西工大数字逻辑考试试题2014

诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：编号：西北工业大学试题（A卷）--答案与评分2013－2014学年第二学期开课学院电子信息学院课程数字逻辑学时56考试日期2014年06月25日考试时间2小时考试形式（闭）（A）卷考生班级学号姓名（试题中所涉及中规模器件的功能请参看附录）一、按要求完成下列各题：（共50分）1.用卡诺图（如右侧图）将函数DBCACBACBAX化简为最简与或式，给定约束条件为：0BAAB。（6分）解：填图如右所示。不同圈法组合有2×2×3种，但，都是两个因子的乘积项。X=(A/B)C+(A/B)C+(A/B/C)D2.转换进制与码制（4分）：（110010.11）2进制=（32.C）16进制=(50.75)10进制（33.66）10进制=（00110011.01100110）BCD8421码=（01100110.10011001）余三码3.定时器555芯片组成的电路如右下图所示。试画出在输入电压信号波形Vi(t)作用下，输出端电压信号Vo(t)的波形。（4分）4.试将函数BDDABAF的反函数F和对偶函数F填入上面卡诺图中。（6分）5.试写出下图中各电路的输出逻辑函数表达式（10分）&F=1A1≥1B2F=BF=CC3=1F=0D4&F=EE5≥1图（1）图（2）图（3）图（4）图（5）6.四个逻辑变量的最小项和最大项组成的逻辑函数给定如下：①MM11106F；②mmF13127；③MmF15148；试求逻辑函数F6、F7、F8的逻辑值。（6分）注：命题纸上一般不留答题位置，试题请用小四、宋体打印且不出框。共6页第1页成绩F的反函数F的对偶函数0001111000011110ABCDX11111XXXXXXX0001111000011110ABCD1111110001111000011110ABCD111111(1/3)Vcc(2/3)VccVccVi(t)tVo(t)t55584315267+5V0.1μFVi(t)Vo(t)解：F6=1;F7=0;F8=m14西北工业大学命题专用纸（A卷）7.分析如下图（6）、图（7）、图（8）所示电路，分别画出主循环的状态转换图，说明是几进制计数器。（9分）CP1S9ACP0S9BR0AR0BQ3Q2Q1Q074LS90&&&1CP图（7）解：JCRSH/LDSRG474LS195D0D1D2D3Q3K1CP&1010Q0Q1Q2Q3图（6）解：六进制，状态图如下：3QJ3QK012/QQQLDSH九进制0000000100100011010001011001CP1S9ACP0S9BR0AR0BQ3Q2Q1Q074LS90CP3PQCICo74LS2832103210A3A2A1A0B3B2B1B0F3F2F1F032101图（8）解：1000001101010，六进制8.如图（9）所示，由555定时器组成的电路名称是什么？试计算输出电压Vo为高电平的持续时间。（5分）解：单稳态电路Fktw11001.1ms110图（9）教务处印制（A卷）共6页第2页1Q0Q3Q2QJ00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011111111111100000000nnnn111111111111111111111110111111101Q0Q3Q2Qn+1n+1n+1n+1000011100000111000110011001100110101010001010001010101101010101KSH/LD1010110100100100100110110110110110111000000010010001101000101011055584315267K+5V10k100k1μF0.1μFVo西北工业大学命题专用纸（A卷）二、按题目要求画波形（共20分）（答案写/画在卷子上）1.由维持阻塞型D触发器组成的电路如下图所示，已知电路的输入信号A、B、CP波形，写出特征方程Qn1的表达式，画出电路的输出Q的波形。设初始状态为0。（6分）DQCPQ&&ABCPABQ解：ABnnQQ1，当AB=1，有QQ1nn；当AB=0，有0Q1n2.在下图所示的主从JK触发器电路中，已知RD、CP、A的电压波形，试画出Q端对应的电压波形。（6分）JRQADQK1CPRDCPARDQ解：波形如图。3.由倒T型D/A转换器和同步2进制计数器74LS161组成的电路如下图所示。图中Vref=－8V。要求：（1）161是几进制计数器；（2）画出Y2Y1Y0的状态转换图；（3）写出Uo的表达式；（4）以所给CP脉冲为参考，设初态Q3Q2Q1Q0=0000，画出输出Uo的波形；（8分）解：（1）161是16进制计数器；（2）Y2Y1Y0状态图：（3）)202122(2RVU0123YYYRfrefO（4）Uo波形如图教务处印制（A卷）共6页第3页RR2R2R2R2R+_Rf=RS0S1S2Vref=-8VUo+D3Q3CTCTCRLDCoCTRDIV16CT54/74161PT1CP&&&1Y0Y1Y2Q0Q1Q2D2D1D01V2V3V4V5V6V7V8V9V10V11V12V13V14V15V16VtUoCP0000000000000000000000000000001010011100101110111西北工业大学命题专用纸（A卷）三、设计题（共20分）1.给定如下计数循环状态转换图，用一片同步4位二进制计数器74LS161，设计实现之。要求画出电路连线，可以添加必要的门电路等。（8分）00000001001000113210QQQQ0101010011110000010001010110011110001100110111101111解：连线如图。2.