中南大学数字电路习题与答案.pptVIP

1-1 1-1 用逻辑代数的基本公式和常用公式将下列用逻辑代数的基本公式和常用公式将下列 逻辑函数化为逻辑函数化为最简与或形式最简与或形式 1-2 1-2 写出图中各逻辑图的逻辑函数式，写出图中各逻辑图的逻辑函数式， 并并化简为最简与或式化简为最简与或式。 解：解： 1-3 试画出用与非门和反相器实现下列 函数的逻辑图。 0111 0111 0111 1111 CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 Y1 1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。 1100 0110 BC 00 01 11 10 A 0 1 Y2 1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。 1101 0111 BC 00 01 11 10 A 0 1 Y3 1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。 1111 1001 0001 1111 CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 Y4 1-4 （1）约束条件AB+CD=0 01x0 11x1 xxxx 01x1 CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 Y1 1-5 1-5 将下列函数化为最简与或函数式。将下列函数化为最简与或函数式。 （2）Y（A，B，C，D）=(m3,m5,m6,m7,m10)， 给定约束条件为 m0+m1+m2+m4+m8=0 1-5 1-5 将下列函数化为最简与或函数式。将下列函数化为最简与或函数式。 xx1x x111 0000 x001 CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 Y2 （3）Y（A，B，C，D）=(m2,m3,m7,m8,m11,m14) 给定约束条件为: m0+m5+m10+m15=0。 x011 0x10 001 101x CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 Y3 1-51-5 1)输入悬空时，三极管截止， V010v； 2)输入为0v时，三极管截止， V010v； 3)输入为5v时，三极管饱和， V00.3v; 2-1 在图 (a)(b)两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V 和悬空时输出电压0的数值，并指出三极管工作在什么状态 。假定三极管导通以后BE0.7V，电路参数如图中所注。 2-1 在图 (a)(b)两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V 和悬空时输出电压0的数值，并指出三极管工作在什么状态 。假定三极管导通以后BE0.7V，电路参数如图中所注。 1)输入悬空时，三极管饱和， V00.3v； 2)输入为0v时，三极管截止， V05v； 3)输入为5v时，三极管饱和， V00.3v。 VI2 T1 R1 +5V T2 T5 V VB1=2.1V 1) v I2=1.4v 2) v I2=0.2v 3) v I2=1.4v 4) v I2=0v 5) v I2=1.4v 2-2 试说明在下列情况下，用万用电表测量图2.2的v I2端得到 的电压各为多少？1）vI1悬空；2）v I1接低电平(0.2V)； 3）v I1接高电平(3.2V)；4）v I1经51电阻接地；5）v I1经 10k电阻接地。与非门为74系列的TTL电路，万用电表使用 5V量程，内阻为20k/V。 Y Y1 1 =0=0 Y Y2 2 =1=1 Y Y3 3 =1=1 Y Y4 4 =0=0 2-3 2-3 判断判断7474系列系列TTLTTL门电路的输出是什么状态门电路的输出是什么状态 （高电平、低电平或高阻态）。（高电平、低电平或高阻态）。 2-3 2-3 判断判断7474系列系列TTLTTL门电路的输出是什么状态门电路的输出是什么状态 （高电平、低电平或高阻态）。（高电平、低电平或高阻态）。 Y Y5 5 为高阻态为高阻态 Y Y6 6 =0=0 Y Y7 7 =1=1 Y Y8 8 =0=0 YI=1 Y2=0 Y3=0 Y4=O 2-4 2-4 说明图中各门电路的输出是高电平还是低电平说明图中各门电路的输出是高电平还是低电平 。已知它们都是。已知它们都是CC4000CC4000系列的系列的CMOSCMOS电路电路。 