数字电路复习题(部分答案)

注意：为便于书写，非运算符采用’。一、填空题（20分）1、十进制编码中，除了8421码以外，还有5421是加权码。而相邻数字的代码之间只有一位二进制状态不同的编码叫做格雷码2、数字电路中乘法的实现是基于移位和相加。3、虽有公式AB+A’C+BCD=AB+A’C可实现化简，但常常有必要逻辑式AB+A’C的实现电路采用AB+A’C+BCD形式，原因是避免冒险竞争。4、逻辑函数的描述方法有：真值表，逻辑函数式，逻辑图，波形图，卡诺图，硬件描述语言。5、和集电极开路门（简称OC）类似的CMOS器件叫漏极开路门(OD)。6、相比TTL，CMOS器件，ECL器件速度更快，功耗更高。7、写出英文缩写的准确中文含义，不得出现任何非汉字。PROM：可编程只读存储器;TTL：逻辑门电路DRAM：动态随机存储器;8、AD转换器原理有很多种，速度最快（最快/快/慢），成本最高的是并行比较型。AD时，采样电压往往不能被特定最小数量单位整除，于是引入了量化误差。9、555定时器实现单稳态电路，是电平触发，而4528和74LS121是脉冲触发。10、利用JK触发器J=K=1时输出一个脉冲触发器就翻转一次的特点，可以非常方便的实现计数器电路。二、化简（20分）1、Y(A,B,C)=Σ(0,2,4,6)2、Y(A,B,C,D)=Σ(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14)=A’B’C’+A’BC’+AB’C’+ABC’=A’C’(B’+B)+AC’(B’+B)=A’C’+AC’=C’由卡诺图可得：Y(A,B,C,D)=b’+a'd'+cd'3、Y=AB+AC+CD+D4、Y=A’BD+AB’C’D’+BCD+(A’B’+C’)(B+D’)=AB+AC+D(C+1)=A’BD+AB’C’D+BCD+A’B’D’+BC’+C’D’=AB+AC+D=A’(BD+B’D’)+C’D’(AB’+1)+B(CD+C’)=A’+C’D’+BC’+BD00011110001111011001110001101111三、假设信息输入个数为n，如果要设计一个编码器，请归纳所需最少输入输出端个数的计算公式，要求具有无输入判断，优先编码特点。并以二进制输入个数14为例，画出引脚配置图。（10分）四、74LS153是一个双4选1数据选择器(说出器件功能)。写出图中Z与M、N、P、Q之间的逻辑表达式并化简。（10分）(可以借鉴的逻辑式Y1=A1A0D13+A1A0’D12+A1’A0D11+A1’A0’D10)五、左图中的电路被称为（请写出全称，给分点3个）：SR锁存器，将改图补成SR主从触发器（可重画）。画出如右图波形驱动下，左图中输出Q和Q′端的电压波形，初态Q=0。（10分）六、（1）74LS90是一种异步(同步/异步)复位，异步(同步/异步)计数的十进制计数器。（2）74LS90计数边沿是下降(上升/下降)沿。（3）下左图中QA连接到B’端连线作用是：输入计数脉冲加至QA（4）下左图实现的是十进制计数器。（5）74LS90为什么没有类似74LS160的C进位输出信号？74LS90是下降沿触发计数。10进制计数循环的9-0的QD是下降沿，可以提供高位计数器的计数脉冲。（6）利用74LS90设计一个置九法6进制计数器（绘于右侧）。（10分）七、利用PROM设计实现多输出输出组合逻辑电路。分析下图中的输出逻辑函数。（10分）八、下图是一个________电路，（1）在图中标出数字信号d3~d0及其控制的开关序号S3~S0，3为高位，0为低位。（2）图中电阻R=10kΩ，VREF=5V请计算该图当前输出电压vo。（10分）一、填空题（20分）1、十进制编码中，8421码、5421码、2421码都是加权码。而格雷码的特点是相邻数字的代码之间只有一位二进制状态不同。2、数字电路中减法的实现是基于补码和加法。