沈任元数字电子技术基础习题.ppt

数字电子技术基础习题 第一章数字逻辑基础 第二章逻辑门电路 第三章组合逻辑电路 第四章触发器电路 第五章时序逻辑电路 第六章脉冲信号的产生与转换 第七章数 模 D A 和模 数 A D 转换 第八章 第十四章 应用篇 第一章数字逻辑基础一 填空题1 十进制数128对应的二进制数是 对应8421BCD码是 对应的十六进制数是 10000000 000100101000 1 0 1 80 0 1 二 判断题1 数字电路中用 1 和 0 分别表示两种状态 二者无大小之分 2 在时间和幅度上都断续变化的信号是数字信号 语音信号不是数字信号 3 若两个函数具有相同的真值表 则两个逻辑函数必然相等 4 逻辑函数已是最简与或表达式 5 若两个函数具有不同的真值表 则两个逻辑函数必然不相等 6 因为逻辑表达式A B AB A B成立 所以AB 0成立 7 已知AB C AB D 则可得C D 8 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 9 因为逻辑表达式成立 所以成立 10 异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数 三 单项选择题1 十进制数25用8421BCD码表示为 A 10101B 00100101C 100101D 101012 在输入情况下 与非 运算的结果是逻辑0 A 全部输入是0B 任一输入是0C 仅一输入是0D 全部输入是13 逻辑函数 A BB AC D 4 当逻辑函数有n个变量时 共有个变量取值组合 A nB 2nC n2D 2n5 以下表达式中符合逻辑运算法则的是 A C C C2B 1 1 10C 0 1D A 1 16 A BC A A BB A CC A B A C D B C D D D A C B 7 在函数F AB CD的真值表中 F 1的状态有个 A 2B 4C 6D 78 已知某二变量输入逻辑门的输入A B及输出Y的波形如下 它为逻辑门的功能 A 与非门B 或非门C 与门D 异或门 D C 四 多项选择题1 下列现象中 是数字量的是 A 手电筒开关B 普通水龙头中的流水量C 汽车的车门开关D 房间内的温度2 与模拟电路相比 数字电路主要的优点有 A 容易设计B 通用性强C 保密性好D 抗干扰能力强3 A B C D 4 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是 A 真值表B 表达式C 逻辑图D 卡诺图5 在输入情况下 或非 运算的结果是逻辑0 A 全部输入是0B 全部输入是1C 任一输入为0 其他输入为1D 任一输入为1 AC AC AD BCD BCD 五 计算分析1 将下列十进制数转换为二进制数 2463129365 2 将下列二进制数转换成十进制数 101111010111010110100011 3 将下列二进制数转换成十六进制数 1 2 4 将下列十六进制数转换成二进制数 5E2D4F05 将下列十进制数转换成十六进制数 37312125 6 将下列十六进制数转换成十进制数 A0F436A10 7 当变量 取哪些组合时 下列逻辑函数 的值为1 1 解 当A B C分别为010 100 101 110时 逻辑函数 的值为1 2 解 当A B C分别为010 100 101时 逻辑函数 的值为1 8 写出图1 11中各逻辑图输出 的逻辑表达式 提示 根据逻辑图逐级写出输出端的逻辑函数式 解 a图的逻辑表达式为b图的逻辑表达式为 9 试画出下列逻辑函数表达式的逻辑图 1 2 10 用真值表验证下列等式 1 解 函数和的真值表如下 两函数具有相同的真值表 所以等式成立 2 解 函数和的真值表如下 两函数具有相同的真值表 所以等式成立 11 利用代数法证明下列等式 1 证明 2 证明 12 试根据逻辑函数的真值表 分别写出它们的与或表达式 解 13 用代数法将下列各逻辑式化简成最简与或式 1 解 2 解 3 解 14 将下列函数展开为最小项表达式 1 2 15 将下列函数化简并转换为较简的与或式 与非 与非式 或与式 与或非式和或非 或非式 1 2 第二章逻辑门电路习题和答案一 填空题1 晶体管截止的条件是 2 晶体管饱和导通的条件是 3 晶体管饱和导通的IBS是 4 门电路输出为电平时的负载为拉电流负载 输出为电平时的负载为灌电流负载 5 晶体三极管作为电子开关时 