数字电子技术

1、数字电子技术A主观题离线作业班级学号姓名、主观题（共15道小题）7.?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?可或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。解：其值表如表A3所小谷法辑函数的与北与邪表达式分别为a_ IR = C仃二各更辑图略表R3+8 CPPED r D D CE解：MN=00?8进制计数器，M!=01?9进制计数器, ?

2、MN=10?14进制计数器，MN11?15进制计数器.9.?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3 a所示。i3t在图b中填写输出逻辑函数L的卡诺图（不用化简）。? (a)? (b)解：输出逻辑函数L的卡诺图如图A3所示。10. ?用逻辑代数证明下列不等式毡)5+金 = 0 且.因 ABCABCABC ABVAC*(c) ABC -ACDCE = AA-CD E解:匕人 由交换律 且+ 8门=（/+3）（上+仃），得一(b=十W3C十4BD =用（5。十方。十=十3二）;现0 +以）=四+总CJjc+Jcz-I-C +D = A-t-ACD + (C + D)E (0=二用

3、+8 + CD S = A +CD + E11. ?将下列各式转换成与？ - ？或形式cez? 解：3当五由下e已二1时,真值为1 .于是， AB=OL CEMJU或CD=H时，真信为匕口 AB=10； CD=m或CD=11时，真值为L媪ABCDABCDv则有四个最小项不为Q, ffJ ABCD . A BCD.疝力、(2)当南岳二1, 一，二0时,真值为L以 CD=1Q 或 CD=Oi 时，真值为 L 口Ab=lb CLM。或 CD=(H 时. 真值为 1. 则有四个最小项不为。，即百豆仃力、AlCD. ABCD.艇 CD 二E巩 124.781113,14)12. ?利用与非门实现下列函数

4、?L=AB+AC解：L= AB-AC13. ?利用与非门实现下列函数 = 4 + 0解：二一小14. ?利用与非门实现下列函数 =(的(U+0解：一：. 一 一I 一15. ?用卡诺图法化简下列各式用C+RUC +再 C+ ABC解：ACABCBC- ABC = AC+BC +C+ ABC=AC + C74- AC = C +ABC = C16. ?用卡诺图法化简下列各式而C。+ ABCD +/3+七+ ABC解：用C加上0十曲十质十屈麻+AD十疝=或月+玩理+JD=巫+的。+版=AB +45+C) 二曲十质+E17. ?用卡诺图法化简下列各式ABCD DQBCU) +刃 + “万 A(B +

5、C)解：初8+。(先己为 + Q4 +C)Bb + A (E+C)=ABCD-BCDABD+BCDABC- mi +椎+ 烟 十%:+叫十喀色十酒14十朗.十 冽5:工网145瓦叩3414)18. ?用卡诺图法化简下列各式(4 & C功=10406；73910,1213,1铝5)解：AB A-BC +如 +ACD - AD ABCD（XB,C,0 =二所。12167a913/4） 1. ?解:+ ABC ACD + BCD20?， Z- I.解:AD21.?一 +U：AB+AD+AC（主观题（共12道小题）4. ?逻辕电路如图1-1外加c、d所示.试对应图E所示输入波形F分别画出输出端上1、

6、羽和山的波形.（触发器的初态为口）d岫口&EH5. ?用代放法化同;山耳=力下守+4+3+0+获玛=(AC)2(ACD+D)解：-1 ?分=ACa-AC-8DIK RTT国I 1-1+J解：各电路输出端白波形如图 A1所示。-TL-TL-rLT :1H ! H -r-rn-r-TTjJ 11 3 口-L_Ttr重施工二 “-LLTLLLT6.?已知逻辑函数：RH A U二出十M 十 ASD + 1SCD 月第18C=ABCD+ICE1 +豆十夕 F =巴及画出逻辑函数Fi、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。解：逻辑函数Fi、F2和F的卡诺图如图 A2所示。F =

7、 CDABD+ABC = Cb-ADAC列出真值表，说明电路能实现7.?分析图3所示逻辑电路，写出输出端的逻辑函数表达式,什么逻辑功能.解:k ABrABC-ABC? 4 二总真值表如表A3所示.电路实现全加器功能.8. ?用数据选择器组成的多功能组合逻辑电路如图4所示。图中G、G为功能选择输入信号,表AA E0 0妒0 Q M1 M0 1 g1 (P0 W1 口出i (p10 1o a1 1 00 IP1 i,r igX、Z为输入逻辑变量，F为输出逻辑函数。 分析该电路在不同的选择信号时，可获得哪几种逻辑功能，请将结果填入表4中。5 D1 D： D二口. D- 01 D?I; 74HC151

