大学数字电路与逻辑设计考试试题

1、审核人:学期:试卷编号ni1iiiIIIII i i 1 i 1 1 i ii, 1 ii11试卷分类（A 卷或 B 卷）B2010至2011学年度学期!课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1080使用班级： 信息工程学院 08 级 姓名:学号:题号-一-二二三四五六七八九十总分得分、基本题（30 分）得分! 1.用公式法化简函数Y1= A?B?C + AC + BC（ 5 分）I答案：Y,= A?B?C+ AC + BC = C （A?B + A） + BC（1分）=C（B +A） + BC（1分）C?B+CA+ BC （ 1 分）=C（B +A+ B）（1 分）=C （1 分）i 2

2、.试用卡诺图法将下面逻辑函数化成最简与-或式。Y2= Em（0,1,6,9,14,15 + Iud （2,4,7,8,10,11,12,13）（必须画出卡诺图，圈1”，8 分）| 答案：Y2= BC + B ?C匚TiXXX11X X I： JjLX 1j X X0001111000 0111 10 3.已知 74LS00 为四个 i最多可驱动几个同类门。2 输入与非门，其 IOL=20 mA IOH= 1mA liL=2mA IIH=50A,计算 74LS00i 答案：&i 4.画出图（6 分）NLIL, NLW学=10（2 分）;IOH2NIH, NH三字=10 （2 分）；故 N

3、H=10 （2 分） lIL2llH1.1 所示 D 触发器对应CLK、D 的 Q 端波形。（4 分）i 答案:QLK 丄0kma二A I I） I I I I f I丨I I I II I I II I I口I I I I I II r I I I Ihih I I i| |i |iCLKPR*t0_图1.1（b）i 5. 8 位数模转换器 DAC0832 构成的电路如图 1.2 所示。（1）写出输出电压 vo的计算公式；（2）若输入数字量为 100000 时，输出模拟电压 V。为 3.6V，计算输入数字量为 10101000 时，输出电压时多少？（ 7 分）VREF= -7.2V (2 分

4、)输入数字量为 10101000 时，vO= -(27+ 25+ 23) = 4.725V(2 分)图 2（ a）由集成 3 线-8 线译码器 74HC138 构成的逻辑电路，试分析其逻辑功能。要求：（1）写出输出端（3）说明电路的作用。74HC138 的功能表如图（b）所示。! （3）此电路为全加器。（2 分）i 三、（14 分）II|集成 8 选 1 数据选择器IIIII!要求：（1 ）确定地址输入；（2）写出数据输入端方程;i实现电路连线图。!答案：（1 ）设A2= A,A=B,AQ=C（3 分）Y(3)画出A An丫WB-2A174HC151C -A0 GDQDD2D)3D)4D5)6

5、D7叶D-1-(2)Y2(A,B,C,D) =A?B?C?D+ A?B?CD+ A?BCD+ ABCD+AB?CD+ABCD+ABCD答案：（1）v宀竽严（3分）D7DQRFB(2)3.6 =-VREF28VREFDAC08321OUT2IOUT1得分（10 分） 、图1.2的逻辑表达式；（2）写出输出和输入真值表;答案：(1) Y-!= m-i+ m2+ m4+ m7( 2 分)Y2= m3+ m5+ m6+ m7丫1(2) (4 分)ABCY1Y20 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1丫5丫074HC

6、138A2A1A0G1G2AG2BG2才GIBPlX11Lmj（b）得分74HC151 的逻辑符号如图Y2(A,B,C,D) = 0(0,13,7,9,13,14)3 所示，试用 74HC151 和逻辑门实现下面逻辑函数:输（入分）输出VCIflA注：mij为 A2、A1、A0的最小项组合74HC138 的功能表字量为 100000 时，输出模拟电压 V。为 3.6V，计算输入数字量为 10101000 时，输出电压时多少？（ 7 分）=m0?D + m0?D + m1?D + m3?D + m4?D + m6?D + m7?D( 3 分)i 则D0=1,D7= D,D1= D3= D4= D