其工作状态必须为状态或状态 UBE 0V IB IBS IBS VCC UCES RC 高 低 饱和 截止 6 74LSTTL电路的电源电压值和输出电压的高 低电平值依次为 7 74TTL电路的电源电压值和输出电压的高 低电平值依次为 10 CMOS门电路的闲置输入端不能 对于与门应当接到 电平 对于或门应当接到 电平 5V 2 7V 0 5V 5V 2 4V 0 4V 8 三态门具有3种输出状态 它们分别是 9 集电极开路输出门的英文缩写为门 工作时必须外加和 低电平态 高阻态 高电平态 电源 负载 OC 悬空 高 低 二 判断题1 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 2 集成与非门的扇出系数反映了该与非门带同类负载的能力 3 将二个或二个以上的普通TTL与非门的输出端直接相连 可实现线与 4 三态门的三种状态分别为 高电平 低电平 不高不低的电压 5 当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1 6 TTL集电极开路门输出为 时由外接电源和电阻提供输出电流 7 CMOSOD门 漏极开路门 的输出端可以直接相连 实现线与 三 单项选择题1 已知发光二极管的正向压降UD 1 7V 参考工作电流ID 10mA 某TTL门输出的高低电平分别为UOH 3 6V UOL 0 3V 允许的灌电流和拉电流分别为IOL 15mA IOH 4mA 则电阻R应选择 A 100 B 510 C 2 2k D 300 D 2 数字电路中规定了高电平的下限值 并称为标准高电平 用 来表示 A USLB UOLC UOHD USH3 数字电路中规定了低电平的上限值 并称为标准低电平 用 来表示 A USLB UOLC UOHD USH4 以下电路中常用于总线应用的有 A TSL门B OC门C 漏极开路门D CMOS与非门5 在TTL逻辑门中 为实现 线与 应选用 A 三态门B OC门C 异或门D 与非门 A B A D 6 TTL与非门带同类门的个数为N 其低电平输入电流为1 5mA 高电平输入电流为10uA 最大灌电流为15mA 最大拉电流为400uA 选择正确答案N最大为 A N 5B N 10C N 20D N 407 74HC系列集成电路与TTL74系列相兼容是因为 A 引脚兼容B 逻辑功能相同C 以上两种因素共同存在8 74HC电路的最高电源电压值和这时它的输出电压的高 低电平值依次为 A 5V 3 6V 0 3VB 6V 3 6V 0 3VC 6V 5 8V 0 1V C C B 9 标准CMOS电路CD4000系列的电源电压值是 A 2V 8VB 3V 18VC 2V 5 5VD 4 75V 5 25V B 四 多项选择题1 三极管作为开关使用时 要提高开关速度 可 A 降低饱和深度B 增加饱和深度C 采用有源泄放回路D 采用抗饱和三极管2 以下电路中可以实现 线与 功能的有 A 与非门B 三态输出门C 集电极开路门D 漏极开路门 ACD CD 3 对于TTL与非门闲置输入端的处理 可以 A 接电源B 通过电阻3k 接电源C 接地D 与有用输入端并联4 三态门输出高阻状态时 是正确的说法 A 用电压表测量指针不动B 相当于悬空C 电压不高不低D 测量电阻指针不动5 CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是 A 微功耗B 高速度C 高抗干扰能力D 电源范围宽 ABD ABD ACD 6 一种类型的集成电路 作为前级驱动门 要能直接驱动另一种类型的集成电路 作为后级负载门 必须保证方面的适配 A UOHmin UIHminB UOLmax UILmaxC IOHmax IIHD IOLmax IIL ABCD 五 计算分析1 判断图所示各电路中三极管工作在什么状态 设 50 解 a图三极管处于放大状态 b图三极管处于饱和状态 c图三极管处于截止状态 d图三极管处于截止状态 2 电路如图a b所示 已知 波形如图c所示 试画出相应的输出Y1 Y2波形 3 如图2所示电路 试写出逻辑表达式 解 4 图所示电路是用TTL反相器74LS04来驱动发光二极管的电路 试分析哪几个电路图的接法是正确的 为什么 设LED的正向压降为1 7 电流大于1m 时发光 试求正确接法电路中流过LED的电流 解 b图和d图的接法是正确的 因为其它两种接法的工作电流不满足要求 