数字电子技术基础试题解答文档格式.doc
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1.(代数法)
2、F2(A,B,C,D)=∑m(0,1,2,4,5,9)+∑d(7,8,10,11,12,13)(卡诺图法)
三、1.2.
四、分析如图16所示电路,写出其真值表和最简表达式。
四、1.
2.,,,
五、试设计一个码检验电路,当输入的四位二进制数A、B、C、D为8421BCD码时,输出Y为1,否则Y为0。
(要求写出设计步骤并画电路图)(10分)
五、
六、分析如图17所示电路的功能,写出驱动方程、状态方程,写出状态表或状态转换图,说明电路的类型,并判别是同步还是异步电路?
(10分)
六、同步六进制计数器,状态转换图见图20。
图20
七、试说明如图18所示的用555定时器构成的电路功能,求出UT+、UT-和ΔUT,并画出其输出波形。
图18图21
七、,,,波形如图21所示
八、如图19所示的十进制集成计数器;
的为低电平有效的异步复位端,试将计数器用复位法接成八进制计数器,画出电路的全状态转换图。
(10分)
图19TU
八、八进制计数器电路如图22所示。
三.计算题(5分)
如图所示电路在Vi=0.3V和Vi=5V时输出电压V0分别为多少,三极管分别工作于什么区(放大区、截止区、饱和区)。
解:
(1)时,三极管截止,工作在截止区,;
(2)时,三极管导通,工作在饱和区,
四.分析题(24分)
1.分析如图所示电路的逻辑功能,写出Y1、Y2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路能完成什么逻辑功能。
1.①
②
2.分析下面的电路并回答问题
(1)写出电路激励方程、状态方程、输出方程
(2)画出电路的有效状态图
(3)当X=1时,该电路具有什么逻辑功能
(1)Qn+11=XQ2Qn+12=Y=XQ1
(2)
(3)当X=1时,该电路为三进制计数器
五.应用题(43分)
1.用卡诺图化简以下逻辑函数
①
②,给定约束条件为AB+CD=0
1.解:
(1)由图可以写出表达式:
2.有一水箱,由大、小两台水泵ML和MS供水,如图所示。
水箱中设置了3个水位检测元件A、B、C。
水面低于检测元件时,检测元件给出高电平;
水面高于检测元件时,检测元件给出低电平。
现要求当水位超过C点时水泵停止工作;
水位低于C点而高于B点时MS单独工作;
水位低于B点而高于A点时ML单独工作;
水位低于A点时ML和MS同时工作。
试用74LS138加上适当的逻辑门电路控制两台水泵的运行。
74LS138的逻辑功能表
输入
输出
S1
A2A1A0
X
XXX
11111111
1
11111111
000
01111111
001
10111111
010
11011111
011
11101111
100
11110111
101
11111011
110
11111101
111
11111110
74LS161功能表
CTPCTTCPD0D1D2D3
Q0Q1Q2Q3
0×
×
×
×
×
10×
↑d0d1d2d3
1111↑×
11×
0×
1101×
0000
d0d1d2d3
正常计数
保持(但C=0)
保持
3.74LS161逻辑符号及功能表如下
(1)假定161当前状态Q3Q2Q1Q0为“0101”“D0D1D2D3”为“全1”,=0,请画出在两个CP↑作用下的状态转换关系?
(2)请用复位法设计一个六进制记数器(可附加必要的门电路)
由真值表化简整理得到:
(4)令A=A,B=B,C=C,画出电路图:
(1)“0101”“1111”“1111”
(2)“0110”时复位
4.分析右面的电路并回答问题
(1)该电路为单稳态触发器还是无稳态触发器?