7、6= D,D5= D2= 0(4 分)I （3）连线图（4 分）i 四、（14 分）得分同步时序逻辑电路如图 4 所示电路，要求：（1）写出电路的驱动方程；（2）状态方程；（3）画出状态转 i 换真值表；（4）说明电路的逻辑功能；（5）判断电路能否自启动。j 答案：（1）驱动方程：（3 分）D1=Q2Q3,D1= Q,D1= Q2I （2） D 触发器的特性方程为Qn+1=D（ 1 分）n+11 状态方程：（3 分）I厂Q1n+1= D1= Q21Q31CLKQ3J+1fV Q2= D2= Q1n+1昭+1= D3=Q2I (3)i (4)i (5)状态转换表（3 分）电路为七进制计数器（2

8、分）电路不能自启动（2 分）Q31Q2QnQ+1Q2+1Q1n+10 0 00 0 00 0 10 1 10 1 11 1 11 1 11 1 01 1 01 0 11 0 10 1 00 1 01 0 01 0 00 0 1I 五、（14分）得分i 利用下降沿 JK 触发器和附加门设计一三进制同步加法计数器。! （1）确定触发器的数目，画出状态转换图，写出电路的状态方程；j 自启动；（4）画出实现的电路。!答案：（1）触发器数目为 2 （1 分）；其状态转换图如图（1 分）次态卡诺图（2 分）要求状态为 00T01T10T00,且能自启动。（2）列出电路的驱动方程；（3）检查i 状态方程：（

9、2 分）n+1 n n nn nQ2= Q1(Q2+ Q2) = Q1Q2Q1n+1= Q2nQ1n! （2） JK 触发器的特性方程为Qn+1= JQn+ KQn(1 分)!则驱动方程为J2= Q-|n, K2= 1；J2= Q；, K2=1(4 分)i（3）将 11 带入状态方程得Q2+1Q1n+1= 01,故电路可以自启动。（2 分）i 则D0=1,D7= D,D1= D3= D4= D6= D,D5= D2= 0(4 分)六、（6 分）得分集成同步十六进制加法计数器74LS160 的功能表及构成的电路如图写出清零端 CLR 的逻辑式，并画出状态转换图6 所示，试分析为多少进制计数器,j

10、输入输出说明j CLRCLKEPETLOADQDQCQBQALXXXXLLLL异步清零HXXLDCBA同步预置数HXLXHQDQCQBQA保持（RCO 不变）HXXLHQDQCQBQA保持（RCO =0）丄HHH加法计数74HC161 的功能表CLKQAQBQCLOADQDRCOEPET74LS161ABCCLRD答案：（1 ）为 10 进制计数器（2 分）；（2）状态转换图如图（2 分）(3)CLR = QDQB(2 分)七、（6 分）得分图 6由 4 片 2114有多大？写出（1024X4 位的 RAM 和2114 （2）的地址范围。3 线-8 线译码器 74LS138 组成电路如图 7

11、所示，试说明扩展的容量答案：（1）容量为 4096X4 （4 分）（2） 2114 （2）的地址范围为 4007FFH; （2 分）八、（6 分）得分|如图 8 所示电路，（1）试分析 CB555 构成的是什么电路? |试确定电阻 R 的阻值（2）若要求扬声器在开关 S 闭合后，持续响 22s,!答案：（1） CB555 构成的是单稳态触发器。（3 分）! （2）根据 tW=1.1RC = 22s （1 分）得!可得 R= -tw= 2MQ（2 分）。1.1C试卷编号F1 1 1 11114|p|111111111 1 1 1 1111!审核人： _ 试卷分类（A 卷或 B 卷） BI!学期：

12、2012至2013学年度 第_J_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 10 级姓名： _ 学号： _1、触发器是组成寄存器和移位寄存器的基本单元电器,一个 n 位的数码寄存器需由_个触发器组成。2、 时序逻辑电路按照其触发器是否有统一的时钟控制分为同步_时序电路和_ 异步_ 时序电路。3、 8 位 D/A 转换器当输入数字量 10000000 时为 5V。若只有最低位为高电平，则输出电压为0.039 V ;若输入为 10001000,则输出电压为 5.312 V。4、已知原函数为F二ABC A . C，则它的反函数为5、施密特触发器有两个稳定_状态

