大学数字电路与规律设计考试试题

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试卷编号审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2023至2023学年度第一学期课程：数字电路与规律设计课程：005A1080使用班级：信息工程学院08级姓名：学号：

题号得分一二三四五六七八九十总分

一、基此题（30分）得分1.用公式法化简函数Y1=A?B?C+AC+BC（5分）

答案：Y1=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）

2.试用卡诺图法将下面规律函数化成最简与－或式。（必需画出卡诺图，圈“1〞，8分）

Y2=m(0，1,6,9,14,15）+∑d(2,4,7,8,10,11,12,13)∑CDAB000010111110×答案：Y2=BC+B?C

011110

3.已知74LS00为四个2输入与非门，其IOL=20mA，IOH=1mA，IIL=2mA，IIH=50μA，计算74LS00最多可驱动几个同类门。（6分）答案：IOL≥NLIIL，NL≤IOLIOH=10(2分)；IOH≥2NHIIH，NH≤=10（2分）；故NH=10（2分）IIL2IIH××1××11×1××4.画出图1.1所示D触发器对应CLK、、D的Q端波形。（4分）CLKPR答案：

0t

PRPRQ

D1D0t

DC1CLK

0CLRt

Q

10t

(a)(b)图1.1

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

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字量为100000时，输出模拟电压vO为3.6V，计算输入数字量为10101000时，输出电压时多少?（7分）答案：（1）vO=-VREFVREF28D2（3分）∑iii07D7~D0RFBIOUT1IOUT28vO?（2）3.6=-VREF×2；

28=-7.2V（2分）

7VREFDAC0832图1.2

输入数字量为10101000时，

7.2vO=-8(27+25+23)=4.725V（2分）

2

二（10分）、得分

图2（a）由集成3线-8线译码器74HC138构成的规律电路，试分析其规律功能。要求：（1）写出输出端的规律表达式；（2）写出输出和输入真值表；（3）说明电路的作用。74HC138的功能表如图（b）所示。答案：（1）Y1=m1+m2+m4+m7（2分）

Y2Y1Y2=m3+m5+m6+m7（2分）

（2）（4分）74HC138的功能表&&ABCY1Y2+G2BYiG1G2A00000

0X100110

Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0X110101074HC138mi1001101A2A1A0G1G2AG2B注：mi为A2、A1、A010010的最小项组合

VC101AB10CC(b)(a)11001图211111

（3）此电路为全加器。（2分）三、（14分）得分

集成8选1数据选择器74HC151的规律符号如图3所示，试用74HC151和规律门实现下面规律函数：

输入输出Y2(A,B,C,D)=m(0，1,3,7,9,13,14）∑YY

要求：（1）确定地址输入；（2）写出数据输入端方程；（3）画出实现电路连线图。

答案：（1）设A2=A，A1=B，A0=C（3分）

ABCA2A1A0W74HC151GD0D1D2D3D4D5D6D7D1（2）Y2(A,B,C,D)=A?B?C?D+A?B?CD+A?BCD+ABCD+AB?CD+ABCD+ABCD

=m0?D+m0?D+m1?D+m3?D+m4?D+m6?D+m7?D（3分）

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则D0=1,D7=D,D1=D3=D4=D6=D,D5=D2=0（4分）

（3）连线图（4分）四、（14分）得分

同步时序规律电路如图4所示电路，要求：（1）写出电路的驱动方程；（2）状态方程；（3）画出状态转换真值表；（4）说明电路的规律功能；（5）判断电路能否自启动。=1答案：（1）驱动方程：（3分）

D1=Q2⊕Q3，D1=Q1，D1=Q2

（2）D触发器的特性方程为Qn+1=D（1分）

nn状态方程：（3分）Q1n+1=D1=Q2⊕Q3n+1Q2DQC1QCLKQ1DQC12DQC13图4nQ300011101nQ202311010=D2=Q1n

n+1nQ3=D3=Q2

（3）状态转换表（3分）

（4）电路为七进制计数器（2分）（5）电路不能自启动（2分）五、（14分）得分

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。要求状态为00→01→10→00，且能自启动。（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；（2）列出电路的驱动方程；（3）检查自启动；（4）画出实现的电路。

0001答案：（1）触发器数目为2（1分）；其状态转换图如图（1分）

新态卡诺图（1分）；次态卡诺图（2分）10Q2Q1

Q1Q1Q1010101Q2Q2Q2

00110001010100××10×10×n+1n+1n+1Q2Q2Q1Q1n+1

n+1nnnn状态方程：（2分）Q2=Q1(Q2+Q2n)=Q1Q2

Q1n01110100n+1n+1n+1Q3Q2Q1000011111110101010100001Q1n+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=Q1n,K2=1；J2=Q2n,K2=1（4分）

CLK1JC11KQ11JC11KQ2n+1n+1Q1=01，故电路可以自启动。（3）将11带入状态方程得Q2（2分）

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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6所示，试分析为多少进制计数器，写出清零端CLR的规律式，并画出状态转换图