b图 当输出为高电平时 流过LED的电流大于 d图 当输出为低电平时 流过LED的电流大于 5 如图所示 在测试TTL与非门的输出低电平时 如果输出端不是接相当于8个与非门的负载电阻 而是接 会出现什么情况 为什么 答 此时 输出低电平会超过允许值 因为 当负载电流太大时 与非门输出级的驱动管 发射极接地的三极管 的饱和条件将不再满足 管子会处于放大状态 集电极电位会上升 即输出电平上升 6 画出图所示三态门的输出波形 7 图所示的TTL门电路中 输入端1 2 3为多余输入端 试问哪些接法是正确的 答 图a b d e g是正确的 8 在CMOS门电路中 有时采用如图所示的方法来扩展输入端 试分别写出a图和b图中Y1 Y2的逻辑表达式 这种方法能否用于TTL电路 为什么 解 这种方法不适用于TTL电路 主要由于这种方法不能满足TTL电路的高 低电平要求 例如 在a图中 如果是TTL电路 当输入A为低电平0 5V时 TTL与非门的输入端电平将达到1 2V左右 不满足TTL电路对输入低电平的要求 在b图中 如果是TTL电路 当输入C为高电平2 7V时 TTL或非门的输入端电平只有2V左右 噪声容限约为零 抗干扰能力极差 所以 这种方法不适用于TTL电路 9 用 门驱动继电器的电路如图所示 门选用的是7406 外接电压最大可达30 40m 驱动JQX 4型继电器 额定电压12 线圈电阻 450 吸动电压9 问电源电压应选几伏 门7406的驱动负载能力是否满足 解 电源电压应选12伏 JQX 4型继电器的额定工作电流为 门7406的驱动负载能力 40m 能满足要求 JQX 4型继电器的额定工作电压为12伏 门7406外接电压最大可达30 也能满足要求 所以 门7406的驱动负载能力能够满足要求 第三章组合逻辑电路一 填空题1 若要实现逻辑函数F AB BC 可以用一个门 或者用个与非门 或者用个或非门 2 半加器有个输入端 个输出端 全加器有个输入端 个输出端 3 半导体数码显示器的内部接法有两种形式 共接法和共接法 4 对于共阳接法的发光二极管数码显示器 应采用电平驱动的七段显示译码器 与或 三 四 2 2 3 2 阴极 阳极 低 二 判断题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 2 半导体数码显示器的工作电流大 约10mA左右 因此 需要考虑电流驱动问题 3 液晶显示器的优点是功耗极小 工作电压低 4 液晶显示器可以在完全黑暗的工作环境中使用 三 单项选择题若在编码器中有50个编码对象 则要求输出二进制代码位数为 位 A 5B 6C 10D 502 八路数据分配器 其地址输入端有 个 A 1B 2C 3D 83 将二进数A 1011和B 1100作为74HC85的输入 则 数据输出端为1 A FA BB FAB B C B 四 计算分析1 试分析图所示逻辑电路的功能 解 1 逐级写出逻辑表达式 2 列出真值表3 功能分析该电路为奇偶校验电路 2 逻辑电路如图所示 试分析其逻辑功能 解 1 逐级写出逻辑表达式 2 转换成较简的与或表达式 3 列出真值表 如下表所示 是A B的同或逻辑 3 试分析图所示逻辑电路的功能 解 1 逐级写出逻辑表达式2 转换成较简的表达式3 列出真值表4 分析逻辑功能 为全加器的逻辑电路图 4 试用与非门和反相器设计一个四位的奇偶校验器 即当四位数中有奇数个1时 输出为0 否则输出为1 解 1 分析命题 设输入变量为 输出变量用 表示 然后对逻辑变量进行赋值 表示 四位数中有奇数个 表示 四位数中有偶数个 2 根据题意列真值表 见后表 3 根据真值表写出相应的逻辑表达式并进行化简和变换 由于要求用与非门和反相器实现 所以表达式应该用与非 与非表达式 根据真值表可得 4 画出函数的逻辑图 图略 返回 5 设计一个故障指示电路 要求的条件如下 1 两台电动机同时工作时 绿灯 亮 2 其中一台发生故障时 黄灯 亮 3 两台发动机都有故障时 则红灯 亮 解 1 分析命题 设输入变量为 分别表示两台电动机的工作状态 输出变量用 表示 然后对逻辑变量进行赋值 为 时表示电动机正常工作 为 时表示电动机发生故障 表示 两台电动机同时工作 表示 两台电动机中有一台发生故障 表示 两台电动机都有故障 2 根据题意列真值表 见后表 根据真值表可得 4 画出函数的逻辑图 图略 1 两台电动机同时工作时 绿灯 亮 2 其中一台发生故障时 黄灯 亮 3 两台发动机都有故障时 