《数字电子技术基础》试题及参考答案.pdf

天津工业大学 信息与通信工程学院 1 数字电子技术基础数字电子技术基础试题试题及及参考答案参考答案 一、填空题（每空一、填空题（每空 1 1 分，共分，共 5 5 分）分） 1 1十进制十进制 9 9 用余用余 3 3 码表示为码表示为 1100 1100 。 2 2 逻辑函数逻辑函数 Y=AY=A（B+CB+C） ，其反函数） ，其反函数Y= =CBA 。对偶函数。对偶函数 Y Y= = A + BC A + BC 。 3 3 OCOC 门在实际使用时必须在输出端外接门在实际使用时必须在输出端外接 负载电阻和电源负载电阻和电源 。 4.4. 设计模值为设计模值为 3030 的计数器至少需要的计数器至少需要 5 5 级触发器。级触发器。 二、选择题（每题二、选择题（每题 2 2 分，共分，共 1010 分）分） 1 1 逻辑函数的描述有多种，下面逻辑函数的描述有多种，下面 B B 描述是唯一的。描述是唯一的。 A.A.逻辑函数表达式逻辑函数表达式 B.B.卡诺图卡诺图 C.C.逻辑图逻辑图 D. D. 文字说明文字说明 2 2 一只四输入与非门，使其输出为一只四输入与非门，使其输出为 0 0 的输入变量取值组合有的输入变量取值组合有 D D 种。种。 A.15 B.8 C.7 D.1A.15 B.8 C.7 D.1 3. 3. 可用来暂时存放数据的器件是可用来暂时存放数据的器件是 B B 。 A.A.译码器译码器 B.B.寄存器寄存器 C.C.全加器全加器 D.D.编码器编码器 4 4 D D 可用来自动产生矩形脉冲信号。可用来自动产生矩形脉冲信号。 A.A.施密特触发器施密特触发器 B.B.单稳态触发器单稳态触发器 C.TC.T 触发器触发器 D. D. 多谐振荡器多谐振荡器 5 5 单稳态触发器的主要用途是单稳态触发器的主要用途是 C C 。 A.A.整形、延时、鉴幅整形、延时、鉴幅 B. B. 整形、鉴幅、定时整形、鉴幅、定时 C.C.延时、定时、整形延时、定时、整形 D.D.延时、定时、存储延时、定时、存储 三、化简题（每题三、化简题（每题 5 5 分、共分、共 1010 分）分） 用卡诺图化简下列逻辑函数，要求用与或式。用卡诺图化简下列逻辑函数，要求用与或式。 DCADCACBADCABDABCY 解：解：DADCADCACBADCABDABCY 得分得分 评卷人评卷人 复查人复查人 得分得分 评卷人评卷人 复查人复查人 得分得分 评卷人评卷人 复查人复查人 天津工业大学 信息与通信工程学院 2 )15,14,13,12,11,10()9 , 8 , 7 , 6 , 5(dmY 解：解：BDBCAdmY )15,14,13,12,11,10()9 , 8 , 7 , 6 , 5( 四、分析题（共四、分析题（共 3030 分）分） 1 1 （本题 （本题 1010 分）分析电路，要求给出最简的与或逻辑表达式。分）分析电路，要求给出最简的与或逻辑表达式。 解：逐级写表达式并化简： （解：逐级写表达式并化简： （6 6 分）分） CBABACBBABABCBABCBAY)()()( 列真值表： （列真值表： （2 2 分）分） A B CA B C Y Y 0 0 00 0 0 0 0 10 0 1 0 1 00 1 0 0 1 10 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 得分得分 评卷人评卷人 复查人复查人 天津工业大学 信息与通信工程学院 3 1 01 0 0 0 1 0 11 0 1 1 1 01 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 逻辑功能： （逻辑功能： （2 2 分）分） 当当 C C 为为 0 0 时，输出时，输出 Y Y 为两输入为两输入 A A、B B 异或，当异或，当 C C 为为 1 1 时，输出时，输出 Y Y 为为 A A B B。 