2-5 试说明下列各种门电路中哪些可以将输出端 并联使用（输入端的状态不一定相同）。 （1）具有推拉式输出级的TTL电路；(不能) （2）TTL电路的OC门；（能） （3）TTL电路的三态输出门； （能） （4）普通的CMOS门； (不能) （5）漏极开路输出的CMOS门； （能） （6）CMOS电路的三态输出门。 （能） 2-6 2-6 在在CMOSCMOS电路中电路中有时采用图有时采用图 (a)(d)(a)(d)所示的扩展功能用法，所示的扩展功能用法， 试分析各图的逻辑功能，写出试分析各图的逻辑功能，写出Y Y 1 1 YY 4 4 的逻辑式。已知电源电的逻辑式。已知电源电 压压V VDD DD=10V =10V，二极管的正向导通压降为二极管的正向导通压降为0.7V 0.7V。 2-6 2-6 在在CMOSCMOS电路中电路中 3-1 图是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图， 写出当COMP=1、Z=0和COMP=0、Z=0时Y1、Y2、Y3、Y4的逻辑式 。 3-1 注意需要化简 3-2 3-2 分析图所示电路，写出输出分析图所示电路，写出输出Z Z的逻辑函数式。的逻辑函数式。 74LS15174LS151为为8 8选选1 1数据选择器数据选择器。 B A C 1 3-3 3-3 用用4 4选选1 1数据选择器产生逻辑函数数据选择器产生逻辑函数 3-4 某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有呼叫按钮，同时 在护士值班室内对应地装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。 现要求： 当一号病室的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下， 只有一号灯亮； 当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时， 无论三、四病室的按钮是否按下，只有二号灯亮； 当一、二病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时， 无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮； 只有在一、二、三病室的按钮均未按下而按下四号病室 的按钮时，四号灯才亮。 试用优先编码器74LS148和门电路设计满足上述控制要求的 逻辑电路，给出控制四个指示灯状态的高、低电平信号。 3-4 解答 根据题意进行逻辑函数和逻辑变量的定义、赋值 、列真值表 注意:与输入无效情况 相同，如何改进？ & Y Y1 1 A A B B C C 1 1 0 0 0 0 3-5 3-5 试画出用试画出用3 3线线-8-8线译码器线译码器74LS13874LS138和和门电路门电路产生如下多输出产生如下多输出 逻辑函数的逻辑图。逻辑函数的逻辑图。 D D 3 3 D D 2 2 D D 1 1 D D 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 Y3 Y2 Y1 Y0 3-6 能否用一片4位并行加法器74LS283将余3代码转换成8421的 二-十进制代码？如果可能，应当如何连线？ Q Q 不定态 Q： Q： 4-1 若主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图中所给出， 试画出Q的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。 Q： Q： 4-2 4-2 已知已知主从结构主从结构JKJK触发器触发器输入端输入端J J、K K和和CPCP的电压波形如图的电压波形如图 所示，试画出所示，试画出QQ、 QQ端对应的电压波形。端对应的电压波形。 D: Q: Q: 4-3 4-3 已知维持阻塞结构已知维持阻塞结构DD触发器各输入端的电压波形如图所示，触发器各输入端的电压波形如图所示， 试画出试画出QQ、 QQ端对应的电压波形。端对应的电压波形。 4-4 4-4 设图设图4.44.4中各触发器的初始状态皆为中各触发器的初始状态皆为Q=0Q=0，试画出在试画出在CPCP 信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。 4-44-4 4-44-4 4-44-4 驱动方程驱动方程输出方程输出方程 5-1 5-1 分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程 、 状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图, ,说明说明 电路能否自启动。