则红灯 亮 返回 6 有一列自动控制的地铁电气列车 在所有的门都已关上和下一段路轨已空出的条件下才能离开站台 但是 如果发生关门故障 则在开着门的情况下 车子可以通过手动操作开动 但仍要求下一段空出路轨 试用与非门设计一个指示电气列车开动的逻辑电路 提示 设 为门开关信号 门关 为路轨控制信号 路轨空出 为手动操作信号 手动操作 为列车开动信号 列车开动 解 1 分析命题 设输入变量为 为门开关信号 门关 为路轨控制信号 路轨空出 为手动操作信号 手动操作 为列车开动信号 列车开动 2 根据题意列真值表根据真值表可得 4 画出函数的逻辑图 图略 返回 7 电路如图所示 问图中哪个发光二极管发光 答 发光二极管LED3发光 8 设计一个如图所示五段 数码管显示电路 输入为 要求能显示英文 rror中的三个字母 r o 并要求 1时全暗 列出真值表 用与非门画出逻辑图 解 1 分析命题 设输入变量为 输出变量用a b c d e表示 然后对逻辑变量进行赋值 为00时显示 为01时显示r 为10时显示o 为11时全暗 输出变量为 时表示该段显示 2 根据题意列真值表 根据真值表可得 4 画出函数的逻辑图 图略 9 人有四种血型 和 型 型为万能输血者 能为其它血型的被输血者输血 为万能被输血者 能接受其它血型为其输血 其它情况输血者必须和被输血者血型相同 否则会有生命危险 试用与非门设计一个组合逻辑电路 判断输血者和被输血者血型是否符合规定 提示 可用两个输入变量的组合代表输血者血型 另外两个输入变量的组合代表被输血者血型 用输出变量代表是否符合规定 解 1 分析命题 设输入变量为 为00时 表示输血者是 型血型 为00时 表示被输血者是 型血型 为01时 表示输血者是 型血型 为01时 表示被输血者是 型血型 为10时 表示输血者是 型血型 为10时 表示被输血者是 型血型 为11时 表示输血者是 型血型 为11时 表示被输血者是 型血型 输出变量用 表示 表示符合规定 表示不符合规定 2 根据题意列真值表 3 根据真值表写出相应的逻辑表达式并进行化简和变换4 画出函数的逻辑图 图略 10 如图所示 74HC153是四选一数据选择器 试写出输出 的最简与或表达式 并用74HC153实现逻辑函数 解 11 如图所示 74HC138是3线 8线译码器 试写出Z1 Z2的最简与或式 解 12 如图所示 74HC148是8线 3线优先编码器 试判断输出信号 B2 B1 B0的状态 高电平或低电平 13 如图所示 74HC147是8421BCD码输出的10线 4线优先编码器 试指出输出信号B3 B2 B1 B0的状态 高电平还是低电平 解 B3 B2 B1 B0的状态分别为0 1 1 1 0表示低电平 1表示高电平 14 用3线 8线译码器74HC138和与非门分别实现下列逻辑函数 提示 先将下列逻辑函数转换成最小项表达式 然后再转换成与非 与非表达式 另外 74HC138的输出分别等于输入变量的与非逻辑 例如 1 2 解 1 2 15 试用EPROM实现一组逻辑函数 指出需要多大容量的EPROM 并且列出存储矩阵的存储内容表 解 需要位 即16 4位容量的EPROM 经过函数变换 一 判断题1 由两个TTL或非门构成的基本RS触发器 当R S 0时 触发器的状态为不定 2 RS触发器的约束条件RS 0表示不允许出现R S 1的输入 第四章触发器电路 3 边沿JK触发器 在CP为高电平期间 当J K 1时 状态会翻转一次 4 同步触发器存在空翻现象 而边沿触发器克服了空翻 5 RS触发器的不定状态是指RS输入信号同时消失后 同时变为 0 或同时变为 1 触发器转换到什么状态将不能确定 可能为1态 也可能为0态 二 单项选择题1 为实现将JK触发器转换为D触发器 应使 A J D K B K D J C J K DD J K 2 对于JK触发器 若J K 则可完成触发器的逻辑功能 A RSB DC TD T 3 欲使D触发器按Qn 1 工作 应使输入D A 0B 1C QD A C D 4 对于D触发器 欲使Qn 1 Qn 应使输入D A 0B 1C QnD 5 一个触发器可记录一位二进制代码 它有 个稳态 A 4B 1C 2D 36 在下列触发器中 有约束条件的是 A 主从JKF FB 主从DF FC 同步RSF FD 边沿DF F C C C 三 多项选择题1 欲使JK触发器按Qn 1 工作 可使JK触发器的输入端 A J 1 K QnB