在一个网上的QQ群里，可以按照“脸面”划分群友如下：①“有脸有面”的人，常称为“君子”；②“无脸无面”的人，又称为“小人”；③“有脸无面”的人，也称为“直肠子”；④“无脸有面”的人，亦称为“弯弯绕”。其中，“君子”有较高修养，除“小人”外，不会与人发生争吵；”小人”则每每与人发生口角；“直肠子”么，较耿直，除不与“君子”争吵外，对其他人都不讲情面；而“弯弯绕”，较圆滑，老于世故，除“小人”外，不与人争吵。试设计组合逻辑电路，判断发生争吵的逻辑。当这个群里的甲、乙两人相遇，发生争吵时，电路输出为1，否则，电路输出为0。要求：（1）确定逻辑变量；（2）确定逻辑变量的数目；（3）对确定的逻辑变量赋值；（4）依据上述描述确定真值表；（5）并画出使用ROM或PLA实现的点阵图。（12分）解：（1）设：甲、乙两人的类型为输入；发生争吵与否为输出；（2）四种类型，需要两位二进制编码，甲用A1A0、乙用B1B0合起来，输入需4位，输出判断相符与否F，用1位；（3）约定：（君子、小人、直肠子、弯弯绕）﹦〉（00、01、10、11）；约定：发生争吵F=1，否则F=0（4）真值表（下图）：（5）ROM点阵图：教务处印制（A卷）共6页第4页D3Q3CTCTCRLDCoCTRDIV16CT54/74161PT1CP1Q0Q1Q2D2D1D0≥11BBAAF000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111101010100111101100100AAF0011BB0011AABB与AA0011BB0011AABB或与FPLA点阵xJ1QJ2K2K12nQ1nQ2n+1Q1n+1000000111101100111010101000000101101010101000111111100110001001100001110西北工业大学命题专用纸（A卷）四、分析题：试分析下图所示的同步时序逻辑电路，说明电路功能。（10分）要求写出：（1）各级触发器的激励方程和输出方程；（2）电路的状态分析表或状态方程组；（3）画出电路的状态转换图。注：电路的状态顺序为Q2Q1J1K1J2K2&XQ1Q2&Q1Q2CPC1C200011110Q2Q1x/0/1/0/1/1/1/0/0/解：（1）nnnnQKXQJQXQXKXJ11222211（2-1）nnnnnnQQXQXQKQJQ121111111nnnnnnnQQQXQQKQJQ2121221222（2-2）状态分析表：（4）状态转换图见图教务处印制（A卷）共6页第5页Q0Q1Q2Q3CP0CP1S9AS9BR0AR0B74LS90RVthVtrTRSVo0111X222333VccVccVccX111333VccVccVccX011X011D011保持导电导电截止保持CTCTCRLDCoCTRDIV16CT54/74161PTD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0+-+-Vcc1&&C1C2RSTG1G2G3(7)(2)(6)(5)Vo'(3)(1)(8)(4)RVoVtrVthVcoDJCRSH/LDSRG474LS195D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3Q3KCRCPQ0JQ1Q2Q3D0D1D2D3SH/LDKQ3011111x01111xxxxxxxxx00111001xxxxxxxxxxxxxxxxd0d1d2d300001Q0nQ0nQ1nQ2nQ2n0Q0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ0nQ1nQ2nQ2n1Q0nQ1nQ2nQ2nd0d1d2d3d3附录：1.异步2－5－10进制计数器74LS90(290)的逻辑框图和功能表：2．四位超前进位全加器74LS283的逻辑关系和逻辑框图：COF3F2F1F0=A3A2A1A0+B3B2B1B0+CI3PQCICo74LS2832103210A3A2A1A0B3B2B1B0F3F2F1F032103．集成定时器555的逻辑框图和功能表4．同步四位2进制计数器74LS161的逻辑框图和功能表:5．四位移位寄存器74LS195的逻辑框图和功能表：5421十进制计数CP↓Q38421十进制计数Q0CP五进制计数CP↓0二进制计数0CP↓1001XX110X1001XX11X00000XX0X110000XXX011Q0Q1Q2Q3CP1CP0S92S91R02R015421十进制计数CP↓Q38421十进制计数Q0CP五进制计数CP↓0二进制计数0CP↓1001XX110X1001XX11X00000XX0X110000XXX011Q0Q1Q2Q3CP1CP0S92S91R02R01R01R02＝0S91S92＝0R0B=R02CPA=CP0S9B=S92R0A=R01S9A=S91注：CPB=CP1dd33dd22dd11保持保持C=QC=Q00QQ11QQ22QQ33××××××××××00111111保持，保持，C=0C=0××××××××××××001111计数计数××××××××↑↑11111111dd00dd33dd22dd11dd00↑↑××××001100000000××××××××××××××××00dd33dd22dd11保持保持C=QC=Q00QQ11QQ22QQ33××××××××××00111111保持，保持，C=0C=0××××××××××××001111计数计数××××××××↑↑11111111dd00dd33dd22dd11dd00↑↑××××001100000000××××××××××××××××00TCRLDCTCTCP0D1D2D3D0Q1Q2Q3QP教务处印制（A卷）共6页第6页