进行译码操作，即当 A A A从 000 到 111 变化时，123172 1 0Y Y 依次被选中而输出低电平。T1153 为四选一数据选择器。（1）试问当 MN 为 00 时，由集成 74LS290 构成计数器是几进

30、制？此时显示数码管 BS201A 显示的最大数字是什么？（2）当 MN 为 10 时，由集成 74LS290 构成计数器是几进制？ （10 分）Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y774LS138A0 A1 A2 S1 S2 S 3T1153D0 D1 D2 D3LA0 A1 SM NQ Q Q QCP1BCP2S(2) S(1)CDA74LS290CPR(1) R(2)图 7数字电路逻辑设计期末考试卷标准答案及评分标准一、填空：11. f = A + BC(C + D)f = A + BC(C + D)1(求反与或互换、原反互换后得 2 分，求对偶与或互换得 2 分，不必化简。)答案

31、1. 波段开关 S 接到端2. 波段开关 S 接到端C=0万用表的读数/V0.3u / Vo3.6C=1万用表的读数/V1.4uo/V0.31.40.31.40.32. F = AC + AD + CD （填对卡诺图得 4 分，圈对得 2 分） 3（第一问答出的逻辑高低即得 3 分，第二问答出逻辑高低给2 分） 4&1QQQQPTDCBA74LS161R COCPD C B A LDC r1（第一问写出表达式即给 7 分，第二问能实现十二进制的 8 分，使能端接错扣 1-2 分）5 分辨率=12n -1,而转换精度= 1 分辨率,0.5% 212n -1，n 8 位。（写出分辨率=12n -1

32、得 5 分二、ABCDY00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111Y = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCDYG2G1 G0EN 0 1QMUX2 3 4 5 6 7“1”DAB CB74LS13874LS13800(1)12(2)1233445&5EN6EN677“1YA”&（写出真值表、表达式给 7 分，数据选择器实现得 4 分，译码器实现得 4 分）三、CPJ K主 Qn+1负 Qn+1（画对一个负边沿波形得 3 分，画对一个主从波形得 4

33、分，四、此电路是 555 定时器构成的单稳态触发器。根据图示参数t 1.1RC =1.1 3300.110-6=36.3msw当达到 70ms 时刻，触发输入变为高电平，输出才变为低电平。输出相当触发输入的反相。对第二个触发输入，为单稳态工作状态，输出脉冲宽度36.3ms，合理。（计算单稳态时间得 6 分，第二个合理的 2 分）五、（1）片时 10 进制，（2）片是 3 进制，串联起来是 30 进制。（答对 1 片时 10 进制的 4 分，2 片是 3 进制的 4 分，都对得 10 分） 六、状态转换表000111/0100/0100000/0010/0010100/0001/0001010/0111/0111001/1000/1Q Q1X Q20 00011110000111010/0