J Qn K C J K QnD J K 12 对于T触发器 若原态Qn 1 欲使次Qn 1 1 应使输入T A 0B 1C QnD ACD AD 3 欲使JK触发器按Qn 1 0工作 可使JK触发器的输入端 A J K 1B J Qn K QnC J Qn K 1D J 0 K 14 欲使JK触发器按Qn 1 Qn工作 可使JK触发器的输入端 A J K 0B J Qn K C J K QnD J Qn K 0 BCD ABD 5 对于T触发器 若原态Qn 0 欲使次态Qn 1 1 应使输入T A 0B 1C QnD 6 欲使JK触发器按Qn 1 1工作 可使JK触发器的输入端 A J K 1B J 1 K 0C J K D J K 0 BD BCD 四 计算分析1 在图所示的基本RS触发器中 触发输入信号如图所示 试画出其Q和端的波形 2 在图电路中 已知R S端的波形如图所示 试画出Q 的波形 设触发器的初始状态为0 3 设图所示的同步RS触发器初始状态为0 R S端的波形如图所示 试画出其输出端Q 的波形 4 在图所示的维持阻塞D触发器中 已知CP D 的波形如图所示 试画出其Q端的波形 设触发器的初态为0 5 试画出图a所示电路D端及Q端的波形 输入信号的波形如图b所示 设D触发器的初始状态为0 6 图所示电路是由D触发器和与门组成的移相电路 在时钟脉冲作用下 其输出端A B输出2个频率相同 相位不同的脉冲信号 试画出Q A B端的时序图 7 电路如图a所示 B端输入的波形如图b所示 试画出该电路输出端G的波形 设触发器的初态为0 8 在图所示的实验电路中 YA YB为双踪示波器的信号输入端 试画出示波器荧光屏上应显示的波形 9 电路如图所示 设触发器初始状态均为零 试画出在CP作用下Q1和Q2的波形 10 已知下降沿触发型JK触发器的CP J K波形如图所示 试分别画出其Q端的波形 设 1 触发器的初始状态为零 11 某同学用图a所给器件构成电路 并在示波器上观察到图b所示波形 试问电路是如何连接的 请画出逻辑电路图 12 由两个边沿JK触发器组成如图a所示的电路 若CP A的波形如图b所示 试画出Q1 Q2的波形 设触发器的初始状态均为零 13 图所示电路为单脉冲发生器 即每按一下按钮S 则在Q1端得到一个标准脉冲 CP为一连续脉冲 其频率为f0 1 用时序图说明电路工作原理 2 求出输出端Q1脉冲宽度与CP脉冲的关系 14 图a所示各触发器的CP波形如图b所示 试画出各触发器输出端Q波形 设各触发器的初态为0 15 试画出利用D触发器74HC74组成的四分频电路 并画出时序图说明工作过程 一 填空题1 组合逻辑电路任何时刻的输出信号 与该时刻的输入信号 与电路原来所处的状态 时序逻辑电路任何时刻的输出信号 与该时刻的输入信号 与信号作用前电路原来所处的状态 2 一个4位移位寄存器 经过个时钟脉冲CP后 4位串行输入数码全部存入寄存器 再经过个时钟脉冲CP后可串行输出4位数码 有关 有关 有关 无关 4 4 笫五章时序逻辑电路 3 构成一异步2n进制加法计数器需要个触发器 一般将每个触发器接成型触发器 如果触发器是上升沿触发翻转的 则将最低位触发器CP端与相连 高位触发器的CP端与相连 4 时序逻辑电路按照其触发器是否有统一的时钟脉冲控制分为时序电路和时序电路 5 要组成模15计数器 至少需要采用个触发器 n 计数或T 计数脉冲输入端 邻低位端 同步 异步 4 二 判断题1 异步时序电路的各级触发器类型不同 2 组合电路不含有记忆功能的器件 3 模N计数器可用作N分频器 4 把一个5进制计数器与一个10进制计数器串联可得到15进制计数器 5 4位同步二进制加法计数器与4位异步二进制加法计数器的状态转换表不同 6 利用反馈归零法获得N进制计数器时 若为异步置零方式 有短暂的过渡状态 不能稳定而是立刻变为0状态 7 计数器的模是指对输入的计数脉冲的个数 8 具有N个独立的状态 计满N个计数脉冲后 状态能进入循环的时序电路 称之模N计数器 三 单项选择题1 下列电路中 不属于组合逻辑电路的是 A 编码器B 译码器C 数据选择器D 计数器2 同步时序电路和异步时序电路比较 其差异在于后者 A 没有触发器B 没有统一的时钟脉冲控制C 没有稳定状态D 输出只与内部状态有关 D B 3 判断图题所示电路为 A 并行输入数码寄存器B 左移位寄存器C 右移位寄存器D 串并行输入移位数码寄存器 D 4 在下列逻辑电路中 不是组合逻辑电路的有 