3、有公式AB+A’C+BCD=AB+A’C，请使用公式法推导化简过程AB+A’C+BCD(A+A’)=AB+A’C+ABCD+A’BCD=AB(1+CD)+A’C(1+BD)=AB+A’C4、逻辑函数的描述方法有：真值表，逻辑函数式，卡诺图，波形图，逻辑图，硬件描述语言。5、和漏极开路门（简称OD）类似的TTL器件叫逻辑门电路6、综合了TTL，CMOS器件优点，BiCMOS器件的延迟功耗积最小。7、写出英文缩写的准确中文含义，不得出现任何非汉字。FPGA：现场可编程门阵列;LSI：大规模集成电路BiCMOS：双极互补金属氧化物半导体8、关于AD转换器原理，万用表属于双积分式A/D转换器，特点是速度慢，抗干扰能力强。9、555定时器实现单稳态电路，是电平触发，而4528和74LS121是边沿触发。10、JK触发器解决了SR触发器中的约束条件问题。二、化简（20分）1、Y(A,B,C)=Σ(1,3,5,7)2、Y(A,B,C,D)=Σ(0,2,3,4,6,8,9,10,11,12,14)=A’B’C+A’BC+AB’C+ABC=A’C(B+B’)+AC(B+B’)=A’C+AC=C由卡诺图可得：Y(A,B,C,D)=AB’+B’C+D’3、Y=AB’+A’C+C’D+D’4、Y=ABD+ABCD+BCD+(AB+C)(B+D)=AB’+A’C+C’+D’=ABD+BCD+AB+ABD+BC+CD=AB’+A’+C’+D’ABD=AB+BC+ABD+CD=A’+B’+C’+D’=AB+BC+CD三、数据采集系统的数据源个数为n，请归纳一个最精简的数据选择器所需输入输出端个数（最少）的计算公式。并以数据源个数14为例，画出引脚配置图。（10分）00011110001011011001111001101111四、利用74LS138（功能名称3线－8线译码器）设计一个多输出的组合逻辑电路，输出的逻辑函数是为（10分）Z1=AC+A’B’C+ABC’Z2=B’C’+A’BCZ3=AC’+B’C+AB’C五、左图中的电路被称为（请写出全称，给分点3个）：SR锁存器，将改图补成SR主从触发器（可重画）。画出如右图波形驱动下，左图中输出Q和Q′端的电压波形，初态Q=0。（10分）六、（1）74LS90是一种异步(同步/异步)复位，异步(同步/异步)计数的十进制计数器。（2）74LS90计数边沿是下降(上升/下降)沿。（3）下图中QA连接到B’端连线作用是：输入计数脉冲加至Qa（4）下图实现的是十进制计数器。（5）74LS90为什么没有类似74LS160的C进位输出信号？74LS90是下降沿触发计数。10进制计数循环的9-0的QD是下降沿，可以提供高位计数器的计数脉冲。（6）利用74LS90设计一个置零法6进制计数器。（10分）七、分析如下电路，它是采用_________扩展方式。除此以外，存储器还可以采用_________方式实现存储容量的扩展。并在图中勾出地址为800所在的芯片。(10分)八、下图中是一个斯密特触发器电路，输入信号vi，VOH=VDD=5V，VOL=0V，VTH=2.5V，R1=10K，R2=20K，计算并描述该电路的阈值电平，画出传输特性图。（10分）1、35.3(10)转换为2进制是100011.0101(小数部分4位有效数字)，C.5(16)转换10进制是12.3125、相比TTL，CMOS等集成门，二极管与门（或门）电路的扩展使用并联方式而不使用串联，原因是并联扩展并联结构简单，串联扩展抬升输出电压3、TTL反相器输入悬空，输出端是高电平。4、不考虑扩展等情况，要设计一个十选一的数据选择电路，总共需要___个输入输出引脚。5、串行进位加法器相比于超前进位加法器，优点是逻辑电路比较简单缺点是运算速度不高。6、国标中，在触发器电路图符号中，输入端有“”表示边沿触发，输出端有“┓”表示主从触发7、若存储器容量寻址容量为0.5M，则地址代码应取2^19位.8、写出英文缩写的准确中文含义，不得出现任何非汉字。