大学数字电路与逻辑设计考试题

第1页共18页审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2010至2011学年度第一学期课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1080使用班级：信息工程学院08级姓名：学号：题号一二三四五六七八九十总分得分一、基本题（30分）1.用公式法化简函数CBCACBAY++••=1（5分）答案：CBABACCBCACBAY+)+•(=++••=1（1分）=CBABC+)+(（1分）=CBACBC++•（1分）=)++(BABC（1分）=C（1分）2.试用卡诺图法将下面逻辑函数化成最简与－或式。（必须画出卡诺图，圈“1”，8分）∑∑)13,12,11,10,8,7,4,2(+15,14,9,6,10(=2dmY），答案：CBBCY•+=23.已知74LS00为四个2输入与非门，其20=OLImA，1=OHImA，2=ILImA，μA50=IHI，计算74LS00最多可驱动几个同类门。（6分）答案：ILOL≥INIL，10=≤ILOLLIIN(2分)；IHHOH2≥INI，10=2≤IHOHHIIN（2分）；故10=HN（2分）4.画出图1.1所示D触发器对应CLK、、D的Q端波形。（4分）答案：5.8位数模转换器DAC0832构成的电路如图1.2所示。（1）写出输出电压Ov的计算公式；（2）若输入数字量为100000时，输出模拟电压Ov为3.6V，计算输入数字量为10101000时，输出电压时多少?（7分）得分试卷编号ABCD0001111010001101111111××××××××1.1图1DC1CLRPRDCLKQ1PR(b)CLK0tPR0tD0tQ0t(a)第2页共18页答案：（1）=Ov-iiiDV22∑708REF（3分）（2）=6.3-78REF2×2V；=REFV-7.2V（2分）输入数字量为10101000时，=Ov-V725.4=)2+2+2(22.73578（2分）二（10分）、图2（a）由集成3线-8线译码器74HC138构成的逻辑电路，试分析其逻辑功能。要求：（1）写出输出端的逻辑表达式；（2）写出输出和输入真值表；（3）说明电路的作用。74HC138的功能表如图（b）所示。答案：（1）74211+++=mmmmY（2分）76532+++=mmmmY（2分）（2）（4分）（3）此电路为全加器。（2分）三、（14分）集成8选1数据选择器74HC151的逻辑符号如图3所示，试用74HC151和逻辑门实现下面逻辑函数：∑14,13,9,7,3,10(=),,,(2），mDCBAY要求：（1）确定地址输入；（2）写出数据输入端方程；（3）画出实现电路连线图。答案：（1）设AA=2，BA=1，CA=0（3分）（2）DABCDCABDCBABCDACDBADCBADCBADCBAY++•++•+••+•••=),,,(2DmDmDmDmDmDmDm•+•+•+•+•+•+•=7643100（3分）则0==,====,=,1=25643170DDDDDDDDDD（4分）得分得分DAC083207~DDREFV?8OUT1IOUT2IOv2.1图FBR0A1A2A1GAG2BG2138HC740Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y&&1Y2YABCCCVG1G2AG2B1X+10X110的功能表138HC74iYim的最小项组合、、为注：012iAAAm2图(a)(b)ABY10000001111110000000C111111111Y2000001111001输入输出0A1A1D5DG151HC740D2D3D4D6D7D2AYWABC1DY第3页共18页（3）连线图（4分）四、（14分）同步时序逻辑电路如图4所示电路，要求：（1）写出电路的驱动方程；（2）状态方程；（3）画出状态转换真值表；（4）说明电路的逻辑功能；（5）判断电路能否自启动。答案：（1）驱动方程：（3分）321⊕=QQD，11=QD，21=QD（2）D触发器的特性方程为DQn=1+（1分）状态方程：（3分）nnnQQDQ3211+1⊕==nnQDQ121+2==nnQDQ231+3==（3）状态转换表（3分）（4）电路为七进制计数器（2分）（5）电路不能自启动（2分）五、（14分）利用下降沿JK触发器和附加门设计一三进制同步加法计数器。要求状态为00→01→10→00，且能自启动。（1）确定触发器的数目，画出状态转换图，写出电路的状态方程；（2）列出电路的驱动方程；（3）检查自启动；（4）画出实现的电路。答案：（1）触发器数目为2（1分）；其状态转换图如图（1分）新态卡诺图（1分）；次态卡诺图（2分）状态方程：（2分）nnnnnnQQQQQQ212211+2=)+(=nnnQQQ121+1=（2）JK触发器的特性方程为nnnQKQJQ+=1+（1分）则驱动方程为1=,=212KQJn；1=,=222KQJn（4分）（3）将11带入状态方程得01=1+11+2nnQQ，故电路可以自启动。（2分）六、（6分）得分得分DC1QQDC1QQDC1QQ=1Q1Q2Q3CLK4图000111001000011011111110nQ3nQ2nQ11+3nQ1+2nQ1+1nQ110011011100010010100001Q2Q1000110Q2Q10101100100××1+11+2nnQQQ2Q10101100×1+2nQQ2Q10101010×1+1nQ1KC11JQQ1KC11JQQCLK1Q2Q得分第4页共18页集成同步十六进制加法计数器74LS160的功能表及构成的电路如图6所示，试分析为多少进制计数器，写出清零端CLR的逻辑式，并画出状态转换图图6答案：（1）为10进制计数器（2分）；（2）状态转换图如图（2分）（3）BDQQCLR=（2分）七、(6分)由4片2114（1024×4位的RAM）和3线-8线译码器74LS138组成电路如图7所示，试说明扩展的容量有多大？写出2114（2）的地址范围。