A 译码器B 编码器C 全加器D 寄存器5 判断图题所示电路为 A 并行输入数码寄存器B 左移位寄存器C 右移位寄存器D 串并行输入移位数码寄存器 D A 6 下列电路中 常用于数据串并行转换的电路为 A 加法器B 计数器C 移位寄存器D 数值比较器7 判断图题所示电路为 A 数码寄存器B 左移位寄存器C 右移位寄存器8 某移位寄存器的时钟脉冲频率为100KHZ 欲将存放在该寄存器中的数左移8位 完成该操作需要 时间 A 10 SB 80 SC 100 SD 800ms B C B 9 N个触发器可以构成能寄存 位二进制数码的寄存器 A N 1B NC N 1D 2N10 8位移位寄存器 串行输入时经 个脉冲后 8位数码全部移入寄存器中 A 1B 2C 4D 811 判断图题所示电路为何种计数器 A 异步二进制减法B 同步二进制减法C 异步二进制加法D 同步二进制加法 B D A 12 用二进制异步计数器从0做加法 计到十进制数178 则最少需要 个触发器 A 6B 7C 8D 1013 某数字钟需要一个分频器将32768HZ的脉冲转换为1HZ的脉冲 欲构成此分频器至少需要 个触发器 A 10B 15C 32D 3276814 判断图题所示电路为何种计数器 A 异步二进制减法B 同步二进制减法C 异步二进制加法D 同步二进制加法 C B A 15 判断图题所示电路为何种计数器 A 异步二进制减法B 同步二进制减法C 异步二进制加法D 同步二进制加法16 一位8421BCD码计数器至少需要 个触发器 A 3B 4C 5D 1017 同步计数器和异步计数器比较 同步计数器的显著优点是 A 工作速度高B 触发器利用率高C 电路简单D 不受时钟CP控制 C B A 18 欲设计0 1 2 3 4 5 6 7这几个数的计数器 如果设计合理 采用同步二进制计数器 最少应使用 级触发器 A 2B 3C 4D 819 图题所示74HC161计数器电路的模是 A 7B 8C 9D 10 B D 20 把一个五进制计数器与一个四进制计数器串联可得到 进制计数器 A 4B 5C 9D 2021 判断图题所示电路为 计数器 A 异步二进制减法B 同步二进制减法C 异步二进制加法D 同步二进制加法 D D 22 图题分别为四个逻辑电路的状态转移图 其中不具备自启动特性的是 B 四 计算分析1 已知图所示单向移位寄存器的CP及输入波形如图所示 试画出Q0 Q1 Q2 Q3波形 设各触发初态均为0 2 在控制测量技术中得到广泛应用的两相脉冲源电路如图所示 试画出在CP作用下Q0 Q1 和输出Z1 Z2的波形 并说明Z1 Z2的相位 时间关系 差 3 在图a所示电路中 设各触发器初始状态均为0 输入端A CP的波形如图b所示 试画出电路中B C点的波形 4 利用集成计数器构成图所示两个电路 试分析各电路为几进制计数器 并画出状态转换图 a 为13进制计数器b 为50进制计数器状态转换图 略 5 图是利用74HC163构成的N进制计数器 请分析其为几进制计数器 60进制计数器 6 由74HC290构成的计数器电路如图所示 试分析它们各为几进制计数器 a 3进制计数器b 4进制计数器c 8进制计数器d 9进制计数器 7 图是利用74HC192构成的2位十进制计数器 试分析电路为几进制计数器 61进制计数器 8 某铅笔厂为了统计需要 要求设计一个四十八进制计数器 试画出利用集成计数器74HC192构成的电路 9 某药品灌装机械 灌装药片为60片一瓶和100片一瓶 试利用74HC290为该机设计一个既适用于计60片的 也适合于计100片的药片计数器 当S掷到 时 为60进制计数 当S掷到 时为100进制计数 10 已知一天有24小时 试利用74HC160设计一个二十四进制计数器 11 有一石英晶体 标称振荡频率为32768Hz 要用其产生稳定的秒 分 小时脉冲信号输出 试画出电路框图 并说明该电路的分频过程 12 某程序控制机床分9步循环工作 请用CD4017为该机床设计一个9步循环控制器 即CD4017的九个输出端Y0 Y8依此出现高电平 一 填空题1 某单稳态触发器在无外触发信号时输出为0态 在外加触发信号时 输出跳变为1态 因此 其稳态为态 暂稳态为态 暂稳态所处时间的长短取决于电路本身的参数 2 单稳态触发器在数字系统中应用很广泛 通常用于脉冲信号的 及 3 单稳态触发器有 个稳定状态 多谐振荡器有 个稳定状态 4 占空比q是指矩形波持续时间与其之比 0 1 