13、；单稳态触发器有一个稳定_ 状R20k门2S7615CB555(1)VCC= 5V100gFC-10gF图80.01口F得分题号-一-二二三四五六七总分得分填空题（每题 2 分，共 16 分）(ABC A) C-态和暂 态：多谐振荡器只有两个 _态。| 6、利用卡诺图化简法化简逻辑函数时，两个相邻项合并，消去一个变量，四个相邻项合并，i 消去_ 个变量等。一般来说，2n个相邻一方格合并时，可消；去_ n_ 个变量。| 7、将模拟信号转换为数字信号，需要经过 _采样 _、_保持_、_ 量化_、_编i 码_四个过程。8、个同步 RS 触发器在正常工作时，不允许输入R=S=1 的信号，因此它的约束条

14、件是 SR=O_ 。A 5 B 、6 C、10 D、505、利用异步清零端构成 N 进制加法计数器，则应将（A ）所对应的状态译码后驱动清零控制端。A N B、N-1C、N+1 D、0& 555 定时器的阈值为（C ）。A、1/3VCC B、2/3VCC C、1/3VCC 和 2/3VCCD、1/3VCC 和 VCC7、OC 门在使用时须在（B ）之间接一个电阻。A、输出与地B 输出与电源C、输出与输入 D、输入与电源8、欲将容量为 128X8 的 RAMT展为 1024X8,则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端数为（D ）。A 1判断题，如果错误在括号内画“ 沃”，正确画“V”（每

15、小题 1 分, 共 8分）（江 ）1、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。）2、时序逻辑电路不含有记忆功能的器件。（V ） 3、共阴接法发光二极管数码显示器需选用有效输出为高电平的七段显示译码器来驱动。（汉 ）4、已知逻辑函数 AB=AC 贝UB=C（汉 ）5、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 （V ） 6、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。（汉）7、D 触发器的特性方程为 Q+1=D,与 Q 无关，所以它没有记忆功能。（V ） 8、若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。得分得分简答题（每题 6 分，共

16、 24 分）1、单项选择题（每小题 1 分，共 8 分）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（B ）位。2、某RAM有8位数据线、3、A 4KB以下各电路中，（BA、多谐振荡器C、施密特触发器13 位地址线，则其存储容量为（BB、8KBC 16KB）可以完成延时功能。B、单稳态触发器 D、石英晶体多谐振荡器D 64KB4、下面几种逻辑门中，可以用作双向开关的是（AA CMO 传输门B、 OD 门）。C、异或门、二态门得分Ii 1、如图 1 所示各门电路均为 74 系列 TTL 电路，分别指出电路的输出状态（高电平、低电 i 平或高阻态）10 kQ图 24、图 3 电路是

17、可变进制计数器。试分析当控制变量 A 为 1 和 0 时电路各为几进制计数器, 并画出状态转换表。1vENY3(151Q(2 (51QVIH(3(I|答案：丫 1 输出低电平（2 分）；Y2 输出高电平（2 分）；Y3 输出高组态（2 分）2、用卡诺图化简法化简下列式Y （A,B,C,D） 八 m （0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14）答案：丫二AD CD B（1） 填写“1” 2 分；（2） 画圈，2 分；3）写出结果，2 分。3、如图 2 所示电路，（1）试分析 CB555 构成的是什么电路？（ 2）若要求扬声器在开关 S 闭 合后，持续响 33s,试确定电阻 R 的阻值。答

18、案：（1） CB555 构成的是单稳态触发器。（3 分）（2）根据tW= 1.1RC二33S（ 1 分）得可得R =W3M 1 （2 分）。1.1CVCC二5V100gFCB555(1)3_5I0.01uF20 k11R1L,EF ET输出端工作燧XVX X X清着异步）10X X预晋数同步）jr11 1保持（包括jr11X o保持（但 g）jr1i1 1计数& & &状态表（3 分）由状态表可知， A= 0 为 10 进制计数器, A=1 为 12 进制计数器（3 分）计数 脉冲顺序A = 0A = 1Q3Q2Q1QoQ3Q2Q1Qo 000000000 +10001

19、0001200100010300110011401000100501010101601100110701110111810001000卄910011001101010111011 .五、得分图 4 是由 3 线-8 线译码器和 P2的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。74LS138 和门电路构成的电路，试写出 P1（10 分）74LS138 的真值表CB A1s S2 +S3Y”A丄丄- -A0A1A2S1S2S30174LS138XY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y01X110（注：mi为A2A1A0组合的最小项）（a）P1P2(b)1控制状态与初态次态1霑100110110010 :0100