8、阴加表*Gi %：功也0解：分析电路可得5 r 5为不同取值时的谡揖功能加表A4所示.5 备*产户功能一o出皿4%或逻辑J1卜马尊辑1阵F = XZ +应异或留辑，,L /同或置辑9.?设计一个组合逻辑电路。电路输入DCBW 8421BC加，当输入代码所对应的十进制数能 被4整除时，输出L为1 ,其他情况为0。1 .用或非门实现。2 .用3线-8线译码器74HC138和逻辑门实现。（0可被任何数整除，要求有设计过程，最后画出电路图）解:L真值表略,用卡诺图化筒得最筒的或非表达式为一L -n十万 小或非门实现而电路图如图A5-1所示J乙 变换函数1的表达式得/Z 二诟=CA CBA =1 七.用

9、74HC1初实现的电路如图组-2所示看n10. ?将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCM (要求转换误差不大于 2-4):?(1) 43?(2) 127?(3) ?(4)解：(1) 43D=101011B=53O=2BH ?43 的 BCD码为 0100 0011BCD(2) 127D=1111111B=177O=7FH ?127 的 BCDg码为 0001 0010 0111BCQ(3) =.01B= ; ?0010 0101 0101BCD。(4) = 0111B= ; ? 0001 1000BCD。11. ?将下列每一二进制数转换为十六进制码：?(1) 101

10、001B?(2)解：(1) 101001B=29H?(2)=12. ?将下列十六进制数转换为二进制数：？(2)解：(1)=10 0011 0101B?(2)=1010 0000 0100 0001B(坊M十碗a月) 25(7(5 4-0(d)送+ H8C +月/+CE + B取(e) AB + AB + AB + AB 口(耳+ 4)+ (工+为+(尊懑丁 J( 04 + 3X/斗宫+ C)j(h)为mb+W豆C十8c十工十8已t总身与(月*且)j13. ? BASC + ACAB解：C)= ABBCVA)=AECAE=AB-(b)=(力+5乂疝)=萌e= ABC(B + C) = ( + 5

11、 + ?) ( + C), =AB-hBCACBCC= ABC但卜 A + ABCABCCBCB =AC(e)=金3+百豆+= H +工=0型(0= (N十旦)+(+十国+(K为十月处k(且口功工月十的-0t为 五的, (AE 十函+ S%AB + 疝)=R(AB 4-月耳)=AB(S= (H+B(且十旧*二/ +、ABC +ABC+ABCABC = A-ABC -hBC _ _*= A+BC +3C =W+U；f）=3 + 317 =葩（/ + 5） = 65 + 豆）（C1 IK%Y WS| 74HC151解：波形如图A2所示。9.?逻辑电路如图4所示，试画出 Q、Q、Q的波形。设各触发器

12、初态为0。b -RrLTLKTL解：驱动方程：4&T，&G&*办1 &- 21*0波形图如图A*小I I 1 I L I图A* LIL10. ?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。画出逻辑电路图表Q；QJ Q”Q：*、DF n(力 I(1i11)1 Ei111 11口t1(1，)L力 n(1II解：1.状态转换真值表如表R5所示.激励方程；RrQi，功=&状态方程；如二/02二心翕“二函, 状态图如图q5所示=*QQQQ=0001,试画出各输出端 Q、Q、Q、Q和

13、L的波形。电路具自居动能力2.电路图略.中11.?用移位寄存器74194和逻辑门组成的电路如图6所示。设74194的初始状态管 jnfLFLFLrLfLFLFL解：各输出端 Q、Q、Q、Q和L的波形如图A6所示。o_n_n_TLn_TLru I i i n ia-U-TL-TLV i| I V B I.-TLrmF I I I t I I0rurL12.?逻辑电路如图2?a、b、c所示。试对应图d所示输入波形，分别画出输出端 Li、L2?和匕的波形。（设触发器的初态为 0）?(a)? (b)? (c)? (d) 解：输出端Li、L2和L3的波形如图A2所示。RS触发器如题图所示，试分析其工作原

14、理并列出功能表。R解:说明输出优态不变R高电平肓奴.更位高电平有效.置位 辄出优态不定14.?设主从JK触发器的初始状态为 0, CR J、K信号如题图所示，试画出触发器Q端的波形。解：答案见题图，即上图中最下面一个波形。二、主观题（共10道小题）6.?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。CP1.TLimjirLTL解:2,激励方程：A =+；修,劣=修扑色：；片十0；片,输出方程I*3.电路为可控三进制计数器Ipoi)图心如3.渡形

