数字电路与逻辑设计20112012(一)B有答案

1、试卷编号命题人： 王玉青 审核人： 试卷分类（A卷或B卷） A 五邑大学 试 卷（答案）学期： 2011 至 2012 学年度第 一 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09级 姓名： 学号： 题号一二三四五六七八九十总分得分得分一、基本题(27分)1. 用公式法化简函数（5分）答案：（1分）（1分）（2分）（1分）2. 试用卡诺图法将下面逻辑函数化成最简与或式。（必须画出卡诺图和圈，8分）答案：（3分）填卡诺图（2分）；圈“1”（3分）3. 试计算图1所示电路中上拉电阻RL的取值范围。其中G1、G2、G3是74LS系列OC门，输出管截止时的漏电

2、流IOH100A，输出低电平VOL0.4V时允许的最大负载电流IOL(max)=8mA。G4、G5、G6为74LS系列与非门，它们的输入电流为IIL0.4mA，IIH20A。给定VCC=5V，要求OC门的输出高、低电平应满足VOH3.2V、VOL0.4V。（8分）解：RL允许的最大值为：RL允许的最小值为： 故RL的取值范围应为：0.68kRL4.29k4. 要实现模数转换，一般要经过4个过程，即 采样 ， 保持 ， 量化 和 编码 。（6分, 每空1.5分）得分二、（12分）用3线-8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全加器电路，输入为被加数、加数和来自低位的进位，输出为两数之和及

3、向高位的进位。解：设Ai为被加数，Bi为加数，Ci-1为来自低位的进位，Si为两数之和，Ci为向高位的进位。真值表为：（3分） 图2（3分）（3分）令A2=Ai，A1=Bi。A0=Ci-1，其电路如图所示。（3分）得分三、（12分）用1片8选1数据选择器74HC151一个函数发生器电路，其功能表如图3所示。S1S0Y0001A+B1011 图 3解：由功能表写出逻辑表达式：（3分）对比8选1数据选择器的逻辑输出式：可得：（3分）令74HC151的输入为A2=S1，A1=S0。A0=A，D0=D7=0，D1=D2=D4=B，D3=D6=1，D5=。（3分）其电路图如图所示：（3分）得分 四、（1

4、7分）分析如图4所示电路，要求：（1） 写出电路的驱动方程，状态方程和输出方程； （2） 画出状态转换真值表和状态转换图； （3） 说明电路的逻辑功能。图 4答案：（1）驱动方程： （3分）状态方程：，（3分）输出方程： （1分）（2）状态转换表 （4分） 初态次态输出Y00000100010110011111011111001101000100000101010101010101状态转换图：(2分)（3）有效循环的6个状态分别是05这6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：000001011111110100000所以这是一个用格雷码表示的六进制

5、同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y1。（4分）得分五、（20分）用两种方法设计一个有进位输出的六进制同步加法计数器。要求：（1） 用上升沿触发的边沿JK触发器实现，写出电路的驱动方程，状态方程和进位输出方程，并检查电路的自启动性； （2） 用集成电路芯片同步十进制加法计数器74HC161和反馈回零法实现，必要时可用少量的与非门，写出设计过程。H74HC161功能表 答案：a)设3片触发器的输出为Q2Q1Q0，电路的进位为C，则可画出电路的次态卡诺图，并分解为各触发器的次态卡诺图（5分：其中电路的次态卡诺图2分，各触发器的次态卡诺图各1分，包括画圈）

6、b)可得电路的状态方程(5分：每个状态方程1分，自启动分析2分)：将没出现的两个状态110、111代入状态方程中:110 >111, 111 >100， 可知电路可以自启动。c)用JK触发器实现时电路的驱动方程为(4分：每个触发器的驱动方程1分，输出方程1分)，输出方程（2）用集成电路芯片同步十进制加法计数器74LS161和反馈回零法设计6进制的加法计数器时，计数状态为0000至0101，因此置数信号为0110，即，此时清零端置入0000，电路图如下图所示：(6分：分析2分，图4分)得分六、(5分)试用2片2114（1024×4位的RAM）和非门组成1024×8