第六章脉冲信号的产生与转換 0 1 高电平 周期 展宽 延时 整形 定时元件 5 触发器能将缓慢变化的非矩形脉冲变换成边沿陡峭的矩形脉冲 6 施密特触发器有个阀值电压 分别称作和 7 555定时器型号的最后数码为555的是产品 为7555的是产品 8 为了实现高的频率稳定度 常采用振荡器 单稳态触发器受到外触发时进入态 施密特 2 上限阀值电压 下限阀值电压 TTL CMOS 石英晶体 暂稳 二 判断题1 当微分电路的时间常数 RC tW时 此RC电路会成为耦合电路 2 积分电路是一种RC串联电路 它是从电容两端上取出输出电压的 3 微分电路是一种能够将输入的矩形脉冲变换为正负尖脉冲的波形变换电路 4 单稳态触发器的暂稳态维持时间用tW表示 与电路中RC成正比 5 单稳态触发器的暂稳态时间与输入触发脉冲宽度成正比 6 施密特触发器的正向阈值电压一定大于负向阈值电压 7 石英晶体多谐振荡器的振荡频率与电路中的R C成正比 8 多谐振荡器的输出信号的周期与阻容元件的参数成正比 9 方波的占空比为0 5 10 555定时器不仅可以组成多谐振荡器 而且还可以组成单稳态触发器 施密特触发器 三 单项选择题1 若图题中为TTL门微分型单稳态触发器 对R1和R的选择应使稳态时 A 门G1 G2都导通 低电平输出 B G1导通 G2截止C G1截止 G2导通D G1 G2都截止 B 2 以下各电路中 可以产生脉冲定时 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 B 3 如图所示单稳态电路的输出脉冲宽度为tWO 4 s 恢复时间tre 1 s 则输出信号的最高频率为 A fmax 250kHzB fmax 1MHzC fmax 200kHz C 4 石英晶体多谐振荡器的突出优点是 A 速度高B 电路简单C 振荡频率稳定D 输出波形边沿陡峭5 多谐振荡器可产生 A 正弦波B 矩形脉冲C 三角波D 锯齿波6 能把2kHz正弦波转换成2kHz矩形波的电路是 A 多谐振荡器B 施密特触发器C 单稳态触发器D 二进制计数器 C B B 7 用来鉴别脉冲信号幅度时 应采用 A 稳态触发器B 双稳态触发器C 多谐振荡器D 施密特触发器8 输入为2kHz矩形脉冲信号时 欲得到500Hz矩形脉冲信号输出 应采用 A 多谐振荡器B 施密特触发器C 单稳态触发器D 二进制计数器9 用555定时器组成施密特触发器 当输入控制端CO外接10V电压时 回差电压为 A 3 33VB 5VC 6 66VD 10V D D B 四 计算分析1 在图a所示RC串联电路中 输入信号uI的波形为图b 试画出uO1和uO2的相应波形 并标出幅值 若在R两端并联一只二极管 如图a中虚线所示 再画出uO1和uO2的波形 解 2 电路如图a所示 若输入信号uI波形如图b 试画出uO1和uO2的波形 解 3 图所示电路是由两个与非门组成的积分型单稳态触发器 当输入正脉冲时试分析其工作原理 并画出uO1 uC uO2的时序波形 解 t1 s C放电 当uc降到小于VTH时 uO2 1 t 5 s uO1 0 uc充电 回到稳态 4 在图6 6所示电路中 若C 0 01 F R 470 试求输出脉冲的宽度和输入脉冲信号的最高重复触发频率 解 tw 0 7RC 0 7 470 0 01 10 6 3 29mStre 5RC 5 470 0 01 10 6 23 5mSfmax 1 tw tre 1 3 29 23 5 37 3KHZ 5 图所示电路是由集成单稳态触发器74HC221构成的可控型振荡器 K为控制端 试问当K为何种状态 高电平还是低电平 时 电路才会振荡 解 当K 0时 74HC221为复位状态 电路不振荡 此时1Q为0 当K 1时 与非门输出一负跳变脉冲触发74HC221 使1Q变为1 1Q变为0 1Q又封锁与非门 与非门输出为1 当74HC221延时结束后 1Q又变为1 再次打开与非门触发74HC221 这样 不断重复 在1Q端形成振荡脉冲 6 在图所示电路中 若R 100K C 1000PF 试求振荡频率 解 7 图为一种环形多谐振荡器电路 试分析其工作原理 并画出电路中A B C点和u0的波形 并说明RS和RP的作用 解 在t0时刻 设uo从低电平跳变为高电平 uA立即跳变为低电平 uB也跟着跳变到高电平 同时 由于C上的电压不能突变 所以uc也随uA下跳 随后 uB经电阻RP向C充电 uC电压不断升高 当uC上升到阈值电压VTH时 