模拟电路与数字电路习题题库期末考试试卷及答案组合逻辑电路习题题库期末考试试卷及答案

178|模拟电路与数字电路（第2版）

习题

7.1组合逻辑电路地特点是什么？分析组合逻辑电路常用地几个步骤是什么？设计组

合逻辑电路常用地几个步骤是什么？

解组合逻辑电路地特点是:输出与输入地逻辑关系与时间无关，任意时刻地输出仅仅取决

于该时刻地输入，与电路原来所处地状态无关。

分析组合逻辑电路地步骤是:根据逻辑图写出表达式，列出真值表，结合具体地应用环境对

真值表进行赋值，说明电路地逻辑功能。

设计组合逻辑电路地步骤是:将具体地逻辑问题抽象成真值表，列出逻辑关系表达式或者

画出卡诺图进行逻辑表达式地化简，根据有关地逻辑表达式选择合适地器件搭建电路。

7.2请用74LS148组成64线一6线地优先编码器。

解因为74LS148是8线-3线优先编码器，要搭建64线-6线地优先编码器需要用8片

74LS148。正确连接地关键是熟悉74LS148地功能表,74LS148地功能表如下表所示。

74LS148优先编码器地功能表

输入变量输出变量

I0/l12h1(,I7FiFoYs

s13/5Y2YEX

1XXXXXXXX11111

01111111111101

0XXXXXXX000010

0XXXXXX0100110

0XXXXX01101010

0XXXX011101110

0XXX0111110010

0XX01111110110

0X011111111010

00111111111110

由表可见,表中出现三个输出为“111”地情况，这三种情况分别对应于选通信号S为高电平

“1”,即电路不工作;电路工作但没有编码信号输入;电路工作,且输入地编码信号为7。。表还显

示出74LS148地输出是反码，在正码输出地时候可以用或门来合并Y2,Y1,Y0,利用得，摩根定理

可得对歹2,仁，「合并地规律，

♦=今+%+%+%+/+%+&+%

y27y26y25y24y23y22y2iy2。

升=3+工6+、+九+几+兀+匕+几

=歹|7区6G15迄4H3M2歹1岳0

%=%7+联+%5+、+儿+%+方隹

=y07yo6yo5yCMVo3y02yoiyoo

根据上式合并后地Y2,Y1,Yo输出为正码。因输出信号A5,A%A3与输入信号歹EXITEX2,

歹EX3,7EX4,9EX5,GEX6,歹EX7,9EX8之间地逻辑关系与8线-3线编码器地逻辑关系相同，所

以，可以用一片74LS148来实现输出信号地扩展。根据功能表可得将歹EX地输出信号输入第

(9)块74LS148地7输入端时，只要将脚标地顺序颠倒，就可以得到正码输出得Y5,Y%Y3信号,

扩展电路地连接图如下图所示。

扩展电路地连接图

7.3请用74LS138组成6线一64线地译码器。

解74LS138是3线-8线译码器,要组成6线-64线译码器需要8片地74LS138,正确连接地

关键是熟悉74LS138地功能表,74LS138地功能表如下表所示。

74LS138地功能表

输入输出

SiAAiAoYoYiYYYYYY

S2+§32234567

0XXXX11111111

X1XXX11111111

1000001111111

1000110111111

180|模拟电路与数字电路（第2版）

1001011011111

1001111101111

1010011110111

1010111111011

1011011111101

1011111111110

由功能表可见，表中出现二个输出都是"1"地情况，这二种情况对应于74LS138不在译码状

态下工作。工作在译码状态下地74LS1383需要接高电平信号”1”,豆与K需要接低电平信

号"0"。译码器74LS138可以将输入地3位二进制数转变成8种不同地高，低电平地组合状态

输出。

描述64种不同地高低电平组合状态输出地地址码是6位二进制数,6位二进制数地低3

位相同，可以并联连接。将8片译码器地S,控制端接地，取^2与^3并联作为扩展地址码地选

通信号地控制端，扩展高位地址码。高3位地址码扩展地原理是:设第（1）片译码器对应地

A5AA地址为（111），第（2）片译码器对应地A5A4A3地址为（110），第（3）片译码器对应地

AsA4A3地址为（101），第（4）片译码器对应地AA1A3地址为（100），第（5）片译码器对应地

AsAA地址为（011），第（6）片译码器对应地AsAA,地址为（010），第（7）片译码器对应地

A5A.A；地址为（001）,第（8）片译码器对应地A5A屈地址为（000）。高3位地址码与选通控制

信号地逻辑关系真值表如下表所示。

A.sA4A3输入信号与选通控制信号逻辑关系地真值表

AsA4A3

S21S22S23S24S25S26S27S28

00011111110

00111111101

01011111011

01111110111

10011101111

10111011111

11010111111

11101111111

由真值表看见，高3位地址扩展地逻辑关系真值表与74LS138在译码状态下地真值表相

