华中科技大学数字电子技术基础试卷

数字电子技术基础试卷(本科)及参考答案试卷一及其参考答案试卷一一、（20分）选择填空。从每个小题的四个选项中选出一个正确答案，并将其编号填入该题后的括号中。1．十进制数3.625的二进制数和8421BCD码分别为（）A．11.11和11.001B．11.101和0011.011000100101C．11.01和11.011000100101D．11.101和11.1012．下列几种说法中错误的是（）A．任何逻辑函数都可以用卡诺图表示。B．逻辑函数的卡诺图是唯一的。C．同一个卡诺图化简结果可能不是唯一的。D．卡诺图中1的个数和0的个数相同。3．和TTL电路相比，CMOS电路最突出的优点在于（）A．可靠性高B．抗干扰能力强C．速度快D．功耗低4．为了把串行输入的数据转换为并行输出的数据，可以使用（）A．寄存器B．移位寄存器C．计数器D．存储器5．单稳态触发器的输出脉冲的宽度取决于（）A．触发脉冲的宽度B．触发脉冲的幅度C．电路本身的电容、电阻的参数D．电源电压的数值6．为了提高多谐振荡器频率的稳定性，最有效的方法是（）A．提高电容、电阻的精度B．提高电源的稳定度C．采用石英晶体振荡器C．保持环境温度不变7．已知时钟脉冲频率为fcp，欲得到频率为0.2fcp的矩形波应采用（）A．五进制计数器B．五位二进制计数器C．单稳态触发器C．多谐振荡器8．在图1-8用555定时器组成的施密特触发电路中，它的回差电压等于（）A．5VB．2VC．4VD．3VI+5V8415623555（1）+4V图1-8二、（12分）已知输入信号A、B、C的波形，试画出图2所示各电路输出（L1、L2、L3）的波形。设触发器的初态为0。A+5VABCL1BC&&=11J1K1ABCQL2C1S0YWS1S2GD0D1D2D3D4D5D6D7ABC10L374HC151图2三、（10分）如图3所示，为检测水箱的液位，在A、B、C、三个地方安置了三个水位检测元件，当水面低于检测元件时，检测元件输出低电平，水面高于检测元件时，检测元件输出高电平。试用与非门设计一个水位状态显示电路，要求：当水面在A、B之间的正常状态时，仅绿灯G亮；水面在B、C间或A以上的异常状态时，仅黄Y灯亮；水面在C以下的危险状态时，仅红灯R亮。ABC图3四、（12分）逻辑电路如图4所示，试画出Q0、Q1、Q2的波形。设各触发器初态为0。1J1KC1Q01J1KC1Q11J1KC1Q2=≥111CPFF0FF1FF2CP图4五、（12分）已知某同步时序逻辑电路的时序图如图5所示。1．列出电路的状态转换真值表，写出每个触发器的驱动方程和状态方程2．试用D触发器和与非门实现该时序逻辑电路，要求电路最简。画出逻辑电路图。CPQ0Q1123456789101112Q2图5六、（12分）用移位寄存器74194和逻辑门组成的电路如图6所示。设74194的初始状态Q3Q2Q1Q0=0001，试画出各输出端Q3、Q2、Q1、Q0和L的波形。S0Q3Q2Q1Q0DSRS1CPDSLD3D2D1D0CR7419411CP0=1&&11LCP12345678图6七、(10分)电路如图7所示，图中74HC153为4选1数据选择器。试问当MN为各种不同输入时，电路分别是那几种不同进制的计数器。CEPQ3Q2Q1Q0TCCETCPPED3D2D1D0CR1174LVC161CPY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E1E2E3A2A1A074HC138D0D1D2D3S1S0EMN74HC153L图7八、(12分)由555定时器组成的脉冲电路及参数如图8a所示。已知vI的电压波形如图b所示。试对应vI画出图中vO1、vO2的波形；+5V84176235555（1）R151k51k84555（2）762R247kC0.01F0.01F135vIvO20.01FvO1（a）It/ms04V510152025(b)图8试卷一参考答案一、选择填空1．B；2．D；3．D；4．B；5．C；6．C；7．A；8．B二、1L、2L和3L的波形如图A2所示。图A2三、真值表如表A3所示，各逻辑函数的与非-与非表达式分别为RCYABCABCGAB逻辑图略。表A3ABCRYG000100001010010×××011001100×××101×××110×××111010四、驱动方程：J0=Q2K0=1，J1=1K1=Q2⊙Q0，J2=1K2=1Q+Q0波形图如图A4。图A4五、1．状态转换真值表如表A5所示。表A5激励方程：D2=Q1，D1=Q0，120QQD状态方程：nnQQ112，nnQQ011，nnnQQQ1210状态图如图A5所示。001010011111110000100101Q2Q1Q0图A5电路具自启动能力2．电路图略。六、各输出端Q3、Q2、Q1、Q0和L的波形如图A6所示。LQ0Q1Q2Q3CP图A6七、MN=008进制计数器，MN=019进制计数器，MN=1014进制计数器，MN=1115进制计数器。八、对应vI画出图中vO1、vO2的波形如图A8所示。I/Vt/ms04V51015202510/35/3O1t/msOO2t/msO图A8数字电子技术基础试卷(本科)及参考答案试卷二及其参考答案试卷二一、（18分）选择填空题1.用卡诺图法化简函数F(ABCD)=m(0,2,3,4,6,11,12)+d(8,9,10,13,14,15)得最简与-或式________。A.BCBFB.CBDAFC.CBDFD.ABCDF2.逻辑函数F1、F2、F3的卡诺图如图1-2所示，他们之间的逻辑关系是。A．F3=F1•F2B．F3=F1+F2C．F2=F1•F3D．F2=F1+F3111CF10001111001AB1111CF20001111001AB11111CF30001111001AB图1-23.