PROM：可编程只读存储器;TTL：逻辑门电路DRAM：动态随机存储器NMOS：N沟道金属氧化物半导体二、化简（20分）1、Y(A,B,C)=Σ(1,3,5,7)2、Y(A,B,C,D)=Σ(0,2,3,4,6,8,9,10,11,12,14)同试卷二同试卷二3、YABACCDD4、Y=ABD+ABCD+BCD+(AB+C)(B+D)同试卷二同试卷二三、简答题（15分）1、一种共阳极LED数码管导通压降1.7V，使用OC七段译码器驱动（输出低电平0.3V）。如果使用一枚限流电阻接数码管阳极，希望数字显示最亮时数码管单管段电流10mA，请计算选用的限流电阻阻值，显示数字“8”时的单管段电流大小；4、下图表示不同的集成器件的功耗与延迟的关系，请将TTL、BiCMOS、ECL、CMOS正确的填入4个框中。四、74LS153是一个双4选1数据选择器（说出器件功能)。写出图中Z与M、N、P、Q之间的逻辑表达式并化简。(可以借鉴的逻辑式10011101120113011DAADAADAADAAY)（10分）五、左图中的电路被称为（请写出全称，给分点3个）：SR锁存器，虚线框内的电路被称为：与非门_。画出Q和Q′端的电压波形，CLK与S、R波形如右图，初态Q=0。（10分）六、（1）74LS163功能表如右图，它是一种____(同步/异步)复位，____(同步/异步)计数的_____进制计数器（提示：160~163均为计数器）。（2）74LS163计数边沿是____(上升/下降)沿。（3）下左图中G2门输出到LD端连线作用是：__________（4）下左图实现的是____进制计数器。（5）为什么不利用C进位输出信号？_______________________（6）利用进位信号C设计一个7进制计数器（绘于右侧）。（10分）七、利用PROM设计实现如下多输出组合逻辑电路。写出设计过程，并利用下图实现。（10分）1234ZACABCABCZBCACZABABCZACBCABCB八、计算下图中输出单稳态波形的脉冲宽度，R1=5K，C=200nF，5脚参考电平4V。（10分）一、填空题（15分）1、国标中，在触发器电路图符号中，输入端既有“”又有“o”的表示下降沿触发，RD端有“o”的表示下降沿触发2、用于描述时序逻辑电路的方法有：逻辑方程式，转换表，状态转换图和时序图。3、作为概念，ROM和RAM的区别及特征缺点是ROM只能读出，一般不能写入，掉电数据不会丢失，RAM是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆，但实际上，ROM中EPROM，E2PROM等是可以重复写入数据的(请举例2种即可)。5、音乐CD的采样频率是44KHz，原因是根据采样定理和人耳可听频率上限是20kHz。8、写出英文缩写的准确中文含义，不得出现任何非汉字。FPGA：现场可编程门阵列;LSI：大规模集成电路BiCMOS：双极互补金属氧化物半导体二、化简（20分）1、Y(A,B,C)=Σ(0,2,4,6)同试卷一2、Y(A,B,C,D)=Σ(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14)同试卷一3、Y=AB+AC+CD+D同试卷一4、YABDABCDBCDABCBD同试卷一三、简答题（15分）1、一种共阳极LED数码管导通压降1.7V，使用OC七段译码器驱动（输出低电平0.3V）。如果使用七枚限流电阻接数码管阴极，希望数码管单管段电流10mA，电阻阻值应为多少？显示“1”，“2”，“8”时，数码管功耗分别是多少？4、下图表示不同的集成器件的功耗与延迟的关系，请将TTL、BiCMOS、ECL、CMOS正确的填入4个框中。四、利用74LS138（功能名称：3线8线译码器）设计一个多输出的组合逻辑电路，输出的逻辑函数是为（10分）1234ZACABCABCZBCACZABABCZACBCABCB五、左图中的电路被称为（请写出全称，给分点3个）：________，虚线框内的电路被称为：___________