74HC161的功能表输出输入说明QCQBQAQDCLKETEPLOADCLR异步清零LLL????LL同步预置数LDCB??A?HH??QDQCQBQA保持(RCO不变）HLH??LQDQCQBQA保持（RCO?0)HHHH加法计数H?图6

答案：（1）为10进制计数器（2分）；00000001（2）状态转换图如图（2分）

＆QAQBQCQD1EPETRCOCLKCLKA74LS161LOADCLRBCD10010001101001010（3）CLR=QDQB（2分）

10011000011101100101注：QDQCQBQA七、(6分)得分

由4片2114（1024×4位的RAM）和3线-8线译码器74LS138组成电路如图7所示，试说明扩展的容量有多大？写出2114（2）的地址范围。

A2Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A11A101A1A074LS138G1G2AG2BR/WCSA0~A9R/WCSA0~A9R/WCSA0~A9R/WCSA9...A0R/WA0~A92114(1)D0~D3...2114(2)D0~D3...2114(3)D0~D3...2114(4)D0~D3D3D0

图7

答案：（1）容量为4096×4（4分）

（2）2114（2）的地址范围为400~7FFH；（2分）

八、(6分)得分第4页共17页

如图8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22s，试确定电阻R的阻值.

VCC?5V20k?R7684100μFCB555(1)315S2C10μF0.01μF图8

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=2MΩ(2分))。1.1C

试卷编号审核人：试卷分类（A卷或B卷）B

学期：2023至2023学年度第1学期课程：

数字电路与规律设计信息工程学院10级

二三四五课程：005A1690

使用班级：

题号得分一姓名：学号：

六七总分

一、得分填空题(每题2分，共16分)

1、触发器是组成寄放器和移位寄放器的基本单元电器，一个n位的数码寄放器需由n个触发器组成。

2、时序规律电路依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0.039V；若输入为10001000，则输出电压为5.312V。4、已知原函数为

F1?ABC?A?C，则它的反函数为(ABC?A)?C

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状态和暂态；多谐振荡器只有两个暂态。

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6、利用卡诺图化简法化简规律函数时，两个相邻项合并，消去一个变量，四个相邻项合并，消去两个变量等。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。

二、得分单项选择题（每题1分，共8分）

1、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。A、5B、6C、10D、50

2、某RAM有8位数据线、13位地址线，则其存储容量为（B）。A、4KBB、8KBC、16KBD、64KB3、以下各电路中，（B）可以完成延时功能。

A、多谐振荡器B、单稳态触发器

C、施密特触发器D、石英晶体多谐振荡器4、下面几种规律门中，可以用作双向开关的是（A）。

A、CMOS传输门B、OD门Ｃ、异或门D、三态门

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清零控制端。

A、NB、N－1C、N+1D、06、555定时器的阈值为（C）。

A、1/3VCCB、2/3VCCC、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128×8的RAM扩展为1024×8，则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端数为（D）。

A、1B、2C、3D、8

三、判断题，假使错误在括号内画“?〞，正确画“√〞（每题1分，得分共8分）

?）1、若两个函数具有不同的规律函数式，则两个规律函数必然不相等。（

?）2、时序规律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、已知规律函数AB=AC，则B=C。（?）5、优先编码器的编码信号是相互排斥的，不允大量个编码信号同时有效。（?（√）6、普通的规律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Qn+1=D，与Qn无关，所以它没有记忆功能。（?（√）8、若两个函数具有一致的真值表，则两个规律函数必然相等。

得分简答题(每题6分，共24分)四、

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

电平或高阻态）

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10kΩVIL≥1Y1（（VIH&Y21ENY310kΩ51Ω（2（（1（51ΩVIH（3（（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以下式:

Y(A,B,C,D)??m(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14)答案：YCD0001AB000111101111111110111?A'D'?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。

答案：（1）CB555构成的是单稳态触发器。(3分)（2）根据tW?1.1RC?33s（1分）得可得R?

11VCC?5VtW?3M?(2分))。1.1C20k?R7684100μFCB555(1)315S2C10μF0.01μF

图2

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。

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EP1CLKETCLKD0D1D2D3C74LS161Q0Q1Q2Q3LDRD1A＆?1Y进位输出

图3

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）

A＝0A＝1计数脉冲顺序30302121012345000000000011001100010101000000000011001100010101

601100110

701110111

810001000910011001101010

111011

得分五、图4是由3线-8线译码器74LS138和门电路构成的电路，试写出P1和P2的表达式，列出真值表，说明其规律功能。（10分）

74LS138的真值表??3?Yi?S1S2S0X1

X10

11?mi

CA0BA1A1S2S3A2S174LS138Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0(miA1A0注：为A2组合的最小项）

(a)

＆＆＆1P2P1

(b)

图4

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[答案]

(1)写出输出的表达式，即P1=∑m(0,7)=

+ABC（2分）

P2=∑m(1,2,3,4,5,6)=(2)真值表如表所列。（3分）

+BC+（3分）

ABC000001001010011100101110111P1P2100101010101010110(3)该电路为一致性判别电路，当A、B、C一致时，P1=1；不同时P2=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100→110→010

→011→001→101→100。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派电路（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）