电路能否自启动。 Q3Q2Q1 Y 001 110 111 101 000 0 010 0 0 100011 0 1 五进制 计数器， 且有自启动能力 5-15-1 状态方程：状态方程： 输出方程：输出方程： 状态转换图：状态转换图： 驱动方程：驱动方程：输出方程：输出方程： 5-2 试分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、 状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图。 A为输入逻辑变量。 Q2Q1 Y A 000111 10 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 5-2 状态方程：状态方程： 输出方程：输出方程： 状态转换图：状态转换图： 5-3 在图电路中，若两个移位寄存器中的原始数据分别为 A3A2A1A0=1001，B3B2B1B0=0011，试问经过4个CP信号 作用以后两个寄存器中的数据如何？ 这个电路完成什么功能？ 5-3 5-4 5-4 分析图给出的计数器电路，画出电路的状态转换图，分析图给出的计数器电路，画出电路的状态转换图， 说明这是几进制计数器。说明这是几进制计数器。 1001 00000001 0010 0011 010001010110 S91、S92为异步置9 置9信号为：0110 可分析：七进制计数器七进制计数器 Q3Q2Q1Q0 /1 /0 /0 /0 /0 /0 /0 5-45-4 1 1 0 1 1 0 5-5 5-5 试分析图中计数器，在试分析图中计数器，在M=1M=1和和M=0M=0时各为几进制？时各为几进制？ M=1M=1时时 为为6 6进制进制 M=0M=0时时 为为8 8进制进制 00100011 0100 0101 01100111 1000 1001 0100 0101 01100111 1000 1001 A=1时清零信号为：1011 电路为十一进制计数器； 74LS161 为异步清零 A=0时清零信号为：1001 电路为九进制计数器。 5-6 5-6 图电路是可变进制计数器。试分析图电路是可变进制计数器。试分析 当控制变量当控制变量A A为为1 1和和0 0时电路各为几进制计数器。时电路各为几进制计数器。 6-1 图是一个164位的ROM，A3A2A1A0为地址输入， D3D2D1D0的数据输出。若将D3、D2、D1、D0视为A3、A2、 A1、A0的逻辑函数，试写出D3、D2、D1、D0的逻辑函数式 。 6-2 6-2 用用ROMROM设计一个组合电路，用来产生下列一组逻辑设计一个组合电路，用来产生下列一组逻辑 函数列出函数列出ROMROM应有的数据表，画出存储矩阵的点阵图。应有的数据表，画出存储矩阵的点阵图。 A B C D Y1 Y2 Y3 Y4 A3 A2 A1 A0 W0 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W12 W13 W14 W15 地 址 译 码 器 D0 D1 D2 D3 6-26-2 7-1 7-1 画出用两片画出用两片4 4级级-16-16线译码器线译码器74LS15474LS154组成组成5 5线线-32-32线线 译码器的接线图。图中的译码器的接线图。图中的S S A A 、S S B B 是两个片选端，是两个片选端， 译码器工作时应使和同时为低电平。译码器工作时应使和同时为低电平。 当输入信号当输入信号A3A2A1A0A3A2A1A0为为0000111100001111这这1616种状态时，种状态时， 输出端从输出端从0 0到到1515依次给出低电平输出信号。依次给出低电平输出信号。 7-1 7-1 A3 A2 A1 A0 A5 7-2 7-2 分析图中计数器电路的分频比（分析图中计数器电路的分频比（Y Y与与CPCP的频率之比）的频率之比） 。 10011010 1011 1100 1101 1110 1111 0111 1000 10011010 1011 1100 1101 1110 1111 低低位：位： 高位：高位： 7 7进制进制 9 9进制进制 6363进制计数器，进制计数器， Y Y与与CPCP的频率之比为的频率之比为1 1：6363 7-3 7-3 用二用二- -十进制优先编码器十进制优先编码器74LS14774LS147和计数器和计数器7416074160组成的可控分频器，组成的可控分频器， 试说明当输入信号试说明当输入信号 A A、B B、C C、DD、E E、F F、GG、H H、I I分别为低电平时分别为低电平时 由由Y Y端输出的脉冲频率各为多少。已知端输出的脉冲频率各为多少。