八选一数据选择器74151组成的电路如图1-3所示，则输出函数为（）。A．BCCABALB．BCACABLC．BCCAABLD．CBCAABL01L74HC151D0D1D2D3D4D5D6D7ES2S1S0YCBA图1-34.图1-4所示电路中，能完成Qn+1=nQ逻辑功能的电路是（）1DQQC1B1JQQ1KA11JQQ1KC1C01JQQ1KC100D图1-45.D/A转换电路如图1-5所示。电路的输出电压υ0等于（）A.4.5VB.-4.5VC.4.25VD.-8.25VVDDRFIOUT1IOUT28VAD7533–+D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9O0000001001图1-56.用1K×4位的DRAM设计4K×8位的存储器的系统需要的芯片数和地址线的根数是（）A.16片，10根B.8片，10根C.8片，12根D.16片，12根7.某逻辑门的输入端A、B和输出端F的波形图1-7所示，F与A、B的逻辑关系是：A.与非；B.同或；C.异或；D.或。ABF图1-7二、（12分）逻辑电路如图2a、b、c所示。试对应图d所示输入波形，分别画出输出端L1、、L2和L3的波形。(设触发器的初态为0)1BACL1&=1≥11DC1QCA=1&BL2（a）(b)11ENCL31&ENAB&EN11ABC(c)(d)图2三、（12分）发由全加器FA、2-4线译码器和门电路组成的逻辑电路如图3a所示。试在图b中填写输出逻辑函数L的卡诺图（不用化简）。COCiSiabCi–1FA&1Y0Y1Y2Y3EA0A1dcCI&&LdaabcL(a)(b)图3四、（12分）用最少的与非门设计一个组合逻辑电路，实现以下逻辑功能：0001XX时ABY，0101XX时BAY；1001XX时BAY；1101XX时，输出为任意态。1.在图4中填写逻辑函数Y的卡诺图2.写出逻辑表达式3.画出逻辑电路BX1aX0AY图4五、（15分）分析如图5所示时序逻辑电路。（设触发器的初态均为0）1．写出各触发器的时钟方程、驱动方程、状态方程；2．画出完整的状态图，判断电路是否具能自启动；3．画出在CP作用下的Q0、Q1及Q3的波形。＞1J1K＞1J1K＞1J1K&1CPQ0Q1Q2C1C1C1CP图5六、（15分）试用正边沿D触发器设计一个同步时序电路，其状态转换图如图6所示。1．列出状态表；2．写出各触发器的激励方程和输出方程；3．说明电路功能。00011/01/11/00/00/0100/01/1110/0图6七、（16分）由555定时器、3-8线译码器74HC138和4位二进制加法器74HC161组成的时序信号产生电路如图7所示。1.试问555定时器组成的是什么功能电路？计算vo1输出信号的周期；2.试问74LVC161组成什么功能电路？列出其状态表；3.画出图中vo1、Q3、Q2、Q1、Q0及L的波形。+5VCETQ3Q2Q1Q0TCCEPCPPED3D2D1D0CR74LVC16111111101k1k0.1μFY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E1E2E3A2A1A074HC138&LC76213584vO10.01FR2555R1图7试卷二参考答案一、选择填空1．C2．B3．C4．B5．B6．C7．B二、输出端L1、L2和L3的波形如图A2所示。图A2三、输出逻辑函数L的卡诺图如图A3所示。1110110111111101daabcL图A3四、1.逻辑函数Y的卡诺图如图A4所示。2．101000YXXAABAXABXXAABAXAB，3.电路图略11010111××××0101BX1aX0AY图A4五、1．时钟方程：CPCPCP2001QCP激励方程：1020KQJ，；1111KJ，；12012KQQJ，状态方程：0000210cpQcpQQQnnnn，111111cpQcpQQnnn，22221012cpQcpQQQQnnnnn2．电路的状态图如图A5-2所示。电路具有自启动功能。000111011110010101001100Q2Q1Q0图A5-23．波形图如图A5-3所示。CPQ0Q1Q2图A5-3六、1．电路状态表如表A6所示。表A6nnQQ01ZQQnn/1011X=0X=10000/001/00101/010/01010/000/11111/001/12．激励方程：XQQXQDnnn0111，nnnnnQQXQQXQD010100输出方程：XQZn13．电路为可控三进制计数器七、1．555定时器组成多谐振荡器。μs2107.0)(7.0221pLpHCRCRRttT2．74LVC161组成五进制计数器，电路状态表如表A7所示3．vo1、Q3、Q2、Q1、Q0及L的波形如图A7组成。L1υo1Q3Q2Q1Q01111111111010111100011110001图A7表A7nnnnQQQQ0123101+11213nnnnQQQQ1011110011001101110111101110111111111011数字电子技术基础试卷(本科)及参考答案试卷三及其参考答案试卷三一、（16分）1．（12分）逻辑电路如图1-1a、b、c、d所示。试对应图e所示输入波形，分别画出输出端L1、L2、L3和L4的波形。（触发器的初态为0）ABCABTG（a）C≥1≥11AL2B≥11CB1&EN1AL3（e）C（c）C（b）CL110kΩ1JC1QABL41K1(d)R11图1-12．（4分）用代数法化简：CBACBACBAF1)DCADC(ABC)(AF2二、（10分）已知逻辑函数：1221FFFBCDCBCDADCBA(A,B,C,D)FDCBADBACAAB(A,B,C,D)F画出逻辑函数F1、F2和F的卡诺图；用最少的与非门实现逻辑函数F，画出逻辑图。三、（8分）分析图3所示逻辑电路，写出输出端的逻辑函数表达式，列出真值表