(2)当R=1k、C=20uF时,请计算电路的相关参数(对单稳态触发器而言计算脉宽,对无稳态触发器而言计算周期)。
4、
(1)单稳态
(2)20mS
(2)真值表如下:
A
B
C
AB
AC
BC
Y2
Y1
(3)判断逻辑功能:
Y2Y1表示输入‘1’的个数。
2.解:
(1)输入A、B、C按题中设定,并设输出
ML=1时,开小水泵
ML=0时,关小水泵
MS=1时,开大水泵
MS=1时,关大水泵;
(2)根据题意列出真值表:
ML
MS
三、分析题(共20分)
1.试分析同步时序逻辑电路,要求写出各触发器的驱动方程、状态方程,画出完整的状态转换图(按Q3Q2Q1排列)。
(6分)
1.(8分)
①驱动方程(3分)②状态方程(3分)
③状态转换图(2分)
2.分析下图由74160构成的计数器为几进制计数器,画出有效状态转换图。
(4分)
Q0
Q3
Q2
Q1
D0
D3
D2
D1
CP
C
ET
EP
74160
1
RD
LD
&
2、(4分)
为五进制计数器(2分)
状态转换图(2分)
3.分析逻辑电路,要求写出输出逻辑式、列出真值表、说明其逻辑功能。
3、(6分)
①逻辑式:
(2分)
②真值表:
③逻辑功能:
数值比较器
4.分析如下74LS153数据选择器构成电路的输出逻辑函数式。
F
Y
D0D1D2D3
A1
A0
4、(4分)
四、设计题(共26分)
1.用74LS160及少量的与非门组成能显示00~48的计数器(使用完成)。
(8分)
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
EP
ET
CP
C
74160
1、(6分)
2.试用图示3线-8线译码器74LS138和必要的门电路产生如下多输出逻辑函数。
要求:
(1)写出表达式的转换过程(6分);
(2)在给定的逻辑符号图上完成最终电路图。
2、(12分)
①转换过程(6分) ②连接图(6分)
3.使用74LS161和74LS152设计一个序列信号发生器,产生的8位序列信号为00010111(时间顺序自左向右)。
五、画图题(共18分)
1.用555定时器及电阻R1、R2和电容C构成一个多谐振荡器电路。
画出电路,并写出脉冲周期T的计算公式。
VCC
DISC
VCO
GND
555
VO
TH
1、(8分)
①(2分)
②(6分)图
2.图(a)中CP的波形如图(b)所示。
(1)写出触发器次态Qn+1的最简函数表达式和Y1、Y2的输出方程。
图(b)
(2)在图(b)中画出Q、Y1和Y2的波形(设Qn=0)(6分)
图(a)
2、(10分)
①次态、Y1、Y2方程(4分)
②波形(6分)
例1.1利用公式法化简
例1.2利用卡诺图化简逻辑函数
约束条件为
函数Y的卡诺图如下:
例3.1试设计一个三位多数表决电路
1、用与非门实现
2、用译码器74LS138实现
3、用双4选1数据选择器74LS153
1.逻辑定义
设A、B、C为三个输入变量,Y为输出变量。
逻辑1表示同意,逻辑0表示不同意,输出变量Y=1表示事件成立,逻辑0表示事件不成立。
2.根据题意列出真值表如表3.1所示表3.1
3.经化简函数Y的最简与或式为:
4.用门电路与非门实现
函数Y的与非—与非表达式为:
逻辑图如下:
5.用3—8译码器74LS138实现
由于74LS138为低电平译码,故有
由真值表得出Y的最小项表示法为:
用74LS138实现的逻辑图如下:
6.用双4选1的数据选择器74LS153实现
74LS153内含二片双4选1数据选择器,由于该函数Y是三变量函数,故只需用一个4选1即可,如果是4变量函数,则需将二个4选1级连后才能实现
74LS153输出Y1的逻辑函数表达式为:
三变量多数表决电路Y输出函数为:
令A=A1,B=A0,C用D10~D13表示,则
∴D10=0,D11=C,D12=C,D13=1
逻辑图如下:
四、分析、设计、化简题
(一)将下列逻辑函数化简成最简与或表达式。
(1)
(1),
(2),
(二)SSI逻辑电路的分析
1.分析组合逻辑电路图,写出F的逻辑函数表达式。
≥1
=1
&
EN
A
B
F
1.当C=1时
当C=0时F=高阻状态
2.分析下图,试写出F的表达式,并说明逻辑电路的功能。
B
F1F1
F2F1
F3F1
2.F1=F2=F3=
真值表
输入输出
ABF1F2F3
00001
01100
10010
11001
此电路为一位数值比较器。
(三)译码器的应用