已知CPCP的频率为的频率为10kHz10kHz。 地 址 输输 入数 据 输输 出 A3A2A1A0D3D2D1D0 00001111 00010000 00100011 00110100 01000101 01011010 01101001 01111000 10001111 10011100 10100001 10110010 11000001 11010100 11100111 11110000 7-4 图是用164位ROM和74LS161 组成的脉冲分频电路，ROM的 数据表如表所示。试画出在CP 信号连续作用下D3、D2、D1和 D0输出的电压波形， 并说明它们和CP信号频率之比。 74LS161组成十五进制计数器： 000111117-4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CP D0 D1 D2 D3 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 D0: 7/15 D1: 5/15 D2 3/15 D3: 1/15 Q2 Q2 Q1 Q1 Q0 Q0 写出状态转换表、画出状态转换图，描述其功能，并说明其能否自启动 驱动方程： 8-1 由JK触发器和PLA构成的时序逻辑电路如图所示，试分析其功能 状态方程：状态方程：8-18-1 驱动方程： 状态转换图：状态转换图： Q2Q1Q0 000 001 011 010 110111 101 100 六进制计数器，且有自启动能力 8-18-1 ABCY1Y2 00000 00101 01010 01101 10010 10101 11010 11110 解：设解：设A A、B B、C C按下为按下为1 1 ；不按为；不按为0 0 打开锁打开锁Y1Y1为为1 1，报警，报警Y2Y2为为1 1 8-2 试用如图的PLA器件设计一 保密锁逻辑电路。在此电路中 ，保密锁上有A、B、C三个按钮 。当三个按扭同时按下时，或A、 B两个同时按下时，或按下A、B 中的任一位按钮时，锁就能被打开 ；而不符合上列组合状态时，将使 电铃发出报警响声。 要求写出必要的设计步骤， 并画出包括PLA阵列图的逻辑图。 A B C Y1 Y2 8-2 VO 9-1 9-1 在图示的施密特触发器电路中，已知在图示的施密特触发器电路中，已知R R 1 1 =10k=10k， R R 2 2 =30k=30k 。 G G 1 1 和和G G 2 2 为为CMOSCMOS反相器，反相器，V VDDDD=15V=15V。 1) 1)试计算电路的正向阈值电压试计算电路的正向阈值电压V V T T + +、负向阈值电压负向阈值电压V V T T - -和和 回差电压回差电压VV T T 。 2)2)针对输入信号，试画出输出电压的波形。针对输入信号，试画出输出电压的波形。 解解： （1 1） V V T+T+8v V8v V T T - -4v V4v V T T 4v4v （2 2）V V T T+ + 5v V5v V T T - - 2.5v V2.5v V T T 2.5v2.5v 9-2 9-2 在用在用555555定时器接成的施密特触发器电路中，试求：定时器接成的施密特触发器电路中，试求： （1 1）当）当V VCCCC=12V=12V，而且没有外接控制电压时，而且没有外接控制电压时，V V T T+ + 、V V T T - - 及及VV T T 值。值。 （2 2）当）当V VCCCC=9V=9V、外接控制电压外接控制电压V VCOCO=5V=5V时，时，V V T T+ + 、V V T T - - 、 VV T T 各为多少？各为多少？ 解：解： t uc t uo Vcc 2/3Vcc 1/3Vcc T T1T2 9-3 9-3 在用在用555555定时器组成的多谐振荡器电路中，定时器组成的多谐振荡器电路中， 若若R R 1 1 =R=R 2 2 =5.1k=5.1k，C=0.01C=0.01FF， V VCCCC=12V=12V，试计算电路振荡频率试计算电路振荡频率 解：解： 10-1 10-1 在的权电阻网络在的权电阻网络D/AD/A转换器中，若取转换器中，若取V VREFREF=5V=5V，试求试求 当输入数字量为当输入数字量为 d d3 3d d2 2d d 1 1 d d0 0= = 01010101时输出电压。时输出电压。 解：解： 10-2 10-2 若若A/DA/D转换器（包括取样转换器（包括取样- -保持电路）保持电路） 输入模拟电压信号的最高变化频率为输入模拟电压信号的最高变化频率为 10kHz10kHz，试说明取样频率的下限是多少？试说明取样频率的下限是多少？ 完成一次完成一次A/DA/D所用时间的上限是多少？所用时间的上限是多少？ 10-3 10-3