uo输出低电平 uA跳变为高电平 uB也跟着跳变为低电平 uC跟随uA正跳同样的数值 并维持uo为低电平 然后C放电 uC下降 当uC下降到VTH时 uo又输出高电平 这样周而复始 在uo端得到振荡脉冲 RP的作用是用于调节电容充放电时间常数 改变振荡周期 RS的作用是保护反相器 提高振荡频率稳定性 8 施密特触发器具有什么特点 请根据图b所示的输入波形画出uO的波形 该输出波形说明了哪些问题 属于电平触发方式 对于变化方向不同的输入信号 具有不同的阈值电压 把变化不规则的波形转换为边沿陡峭的矩形波 9 大部分机械开关的接触点在通 断时往往发生跳动 造成输入信号的不稳定 利用图所示施密特电路 可以去除触点跳动对电路工作的影响 试分析其工作原理 并画出uc和u0的波形 R2 C积分电路用于延缓由于开关的动作而产生的上升沿和下降沿 10 图所示是用施密特触发器构成的单稳态电路 它的触发沿为下降沿 试画出A B C点和uO的波形 11 画出图所示电路中的A B C D E各点波形 计算VDD 5V时f1 f2的数值 1nF 10 3 F 并说明喇叭发出怎样的声音 电路中R1 C1和相应反相器构成一个超低频振荡器f1 1 0 8R1C1 1HzR2 C2和相应反相器构成一个键控音频振荡器 当uB为高电平时振荡 uB为低电平时停振 F2 1 0 8R2C2 6KHz 故uD是一受1Hz调制的6KHz音频信号 经反相器整形 V放大 在喇叭中发出间断的音频 6KHz 信号 12 指出下图构成什么电路 画出其输出电压的波形 并计算其输出电压的频率 13 试分析下图构成什么电路 画出对应输入波形uO波形 解 为施密特触发器 一 填空题1 理想的DAC转换特性应是使输出模拟量与输入数字量成 转换精度是指DAC输出的实际值和理论值 2 将模拟量转换为数字量 采用转换器 将数字量转换为模拟量 采用转换器 3 如分辨率用D A转換器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示 则8位D A转換器的分辨为 4 A D转換器采样过程要满足采样定理 理论上采样频率要倍输入信号的最高频率 正比 之差 模数 数模 1 255 2 第七章数 模 D A 和模 数 A D 转换 二 计算题1 已知某DAC电路输入10位二进制数 最大满度输出电压 5 试求分辨率和最小分辨电压 其分辨率为因为最大满度输出电压为5 所以 10位DAC能分辨的最小电压为 2 要求某DAC电路输出的最小分辨电压约为5m 最大满度输出电压 10 试求该电路输入二进制数字量的位数 应是多少 该电路输入二进制数字量的位数 应是11 3 在AD7520电路中 若 10 输入十位二进制数为 试求 1 其输出模拟电流为何值 已知 2 当时 外接运放 后 输出电压应为何值 解 1 其输出模拟电流为2 当时 外接运放 后 输出电压应为 4 设 5 试计算当DAC0832的数字输入量分别为7FH 81H F3H时 后缀H的含义是指该数为十六进制数 的模拟输出电压值 解 若采用内部反馈电阻 当DAC0832的数字输入量为7FH时 因为7FH的数值为127 所以模拟输出电压值为 当DAC0832的数字输入量为81H时 因为81H的数值为129 所以模拟输出电压值为 当DAC0832的数字输入量为F3H时 因为F3H的数值为243 所以模拟输出电压值为 5 ADC转换有哪两种量化方式 它们的转换误差各为多少 哪种量化方式好些 答 量化的方法一般有两种形式 舍尾取整法和四舍五入法 不论采取何种量化方法 量化过程中不可避免地使量化量和输入模拟量之间存在着误差 这种误差称量化误差 不同的量化方法产生的误差也不同 用舍尾取整法量化时 最大量化误差为1 用四舍五入法量化时 最大量化误差为 为量化单位 所以 四舍五入法的误差要小些 绝大多数ADC集成电路均采用四舍五入量化方式 6 双积分型ADC中的计数器若做成十进制的 其最大计数容量 时钟脉冲频率KHZ 则完成一次转换最长需要多长时间 若已知计数器的计数值 基准电压 此时输入电压有多大 解 双积分型ADC完成一次转换最长需要的时间是第一次积分时间的二倍 而 式中 为时钟脉冲的周期 为计数器的最大容量 7 某8位ADC输入电压范围为0 10 当输入电压为4 48 和7 81 时 其输出二进制数各是多少 该ADC能分辨的最小电压变化量为多少m 8 在双积分型ADC中 若计数器为8位二进制计数器 CP脉冲的频率1