长江大学数字电子技术复习

《数字电子技术》课程复习文汉云计算机科学院2013年6月27日2/4/20231题型介绍一、填空题(1分×20空=20分）二、选择题（2分×5题=10分）三、简答题（5分×4题=20分）四、分析题(组合12分+时序13分=25分）五、设计题（组合10分+时序15分=25分）2/4/20232方法一：代数化简法（教材P13）基本公式，常用公式，三个规则

依赖于对公式的熟练方法二：卡诺图化简法

卡诺圈的画法——2N个最小项充分利用无关项一、逻辑函数化简2/4/202331.用卡诺图法化简：一、逻辑函数化简2/4/20234（2）化简函数

一、逻辑函数化简若要求此函数的反函数和对偶式，如何求？2/4/20235（3）化简F3=F4=F3答案F4答案2/4/20236F3=BCF4=返回2/4/20237二、简答题1、教材P113-114：加法器的VHDL语言描述如果是三态门应该如何描述？请参考教材P76，【例3-2】2/4/202382、试画出维持阻塞（负边沿触发）D触发器在下图所示波形作用下的Q端波形。触发器初始状态为0。2/4/20239解：如果是JK触发器？参考教材P144-145【例5-3】2/4/2023103、试用74LS138实现逻辑函数。以教材P103【例4-5】为例。如果是要求用74LS151实现逻辑函数，参阅教材P121【例4-8】。2/4/202311所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。分析的主要步骤如下：

(1)由逻辑图写表达式；

(2)化简表达式；

(3)列真值表；

(4)描述逻辑功能。四、组合电路的分析与设计2/4/202312

组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计步骤：

(1)分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值；

(2)列真值表；

(3)写出逻辑表达式，并化简；

(4)画逻辑电路图。与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。返回2/4/2023131.分析所示电路，其中X为控制端，F为输出，分析此电路逻辑功能四、组合电路的分析与设计2/4/202314解:（1）由图写出函数F的表达式并化简如下：

（2）列真值表（3）功能描述如下：

X=0完成判奇功能。

X=1完成逻辑一致判断功能。四、组合电路的分析与设计2/4/2023152.设计一个带控制端的组合逻辑电路，控制端X=0时，实现F=A+B，控制端X=1时，实现F=AB，请用74LS138和必要的门电路实现。四、组合电路的分析与设计2/4/202316解：解：(1)真值表——见右表(2)卡诺图——自己画(3)写出函数式(4)画电路图XABF00000011010101111001101111011110四、组合电路的分析与设计2/4/202317如果用74LS151实现，请自己画出图来！四、组合电路的分析与设计2/4/2023183.使用七段集成显示译码器74LS48和数码管组成一个6位数字的译码显示电路，要求将003.470显示成3.47，各片74LS48的控制端应如何处理？（1）写出设计思路；（2）在下面的图上画出连线图。（注：不考虑小数点的显示）2/4/2023198421BCD码2/4/202320解题思路：本题的知识要点是RBO=RBI+A3+A2+A1+A0，即当RBI=0，同时A3~A0全为0时，显示译码器74LS48实现灭零，同时RBO也为0。因此，要实现非有效数字灭零，可将前级的RBO作为本级的RBI，本级的RBO作为下级的RBI，同时从整数和小数向小数点处连接，如此，非有效数将实现灭零，直到某一片74LS48输入不全为0，则下一级RBI≠0，不灭零。参见教材P104【表4-8】2/4/202321实际工程中，当整数部分和小数部分都为零，即0.0时，为了不黑屏，常常将最低位的整数显示为“0”，此时要将最低位整数的RBI接高电平“1”×2/4/202322五、时序电路的分析与设计时序逻辑电路的分析：根据已经给定的逻辑电路图，找出在输入信号和时钟信号作用下电路状态和电路输出的变化规律，从而得到电路的逻辑功能。基于触发器的时序逻辑电路的分析步骤：（1）分析电路组成，写出三个向量函数（驱动方程、时钟方程和输出方程）。（2）求每个触发器的状态方程。

（3）列状态转换真值表，画状态转换图。

（4）分析确定逻辑功能。2/4/202323分析过程示意图如下

给定电路写时钟方程输出方程驱动方程状态方程特性方程计算CP触发沿状态表时序图状态图概括逻辑功能2/4/2023241、试分析图如下电路是几进制计数器，画出各触发器输出端的波形图，设初始状态为0。五、时序电路的分析与设计2/4/202325解：五进制计数器重点弄清教材P163【例6-1】五、时序电路的分析与设计2/4/2023262.分析以下时序电路，要求：（1）写出电路的驱动方程、输出方程和状态方程，画出其状态表；（2）设电路的初始状态为1，画出在X和CP作用下的Q和Z端的波形图。2/4/202327解：驱动方程：D=X·Qn，输出方程：Z=X+Qn,由D型触发器的特征方程Qn+1=D可得其状态方程，

Qn+1=D=X·Qn2/4/202328

XQn+1/ZQn0100/00/110/11/12/4/202329Z=X+QnQn+1=X·Qn2/4/202330基于触发器的时序逻辑电路设计设计是分析的逆过程，按照给出的具体逻辑问题，设计实现这一逻辑功能的逻辑电路。采用触发器设计时序逻辑电路的一般步骤：⑴画原始状态转换图或状态转换表⑵状态化简⑶确定触发器的数目、类型、状态分配（状态编码）根据2n≥M>2n-1

，确定触发器的数目⑷求出驱动方程和输出方程⑸按照驱动方程和输出方程画出逻辑图。⑹检查所设计的电路能否自启动2/4/2023311、试用74161设计一个同步十进制计数器，要求采用两种不同的方法。2/4/202332第一种方案：设从Q3Q2Q1Q0＝0000状态开始计数，取D3D2D1D0=0000。①采用置数控制端获得N进制计数器一般都从0开始计数。写出SN-1

的二进制代码为SN-1

＝S10-1

＝S9

＝1001②写出反馈归零（置数）函数。由于计数器从0开始计数，应写反馈归零函数2/4/202333③画图2/4/202334第二种方案：利用后10个状态0110～1111，取D3D2D1D0

＝0110，反馈置数信号从进位输出端CO取得。取状态S15=1111，此时正好CO=1，经非门，可取代与非门。2/4/202335如果利用CR端清零如何实现？2/4/2023362.使用74LS161和74LS138及适当的逻辑门设计一个控制电路。要求红、绿、黄3种颜色的灯在时钟信号的作用下，状态转换顺序如下表所示。表中的1表示“亮”，0表示“灭”，要求电路能自启动。五、时序电路的分析与设计2/4/202337CP顺序红黄蓝绿000001101120100300014110151010601107100180000