1.试用74LS138和门电路实现逻辑函数
F=AB+AC+BC,译码器的示意图和功能
表达式如下:
选通时,S1=1,`S2=`S3=0;
输出低电平有效。
A2A1A0
74LS138
1.F=AB+AC+BC=ABC+`ABC+A`BC+AB`C=m3+m5+m6+m7=
2.下图为3线―8线译码器74LS138的方框图。
图中三个允许端S1=1、==0时,
译码器才能正常译码;
输入端的输入代码
顺序为A2A1A0;
输出端~输出低电平有效。
试用此二进制译码器和与非门实现函数
,要求画出连线图。
2.F
ABC
ABC
"
1"
(四)触发器的应用
1.触发器电路如下图所示,试根据图中CP、A的波形,对应画出输出端Q的波形,并写出Q的状态方程。
设触发器的初始状态均为0。
1J
>
C1
1K
“1”
CP
Q
2.触发器电路如下图所示,试根据图中CP、D的波形,对应画出输出端Q的波形,并写出Q的状态方程。
D
1D
Q2
2
(五)计数器的应用
1.已知74LS161是同步四位二进制加法计数器,计数器功能见下表,试用置数法构成七进制加法计数器,要求写出的表达式;
画出连线图。
74LS161的功能表
CTTCTP
工作状态
清零
↑
预置数
01
保持(包括C状态)
0
保持(C=0)
11
计数
Q0 Q1 Q2 Q3
RD LD
CP 74LS161 OC
CTTCTPD0D1D2D3
2.已知74LS161是同步四位二进制加法计数器,其功能表如表所示。
试分析图电路为几进制计数器,要求
(1)写出的表达式;
(2)指出进制数;
(3)画出状态转换图。
CR LD
CTTCTPD0D1D2D3
五1.,连线见图
2.,此电路为十进制加法计数器。
状态转换图为:
0000000100100011 010001010110 01111000 1001
(六)DA转换器的应用
十位的D/A电路如下图所示,当Rf=2R ,VREF=5V,若电路的输入数字量D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0时=0000110001,试求:
输出电压为多少?
四、分析题(共20分)
1、分析用图4(a)、(b)集成十进制同步可逆计数器CT74LS192组成的计数器分别是几进制计数器。
CT74LS192的CR为异步清零端(高电平有效),为异步置数控制端(低电平有效),CPU、CPD为加、减计数脉冲输入端(不用端接高电平),和分别为进位和借位输出端。
图4(a)图4(b)
2、用ROM设计一个组合逻辑电路,用来产生下列一组逻辑函数
列出ROM应有的数据表,画出存储矩阵的点阵图。
3、试画出图5所示电路在CP、信号作用下Q1、Q2、Q3的输出电压波形,并说明Q1、Q2、Q3输出信号的频率与CP信号频率之间的关系。
图5
1、解:
(a)为6进制加计数器;
(2分)(b)为23进制加计数器。
2、解:
将函数化为最小项之和形成后得到
(2分)
ROM的数据表(3分)
ROM的存储矩阵图(3分)
3、
1分
1分3分
1分
五、设计题(共20分)
1、用74LS161设计一个10进制计数器。
(1)同步预置法,已知S0=0001。
(2)异步清零法。
(10分)
2、集成定时器555如图6(a)所示。
(1)用该集成定时器且在规格为100KΩ、200K、500K的电阻,0.01uf、0.1uf、1uf的电容器中选择合适的电阻和电容,设计一个满足图5(b)所示波形的单稳态触发器。
(2)用该集成定时器设计一个施密特触发器,画出施密特触发器的电路图。
当输入为图5(c)所示的波形时,画出施密特触发器的输出U0波形。
(10分)
图6a图6b图6(c)
(1)S1=0001,M=10,则SM-1=1010(5分)
(2)S0=0000,M=10,则SM=1010(5分)
2、
(1)解:
要实现的单稳态触发器设计如下(5分,其中图3分,R、C参数各1分)
因为,所以选。
(2)施密特触发器及波形如图所示(5分,图3分,波形2分)
六、综合分析计算题(共10分)
试分析图7所示电路的工作原理,画出输出电压υ0的波形图,列出输出电压值υ0的表。
表3给出了RMA的16个地址单元中所存的数据。
高6位地址A9~A4始终为0,在表中没有列出。
RAM的输出数据只用了低4位,作为CB7520的输入。
因R
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