同，所以，可以用74LS138来实现高3位地址码地扩展,扩展地接线图如下图所示。

H5IVIII

，-启A«A,

7.4利用卡诺图将显示译码器真值表（见表7-9）中地各输出逻辑变量化简成最简与或

式，并利用与非门器件来搭建显示译码器电路。

解最简与或式如下所示

YA<B=AB

VY，=B=AB+AB

[YA<B=AB

7.5分析图7-29_所吊电路地名辑沙能，要求列出真值表，写出逻辑表达式,并利用该电路

产生逻辑函数Y=ACB+A§CD+BE+§CD。

182模拟电路与数字电路（第2版）

A\A（）DioDuD）2D”D”D?D??D23

图7-29题7-5图

解图7-29所示地电路主要由传输门电路组成，根据传输门电路地工作原理可得，当Ao=l

时,传输门TG?与TG,导通，TGi与TG3截止，传输门传送数据M与M；同理,当A0=0时,传输门

TG,与TG3导通，TG,与TG,截止，传输门传送数据工。与Dl2o当A,=l时,传输门TGu,导通，TGg,

传输门传送数据D„或D13;当AFO时,传输门TGg导通，TGe传输门传送数据加或加。根据上

面地讨论可得或非门Gi地输入信号D地真值表如下表所示

输入端信号地真值表

AiAo«、Di.，

00.-Dio-

01.Dii~

10.-D12

112D13•'

图7-29中地不为附加控制端信号,利用德.摩根定理与真值表可得图7-29电路地逻辑

功能为：

X=S][（见））£>]（,+（班）£>“+（%）。12+（%）。13]

Y2=S2[（%）。20+（町）。21+。%）。22+（吗）。23]

由上式可得图7-29所示地电路是双四选一数据选择器,该电路就是集成电路CC14539地

内部电路结构。由上面地讨论可知CC14539是双四选一数据选择器,该器件地Mi与豆是低电

平有效地选通控制信号。用CC14539产生逻辑函数Y=ACD+ABCD+BC+BCD地第一

步是将表达式写成标准与或式,然后选择合适地输入信号作为地址码,最后根据比较系数地方

法确定各输入端口地信号。具体变换地过程如下：

Y^ACD+ABCD+BC+BCD

=A(B+B)CD+ABCD+(A+A)BC(D+D)+(A+A)BCD

=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+~ABCD

=(ABQD+(ABC)D+(ABC)£>+(ABC)D+(ABC)D+(ABC)D+(ABC)D+(ABC)D

=(/n7)£>+(/H5)Z)+(ot3)£>+(/n6)Z)+(/n2)Z)+(w2)Z)+(m5)Z)+(m1)Z)

=(〃%)。+(.)(£>+D)+(m^D+(m6)D+(w2)(£>+D)+(明)D

=(班)。+(m2)+(〃与)。+(m5)+("%)。++(〃,)D

比较系数可得

d。=d4=0,d,=d$=1,4—dy=d,6=D,—D。

根据上述地关系所搭建地电路如下图所示,设D输入信号为高电平〃1”。

AQA।A2

7.6试用3线一8线译码器74LS138与与非门电路搭建产生多输出逻辑函数地电路。

Yj=AB+BC

Y2=ABC+ABC+AC

Y3=AB

解用74138搭建逻辑电路首先要将逻辑函数地表达式写成最小项与地形式，因为74138

地输出信号是反码,用德.摩根定理可得最小项非地信号，函数转换地方法为：

Yi=AB+BC=AB(C+C)+(A+A\BC

=ABC+ABC+ABC+ABC=m-j+m6+m5+

=m1+m6+m5+mt=m\msmemy

184模拟电路与数字电路（第2版）

Y2=ABC+ABC+AC=ABC+AJBC+A(B+B)C

=ABC+ABC+ABC+ABC=+m5+mh+

=+m5+mb+m4=m3n14ms〃%

X=A7=AB(C+C)=ABC+ABC

=m5+加4=m4加5

根据上式用74138与与非门器件搭建地电路如下图所示。

Y1丫2丫3

J_!A

Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0

74LS138

S3s2slA2AiAo

-L+5VABC

7.7写出图7-30所示电路输出Y地逻辑函数式，已知器件CC4512为8选1数据选择

器,CC4512地功能表如表7-10所示。

图7-30题7-7图

表7-108选1数据选择器CC4S12地功能表

DISINHA?AIAoY

00000Do

00001Di

00010D2

00011D3

00100D4

00

101D5

00110D6

00111D7

01XXX0

0XXXX高阻

解因为CC4512为8选1数据选择器,根据数据选择器地逻辑关系式可得图7-30所示电

路地逻辑关系为：

Y=(惆+色)0+(m,++m6)。+(，%+rnJ)\+(m5)D

=ABCD+ABCD+ABCD+ABC+ABC+ABCD

7.8请用8选1数据选择器CC4512搭建产生多输出逻辑函数地电路。

¥=ABD+BCD

Y,=ABC+ABC+AC

Y3=ABC+ABD+BO)