20、11011001001101101100 :000XXX 1111XXX答案（1）状态转换图或表为：（4 分）答案写出输出的表达式，即 Pi=Em（0,7）= 匸JP2=Em（1,2,3,4,5,6）=工+BC+匚（3 分） 真值表如表所列。（3分）ABCRP2000 p0 001010010101001011 1 011000110101110 1 0111110该电路为一致性判别电路，当 A B C 相同时，Pi=1;不同时 R=1。（2 分）得分六、三相步进马达正转时，三相绕 A B C 的信号顺序通电 100110 010011001 101100。同时，三相绕组在任何时候都不允许同时

21、通电或断电。试用边沿D触发器设计一个控制步进马达正转的三相脉冲分配电路（1）画出状态转换表或者状态转换 图； （2）画出次态卡诺图；（3）写出状态方程；（4）写出驱动方程；（5）验证能否自启动。（18 分）+ABC（2(3)状态方程:QA1= QBXXX101001 011110100 XXX 010X00110X1(3 分)QB1QB十=QcQC=Q7（3 分）与 D 触发器的状态方程Qin 1DB（5）由状态方程，有：（2 分）000 1 111(4)驱动方程:DA QB=QcDc= QA000X10011X0二D比较， 得驱动方程:0100 01 11 10QA屮QB屮Q广0100 01

22、 11 100100 01 11 10QA+!故不可自启动。i（ 6）修改任意一个状态方程：（2 分）QA-QAQBQcQBQAQCi 有：000 011111 100 一! 故可自启动。I!七、 得分某实验室用两个灯显示三台设备的故障情况， 当一台设备有故障时黄灯|亮；当两台设备同时有故障时红灯亮；当三台设备同时有故障时黄、红两灯都亮。请设计该i 逻辑电路。（14 分）II!答案解：1.根据逻辑问题找出输入变量和输出变量，并列出真值表。（4 分）I 在题所述逻辑问题中，可确定 A、B、C 为输入变量，它们代表三台设备的故障情况，并设定: i有故障时，对应逻辑“1” ；无故障时，对应逻辑“ 0

23、”。确定 Li、L2 为输出变量，它们分别 !表示黄灯和红灯的亮、灭情况，我们设定：灯亮时，对应逻辑“ 1” ；灯灭时，对应逻辑“0” II 3.由真值表写出逻辑表达式（2分），并化简（4分）IIII厶二ABC+ABC+ASC+ABC I _ _i=A（BC+BC）+A（BC+BC）i=A（BC）+ 舵C）i=A（BC）I|用卡诺图法化简 L2：将真值表中的函数值填入卡诺图!L2=AB+BC+AC|若采用与非门实现，则应将函数转换为与非一与非式：（2 分）IIABBCAC!4.根据表达式画出逻辑电路如图解（b）所示。（2 分）7400100hi :j1(a)(b)ABCL1L200000001

24、10010100110110010101011100111111（a） ， 并化简。 可直接得到最简表达式:3、4、试卷编号1 111V1 8 位 D/A 转换器当输入数字量 10000000 时为 5V。 若只有最低位为高电平， 则输出电压为 0.039V ;若输入为 10001000,则输出电压为 5.312 V。| 4、已知原函数为C，则它的反函数为一（ABC A） Cj 5、施密特触发器有两个稳定_状态；单稳态触发器有一个稳定_态和暂 态；多谐振荡器只有两个 _态。6、利用卡诺图化简法化简逻辑函数时，两个相邻项合并，消去一个变量，四个相邻项合并，消去_ 个变量等。一般来说，2n个相邻一

25、方格合并时，可消!去_n_个变量。 7、将模拟信号转换为数字信号，需要经过采样码_四个过程。8、一个同步 RS 触发器在正常工作时，不允许输入R=S=1 的信号，因此它的约束条件| 是_ SR=0_ 。11、曰止异步同步保持量化时序电得分单项选择题（每小题 1 分，共 8 分）i1、i2、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（A、5B、6 C、10 D、50某 RAMt 8 位数据线、A、4KB以下各电路中，（BA、多谐振荡器C、施密特触发器B ）位。下面几种逻辑门中，可以用作双向开关的是（A、CMO 传输门B、OD 门13 位地址线，则其存储容量为（BB、8KBC 1