15、图如图蚯-3所示 口1.时钟方程；=CP, = CP及-激励方程i。二Q/二1； 7j = l : = I.是=a蠹跖=1 状态方程;率2c+1 = QiQt)cP(t + s2JoF Q” = 5因+2。,= 2,0：A +。：工t2.电路的状态图如图/-%所示口电路具有自启动功能口，2 g I国AI7.?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。OJO0B解：L电路就会表如表由5所小a 摩 *|炉w。卜孙口户n wo10 k1, ISIU+IOjOswq*U J 0Q IfH表38.?分析如图6所示

16、时序逻辑电路1 .写出各触发器的激励方程、输出方程2 .写出各触发器的状态方程3 .列出电路的状态表并画出状态图4 .说明电路的逻辑功能。解:1 .激励方程：0 =05 = 2 干（0 +口输出方程.为：。十月息；工.2 .状态方程:2741 = Ci=2 + ter + /）.3.状态表如表A方所示&状态图如图A6所示4.电路为可逆计数骼. K-0时为加法盥; 减法器的借位输出端V 0图直g时为减法罂$ F端为加法罂的进位输由端而9 .?用边沿JK触发器和最少的逻辑门设计一个同步可控2位二进制减法计数器。当控制信号X=0时，电路状态不变；当 X=1时，在时钟脉冲作用下进行减1计数。要求计数器

17、有一个输出信号Z,当产生借位时Z为1,其他情况Z为0。解：状态图如图A7所示.状态表如表A7所示。+，表A7J双口。产OA a,届巾0 g0Q/L1U1一001皿00 a1 81UFO口01 FQ 口】U11JIP1口 F0 户.励方程为：山输出方程为:逻辑图及自启动检查略.一10 .?某组合逻辑电路的输入、输出信号的波形如图4所示。写出电路的逻辑函数表达式;1.解:1. Z = DCBA DC BA + DCBA + DCBA + DCEA + DCBA2.用卡诺图化简得Z = CB-CBA3,豆、/) k 掰(工4、6匕逻辑图如图A4所示。rmD I Dj D3D4 Dj D15D774H

18、C151CP和A的波形，画出触发器 Q端的波形，设触发器的初始11. ?逻辑电路如题图所示，已知状态为0。cpJULTLTLrLr解:01,当序列X=100110时,求该12. ?图题是某时序电路的状态转换图，设电路的初始状态为 电路输出Z的序列。13. ?在某计数器的输出端观察到如图所示的波形，试确定该计数器的模解:模为614 . ?由集成单稳态触发器74121组成的延时电路及输入波形如图题所示。(1)计算输出脉宽的变化范围；(2)解释为什么使用电位器时要串接一个电阻。20k1L%5. Ik74121AiVIITA3 B解：工作原理见教材Pia3-P185(1)按照上图的接法，其输出脉冲的宓

19、度为:中% = 0.743cle 由于有一个20m的电位器，其外接电阻的变化范围是；5羔到(20+5.1) KQj故：”%= 0,7%C= 0,7*5.卜】炉以107 =3.57*10% = 3,57皿tw. = 0.72? r =0.7x25.1xl(T xlx 103二 17一57/ 10咯工=17.57ms。 ff A故输出脉冲的变化范围为：3.57R1S到17.57ms.2)串接一个电阻是为了使该单稳态触发器保证有一个最短的暂恣持名翔寸间j当输入脏 冲为周期性触发脉;中时有一个最小占空比。15 .?某双积分A/D转换器中，计数器为十进制计数器， 其最大计数容量为(3000) d。已知计

20、数 时钟脉冲频率fcP=30kHz,积分器中R=100kVV C=1mF输入电压vi的变化范围为 05V。试求: (1)?第一次积分时间T1； (2)?求积分器的最大输出电压 M口皿/；(3)?当Vref=10V,第二次积分计数器计数值1=(1500) D时输入电压的平均值 Vi为多少 解：(1) Ti = XiTc = 3000 阳= 0 1s+1 c 3；0xl03100x11x1 足1 尸a5 = 5V,人ref1-00x10 -=)43000、主观题(共7道小题)2.?由555定时器组成的脉冲电路及参数如图8 a所示。已知vi的电压波形如图对应Vi画出图中Voi、V02的波形；b所示。试? (b)解：对应Vi画出图中Voi、V02的波形如图A8