解CC4512为8选1数据选择器，用8选1数据选择器搭建多输出逻辑函数地方法是:先

将表达式写成标准与或式,然后选择合适地输入信号作为地址码,最后根据比较系数地方法确

定各输入端口地信号,具体变换地过程如下：

ABD+BCD^AB(C+C)D+(A+A)BCD

=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

=(ABQD+(ABC)D+(ABC)D+(^4BC)D

-(g+m6++tn^D

Y2=ABC+ABC+AC=ABC+ABC+A(B+B)C

=ABC+ABC+ABC+ABC=11^+m5+m6+m4

X=ABC+ABD+BCD=ABC(D+D)+AB{C+C)D+(A+A)BCD

=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

=(AB。。+(ABQD+(ABQD+(ABC)D+(ABC)D+(ABC)£>

=(nij++m2')D+(i?i7+m^)D-(/n2)Z)+(/n7+，4)(。+D)

-(m2)D+(ni7+/nb)1

比较系数可得

4i=九=dl6=du=D,4o=d[?=di3=九=0

cl7—d%=d15=d？6=1，=d)i=d2->=d4=0

42=0，&6=47=1，4o==〃33=dy=45=°

186模拟电路与数字电路（第2版）

7.9用译码器74LS138搭建一个用3个开关控制电灯地电路，要求改变任何一个开关地

状态，都能控制电灯由亮变暗或由按变亮。若改用8选1数据选择器CC4512,电路将如何搭建？

解设用ABC三个变量分别表示三个开关地输入状态,用Y表示电灯地输出状态,依题意用

循环码列真值表比较方便，根据循环码地规律可得输出与输入逻辑关系地真值表如下表所示

根据真值表可得输入-输出地逻辑关系为

Y-n\+m2+m4+nij

用138搭建电路,必需将上式转换成与非-与非式,转换地过程如下

丫=仍+恤+加4+加7

=mx++m4+=m\7n2num7

用138所搭建地电路如下图所示：

Y7丫6丫5%丫3丫2Y|Yo

74LS138

S3S2SiA2AlAo

FTTH

-L.+5VCBA

7.10先用与非门设计一个多功能运算电路，该电路可实现地运算功能如表7-11所示•再

用中规模集成电路8选1数据选择器CC4512来搭建该电路。

表7-11题7-10电路地功能表

D2DiDoY

0001

001A+B

010A㊉B

011AB

100A㊉B

101A+B

110AB

1110

7.11用4位并行加法器74283与适当地门电路设计一个加/减运算电路。当控制信号

M=1时,电路实现两输入信号相加;当控制信号M=0时,电路实现两输入信号相减。

解74283是加法器，加法器进行减法地运算地算法是反码加1。设加法器地A输入信号为

被加数或者被减数,B输入信号为加数或者减数。加法器B输入信号,受控制信号与B输出信

号地逻辑关系如下表所示。

输入信号与控制信号地关系

MBi.B。.

0F

00.

1。“0.

1

可见控制信号,B输入信号与输出信号地关系为Bo=BiM+BjM。

即同或地关系。用同或门就可以实现在控制信号地驱动下,B输入端输入地信号是正码或

者是反码地目地。加1地信号可以从加法器地进位信号输入端输入。

7.12分别用与非门电路,译码器74LS138与8选1数据选择器CC4512搭建一位全减器

电路。

7.13用4位数值比较器CC14585搭建12位数值比较器电路。

解4位数值比较器CC14585除了正常地数据输入端外,还设有扩展功能输入端。只比较

两个4位二进制数大小时,A>B与A<B输入端口接低电平,A=B输入端口接高电平。比较两

个4位以上二进制数时，低位数值比较器相应地输出信号接高位数值比较器相应地输入端,最

低位地数值比较器扩展输入端地连接方法与只比较两个4位二进制大小时地接法系统。要搭

建12位数值比较器，需要用3片4位数值比较器。根据上面所介绍地扩展输入端地接法在

Multisim软件上搭建地电路如下图所示。

188|模拟电路与数字电路（第2版）

结果,说明，该电路扩展功能端地接法正确。由此可得,数值比较器4585在只比较两个4位二

进制数大小时,A>B与A<B输入端口接低电平,A=B输入端口接高电平。

7.14某安全监控设备分别对4个设备Ai,A2,A3,A4地运行状态进行监控，己知A,监控地

优先级最高,A2其次,A3再其次,A4监控地优先级最低。请设计一个符合监控要求地监控状态报

警电路。

解可利用优先编码器74148将优先级不同地监控设备地状态转换成二进制数，然后再利

用译码器74138将编码器输出地二进制数转换成报警信号，实现符合监控要求地监控报警电

路。根据上面地分析,在Multisim软件上搭建地电路如下图所示。

在图中，设B与C监控点同时出现要报警地信号（低电平信号输入），A与D监控点正常

（高电平信号输入），74148对B输入信号编码,输出为110信号地反码001,该输出信号从138

地地址码输入端输入，138将该输入信号译码成已