26、6KB）可以完成延时功能。B、单稳态触发器 D、石英晶体多谐振荡器A ）。C、异或门D 64KB、二态门3、4、| 5、利用异步清零端构成 N 进制加法计数器，则应将（A ）所对应的状态译码后驱动i 清零控制端。i A N B、N-1 C、N+1 D、0判断题，如果错误在括号内画“ ，正确画“ V ”（每小题 1 分,共 8分）1、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。）2、时序逻辑电路不含有记忆功能的器件。3、共阴接法发光二极管数码显示器需选用有效输出为高电平的七段显示译码器来 驱动。）4、已知逻辑函数 AB=AC 贝 U B=C）5、优先编码器的编码信号是相互排斥的，不

27、允许多个编码信号同时有效。6、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。 ）7、D 触发器的特性方程为 Q+1=D,与 Q 无关，所以它没有记忆功能。8、若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。i 1、如图 1 所示各门电路均为 74 系列 TTL 电路，分别指出电路的输出状态（高电平、低电 i 平或高阻态）(1|答案：Y1 输出低电平（2分）；Y2 输出高电平（2分）；Y3 输出高组态（2分）| 2、用卡诺图化简法化简下列式：答案：Y = AD CD B00(1) 填写“1”，2 分；01(2) 画圈，2 分；11(3) 写出结果，2 分。10Y(A,B,C,

28、D)二 m(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14)V111J11111V00 01 11 10|6、555 定时器的阈值为（CA、1/3VCC B、2/3VCC 7、OC 门在使用时须在（BA、输出与地B 输出与电源8、欲将容量为 128X8 的 RAMT 展为 1024X8,则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端）。C、1/3VCC 和 2/3VCC D、1/3VCC 和 VCC）之间接一个电阻。C、输出与输入 D、输入与电源i 数为(D )0A 1B、2C、3i 六、得分I(XxVXVi 四、得分简答题（每题 6 分，共 24 分）10 k _VIL(1 (1AENa Y351

29、Q .VIH(3(Y21110 113、如图 2 所示电路，（1）试分析 CB555 构成的是什么电路？ （ 2）若要求扬声器在开关 S 闭|合后，持续响 33s，试确定电阻 R 的阻值。Ii 答案：（1）CB555 构成的是单稳态触发器。（3 分）IIi （2）根据tw= 1.1RC二33S（ 1 分）得I可得R如3M（2 分）。1.1CVcc二5V20 k-JCB555(1)3|100gF0.01gFI| 4、图 3 电路是可变进制计数器。试分析当控制变量 A 为 1 和 0 时电路各为几进制计数器,|并画出状态转换表。CLAKpL,EF ET输出端工作燧X0X X X清讀异步）10X X

30、预晋数同步）11 1保持（包括r-11X o保持但 g）1i1 1计数Y& & &I|状态表（3 分）!由状态表可知，A= 0 为 10 进制计数器,|A=1 为 12 进制计数器（3 分）计数 脉冲顺序A = 0A = 1Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0 000000000100010001200100010300110011401000100501010101601100110701110111810001000.9100110011010101110 11答案(1)写出输出的表达式，即 Pi=Em(0,7)=丄+ABC(2 分)P2=Em(1,2,3,4,5,6)

31、=3;+BC+L(3 分)(2)真值表如表所列。(3 分)ABCP1P200010001 1 010010101001011I 01 1000110101110；011得分五、图 4 是由 3 线-8 线译码器和 P2的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能74LS138 和门电路构成的电路，试写出(10 分)P1S1|0tXqLUHL74LS138 的真值表(注：mi为A2A1A0组合的最小项)(a)C B A 1(b)图 411110该电路为一致性判别电路，当 A B C 相同时，P1=1;不同时 B=1(2 分)三相步进马达正转时，三相绕 A B C 的信号顺序通电 100110 010011001 101100。同时，三相绕组在任何时候都不允许同时通电或断电。试用边沿D触发器设计一个控制步进马达正转的三相脉冲分配电路 （1） 画出状态转换表或者状态转换 图；