7、位的RAM。答案：连线图（5分） 图5得分七、(7分)如图6所示电路：（1）试分析CB555所组成电路的功能；（2）若要求输出脉冲宽度为2.2s，试确定图中的电位器R的阻值。 图6 解：（1）CB555组成的是单稳态触发器。(3分)（2）电阻R的大小决定单稳态触发器的脉冲宽度，由于 (3分)，可得 (1分)。试卷编号命题人： 周开利 审核人： 试卷分类（A卷或B卷） B 五邑大学 试 卷（答案）学期： 2011 至 2012 学年度第 一 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09级 姓名： 学号： 题号一二三四五六七八九十总分得分得分一、基本题(

8、27分)1. 用公式法化简函数。（5分）解：2. 试用卡诺图法将下面逻辑函数化成最简与-或式。（8分）解： （3分）；填卡诺图（2分）；圈“1”（3分）4. 电路如图1所示，已知OC门G1G3输出高电平时集电极开路三极管的漏电流最大值为IOH（max） =0.25mA；低电平最大输出电流IOL（max）=16mA。门电路G4G6的高电平输入电流最大值为IIH（max）=40A，低电平输入电流最大值IIL（max）= 1.6mA。要求OC门输出的高、低电平满足VOH3.6V、VOL0.2V。试计算当VCC=5V时外接电阻RP的取值范围。（8分）故Rp的取值范围为：4. 模数转换中，采样是将模拟信

9、号在 时间 上离散化的过程；而采样的信号通常需要维持到转换过程结束，这一过程称之为 保持 ；量化是将模拟信号在 幅值 上离散化的过程； 编码 是将量化结果以二进制代码表示的过程。（6分, 每空1.5分）得分二、（12分）一个车间有红、黄两个故障指示灯，用来表示3台设备的工作情况。当有一台设备出现故障时，黄灯亮；若有两台设备出现故障时，红灯亮；若三台设备都出现故障时， 红灯、黄灯都亮。试用3线-8线译码器74LS138和与非门设计一个控制灯亮的逻辑电路。74LS138逻辑符号如图2所示。输入输出（红）输出（黄）A B C R Y0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0

10、1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1图2 74LS138的逻辑符号解：（1）分别以A、B、C表示3台设备，有故障用1表示，无故障用0表示；以Y1和Y2表示红、黄灯的控制信号，灯亮用1表示，灭用0表示。列出真值表：（3分）（2）（3分）（3）（3分）（4）令A2=A，A1=B。A0=C，画出逻辑电路如图所示。（3分）得分三、（12分）使用1个二-四译码器74LS139和2个双四选一数据选择器74LS153以及或门实现一个16选1数据选择器。74LS139 和 74LS153 的逻辑符号如图3所示。 图3 74LS139和74LS153 的逻辑

11、符号解：得分四、（17分）分析图4所示逻辑电路，并画出状态图和时序图（设初态为00，EN=1）。解：（1）驱动方程：， （3分）（2）状态方程与输出方程：（3分），（3）写出状态/输出表：（4分）状态/输出表010 00 0 00 1 00 10 1 01 0 01 01 0 01 1 01 11 1 00 0 1（4）画出状态转换图。（4分）（5）画出时序图。（3分）得分五、（15分）试用上升沿D触发器设计一个带进位输出的同步五进制计数器，要求其转换顺序为的自然二进制编码。解：（1）据题意，画出状态图，如图所示。（1分）（2）五进制计数器有五种状态，需要3个D触发器，列出电路的状态转换表。（

12、2分）（3）根据D触发器的驱动方程：，状态转换表即为激励表，据此分别画出DA、DB、DC和Z的卡诺图（或画出次态卡诺图）。（4分）写出驱动方程和输出方程：（4分），（4）检查该电路的自启动能力：（2分）将3个无效状态010、100、110分别带入驱动方程，得到次态分别为101、101、000，画出完整的状态图，可以看出能够自启动。（5）画出逻辑电路图。（2分）得分六、（6分）以异步二五十进制计数器74LS90构成60进制加法计数器。74LS90的逻辑符号和功能表分别见图5和表1。解：74LS90（1）构成十进制计数器；74LS90（2）利用反馈清零法，在计数到6（即QDQCQBQA=0110）时，使之清零，得到六进制计数器。连接线路图如图所示。得分七、（4分）用容量为16K´8位的存储器芯片构成1个128K´8位的存储器，需要多少根地址线？对应的十六进制地址码范围为多少？多少根数据线？多少个16K´8位的存储器芯片？答：因为128K=128´1024=217，所以需要17根地址线；对应的十六进制地址码的范围为：00000H1FFFFH；因为输出为