WR/CS90A~A30D~DWR/CS90A~A30D~DWR/CS90A~A30D~DWR/CS90A~A30D~D........................01234567YYYYYYYY2B2A1012GGGAAA74LS1381...03DDWR/09AA...1011AA)1(2114)2(2114)3(2114)4(2114图7答案：（1）容量为4096×4（4分）（2）2114（2）的地址范围为400~7FFH；（2分）八、(6分)得分得分入输出输CLRDQCLKLHHHLLL异步清零HHLEPETLOADHH同步预置数不变）保持RCO(DCHHCQBQAQLLL明说BADQCQBQAQDQCQBQAQ)0RCO保持（加法计数的功能表161HC74CLRCLKAQAQBQBQCQCQDQDQABCDRCOLOAD74LS161ETEP1＆CLK10000QCQBQA注：0001001000110100010101100111100010011010QD第5页共18页如图8所示电路，（1）试分析CB555构成的是什么电路？（2）若要求扬声器在开关S闭合后，持续响22s，试确定电阻R的阻值.15326784CB55515326784CB555V5CCVCSμF01.0Rk20μF10)1(μF1008图答案：（1）CB555构成的是单稳态触发器。(3分)（2）根据sRCtW22=1.1=（1分）得可得ΩM2=1.1=CtRW(2分))。审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2012至2013学年度第1学期课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1690使用班级：信息工程学院10级姓名：学号：题号一二三四五六七总分得分一、填空题(每题2分，共16分)1、触发器是组成寄存器和移位寄存器的基本单元电器，一个n位的数码寄存器需由n个触发器组成。2、时序逻辑电路按照其触发器是否有统一的时钟控制分为同步时序电路和异步时序电路。3、8位D/A转换器当输入数字量10000000时为5V。若只有最低位为高电平，则输出电压为0.039V；若输入为10001000，则输出电压为5.312V。4、已知原函数为CACBAF1，则它的反函数为CACBA)(5、施密特触发器有两个稳定状态；单稳态触发器有一个稳定状态和暂态；多谐振荡器只有两个暂态。得分试卷编号第6页共18页6、利用卡诺图化简法化简逻辑函数时，两个相邻项合并，消去一个变量，四个相邻项合并，消去两个变量等。一般来说，2n个相邻一方格合并时，可消去n个变量。7、将模拟信号转换为数字信号，需要经过采样、保持、量化、编码四个过程。8、一个同步RS触发器在正常工作时，不允许输入R=S=1的信号，因此它的约束条件是SR=0。二、单项选择题（每小题1分，共8分）1、若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为（B）位。A、5B、6C、10D、502、某RAM有8位数据线、13位地址线，则其存储容量为（B）。A、4KBB、8KBC、16KBD、64KB3、以下各电路中，（B）可以完成延时功能。A、多谐振荡器B、单稳态触发器C、施密特触发器D、石英晶体多谐振荡器4、下面几种逻辑门中，可以用作双向开关的是（A）。A、CMOS传输门B、OD门Ｃ、异或门D、三态门5、利用异步清零端构成N进制加法计数器，则应将（A）所对应的状态译码后驱动清零控制端。A、NB、N－1C、N+1D、06、555定时器的阈值为（C）。A、1/3VCCB、2/3VCCC、1/3VCC和2/3VCCD、1/3VCC和VCC7、OC门在使用时须在(B)之间接一个电阻。A、输出与地B、输出与电源C、输出与输入D、输入与电源8、欲将容量为128×8的RAM扩展为1024×8，则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端数为（D）。A、1B、2C、3D、8三、判断题，如果错误在括号内画“”，正确画“√”（每小题1分，共8分）（）1、若两个函数具有不同的逻辑函数式，则两个逻辑函数必然不相等。（）2、时序逻辑电路不含有记忆功能的器件。（√）3、共阴接法发光二极管数码显示器需选用有效输出为高电平的七段显示译码器来驱动。（）4、已知逻辑函数AB=AC，则B=C。（）5、优先编码器的编码信号是相互排斥的，不允许多个编码信号同时有效。（√）6、普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。（）7、D触发器的特性方程为Qn+1=D，与Qn无关，所以它没有记忆功能。（√）8、若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。四、简答题(每题6分，共24分)1、如图1所示各门电路均为74系列TTL电路，分别指出电路的输出状态（高电平、低电平或高阻态）得分得分得分第7页共18页1kΩ10kΩ10VILY1（1（1Ω5VIHY2（2（（（（11Ω5VIH（3（Y3≥1&EN答案：Y1输出低电平（2分）；Y2输出高电平（2分）；Y3输出高组态（2分）2、用卡诺图化简法化简下列式:)14,11,10,9,8,6,4,3,2,1,0(),,,(mDCBAY答案：''''BCDDAY（1）填写“1”，2分；（2）画圈，2分；（3）写出结果，2分。3、如图2所示电路，（1）试分析CB555构成的是什么电路？（2）若要求扬声器在开关S闭合后，持续响33s，试确定电阻R的阻值。答案：（1）CB555构成的是单稳态触发器。(3分)（2）根据sRCtW331.1（1分）得可得M31.1CtRW(2分))。15326784CB55515326784CB555V5CCVCSμF01.0Rk20μF10)1(μF100图24、图3电路是可变进制计数器。试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器，并画出状态转换表。00011110000111101111ABCD1111111第8页共18页图3状态表（3分）由状态表可知，A＝0为10进制计数器，A＝1为12进制计数器（3分）五、图4是由3线-8线译码