西南交通大学2016年数电第一次月考

1西南交通大学2015－2016学年第(2)学期期中试卷1答案课程代码3143250/0473057/3045600课程名称数字电子技术（A）考试时间120分钟阅卷教师签字：一.选择及填空题(每空2分，共40分）。1.二进制数(1011.1001)B=(13.44)O=(B.9)H。2.已知带符号数A=(+1011000)B，则该数原码表示为01011000；反码表示为01011000。3.数字电路中MOS管工作在截止区和可变电阻区两个区域。4.十进制数98的8421BCD码为(10011000)8421BCD。5.在时间上和数值上均作连续变化的电信号称为模拟信号；在时间上和数值上离散的信号叫做数字信号。6.将2016个“1”异或得到的结果是0。7.具有“相异出1，相同出0”功能的逻辑门是异或门，它的反是同或门。8.A,B是有权码；C,D是无权码。A、8421BCD码B、2421BCD码C、余3码D、格雷码9.已知CDABCF，在下列选项中，选出肯定能使F=0的条件是D。A.A=0,BC=1B.B=1,C=1C.C=1,D=0D.BC=1,D=110.将逻辑函数CBDCCBADCB化简为)(CBDB时，是使用了约束项A。A.CDBAB.DCBAC.DCBAD.ABCD11.已知某电路的真值表如下表所示，该电路的逻辑表达式是C。A.F=CB.F=ABCC.F=AB+CD.F=B+C题号一（40分）二（11分）三（12分）四（10分）五（15分）六（12分）总成绩得分ABCFABCF00000101001101011001011101110111班级学号姓名密封装订线密封装订线密封装订线212.已知逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(1,2,3,6,11,15)，G(A,B,C)=∑m(0,2,3,4,5,15)。F和G相“与”的结果为D。A.m0+m5+m6B.m0+m1+m4+m5+m6+m11C.m2+m3D.m2+m3+m1513.与函数CBACBAF相等的函数是D。A.ACBAFB.))((BACAFC.CBACFD.))((CBBAF14.下列式子中，不正确的是A。A．A⊙A=1B．A⊕B=A⊙BC．A⊙1=AD．A⊙0=A二.[共11分]用卡诺图法将逻辑函数F(A,B,C,D)=Σm(1,4,5,12,13,15)+Σd(0,2,11,14)化为最简的与或表达式[6分]。用与非门设计出该逻辑函数[5分]。解：(1)卡诺图如下图所示，可得化简结果为CAABF（卡诺图4分，错2个扣0.5分；化简结果2分，如果没有化到最简，错一项扣1分）或者(2)CAABCAABCAABF，参考电路如图所示。（与非形式2分，设计电路3个与非门一个1分）三.[共12分]试写出以下各电路的逻辑函数的表达式。3解:每个2分，化简与否均给满分BBAFfABFeABABFdBAFcABFbAFa10)(;10)(;1)(;)(;)(;)(654321四.[共10分]请根据下述VerilogHDL的描述:（1）画出相应的门级电路图，并标明对应的节点名称。[5分]（2）分析得出out关于D0,D1,D2,D3,S0,S1的逻辑函数表达式。[5分]modulemux4_1(out,D0,D1,D2,D3,S0,S1)inputD0,D1,D2,D3;inputS0,S1;outputout;wireN0,N1,Y0,Y1,Y2,Y3;notnot0(N0,S0);not1(N1,S1);andand0(Y0,D0,N1,N0),and1(Y1,D1,N1,S0),and2(Y2,D2,S1,N0),and3(Y3,D3,S1,S0),oror0(out,Y0,Y1,Y2,Y3);endmodule解：（1）电路如下所示：（共5分。4个与门一个1分，或门1分）4（2）逻辑表达式为：（共5分。一项1分，“或”符号1分。）30301201101001oiiiDmDSSDSSDSSDSSut五.[共15分]高速CMOS系列数字集成芯片中，74HC04是6反相器（一个芯片内集成了6个反相器）。试使用74HC04中6个反相器中的一个，设计一个接口电路，当反相器的输入为低电平时，驱动LED导通发光。已知LED正常发光需要几mA的电流，并且导通时的压降VF为1.6V。74HC04当VCC=5V时，输出低电平VOL(max)=0.33V，IOL(max)=4mA；输出高电平VOH(min)=3.84V，IOH(max)=-4mA；（1）画出你所设计的接口电路。[7分]提示：电路元件有反相器、发光二极管LED、电阻。（2）计算电路中电阻的最小值。[5分]（3）在(1)所设计电路基础上去驱动一TTL系列的负载，已知其VIH(min)=2V，在连接(1)电路的过程中不慎将电路中的电阻短路，试分析后果。[3分]解:(1)如果按照输出低电平设计，可给步骤分（不超过4分），接错、多接元器件酌情扣分。(非门如果用NMOS和PMOS正确画出,算正确)(参考教材129页图3.8.10)（2）当VCC=5V时，VOH(min)=3.84V，IOH(max)=-4mA，因此ID取值不能超过4mA。限流电阻的最小值为LEDRvI55604)6.184.3()max((min)minmAVIVVROHFOH（计算5分，其中公式3分，计算值2分）（3）将会人为拉低此反相器的输出高电平为1.6V，导致后端TTL的负载无法识别其为高电平。答对意思即可得分。六.[共12分]下表列出了几种CMOS集成电路在典型工作电压时的输入高低电压值以及在规定电流IO条件下的输出电压值（以带CMOS负载的74XX04反相器参数为例）。系列参数/单位74HCT（VDD=5V,IO=0.02mA）74LVC（VDD=3.3V,IO=0.1mA）74AUT（VDD=1.8V,IO=0.1mA）VIL(max)/V0.80.80.6VOL(max)/V0.10.20.2VIH(min)/V221.2VOH(min)/V4.93.11.7高电平噪声容限VNH2.91.10.5低电平噪声容限VNL0.70.60.4(1)计算各系列电路的高、低电平噪声容限，并填入表中；[9分]（每空1.5分）(2)说明哪种电路的抗干扰能力最差，同时试通过此表举出其相对于其他系列集成电路的优点。[3分]74AUT抗干扰能力最差（1.5分），优点是所需电源电压最低（1.5分，答功耗低等沾边答案均给满分）