2 2 （本题 （本题 1515 分）已知用分）已知用 CT4047CT4047 组成的电路如下图组成的电路如下图(a)(a)所示，输入波形如图（所示，输入波形如图（b b）所示所示 试分析电路、写出试分析电路、写出 Q Q 的表达式的表达式 说明说明 B B 端的作用端的作用 画出画出 Q Q 端的输出波形端的输出波形 解：（解：（5 5 分）由给定电路可得分）由给定电路可得 D D 触发器的驱动信号为：触发器的驱动信号为： 将其代入将其代入 D D 触发器的特性方程，即可得触发器触发器的特性方程，即可得触发器 Q Q 端的端的表达式如下：表达式如下： （5 5 分）分）B B 端的作用为端的作用为: :当当 B=0B=0 时，时， 有效，触发器无条件复位；当有效，触发器无条件复位；当 B=1B=1 时，时， 无效，触发器的无效，触发器的 状态由状态由 决定。即决定。即 B B 端用来控制端用来控制 D D 触发器的复位或正常工作。触发器的复位或正常工作。 （5 5 分）根据维持阻塞分）根据维持阻塞 D D 触发器的逻辑功能和动作特点，输出状态仅仅取决于触发器的逻辑功能和动作特点，输出状态仅仅取决于 CPCP 脉冲上升沿到脉冲上升沿到 来时输入信号的状态，而在此之前和之后，无论来时输入信号的状态，而在此之前和之后，无论 CP=1CP=1 期间还是期间还是 CP=0CP=0 期间，输入信号的变化都对其输出期间，输入信号的变化都对其输出 状态无影响，可画出状态无影响，可画出 Q Q 端与端与 CPCP 的对应波形如图的对应波形如图(b)(b)所示。所示。 3 3 （本题 （本题 5 5 分）试分析下面电路构成计数分）试分析下面电路构成计数器的模值，并画出全状态图。器的模值，并画出全状态图。 表：表：4 4 位同步二进制计数器位同步二进制计数器 74LS16174LS161 的功能表的功能表 （a a）逻辑图）逻辑图 （b b）波形图）波形图 Q AD n Q A Q AD Q nnn 1 RDRD Q AD Q nn 1 天津工业大学 信息与通信工程学院 4 解：由解：由 74LS16174LS161 的功能表可知，的功能表可知，74LS16174LS161 的置数功能是同步的，该电路采用的是同步置数法，置数的置数功能是同步的，该电路采用的是同步置数法，置数 状态为状态为 10011001， 该状态应是计数循环中的一个状态， 所置数值为， 该状态应是计数循环中的一个状态， 所置数值为 00000000， 因而计数循环的状态为， 因而计数循环的状态为 0000100100001001， 共共 1010 个状态，则个状态，则M M=10=10，全状态图如下图所示。所以该电路为十进制计数器。，全状态图如下图所示。所以该电路为十进制计数器。 （2 2 分）分） （3 3 分）分） 五、设计题（共五、设计题（共 4545 分）分） 1 1 （本题 （本题 1515 分）某试验室用两个灯显示三台设备的故障情况，当一台设备分）某试验室用两个灯显示三台设备的故障情况，当一台设备 有故障时黄灯亮，当两台设备同时有故障时红灯亮，当三台设备同时有故障时黄、红两灯都亮。试设计有故障时黄灯亮，当两台设备同时有故障时红灯亮，当三台设备同时有故障时黄、红两灯都亮。试设计 一个最简的逻辑电路以实现对设备故障情况的正确显示。 （提示：设输入变量：设备正常为一个最简的逻辑电路以实现对设备故障情况的正确显示。 （提示：设输入变量：设备正常为 0 0，设备有，设备有 故障为故障为 1 1；输出变量：灯灭为；输出变量：灯灭为 0 0，灯亮为，灯亮为 1 1） 解：（解：（5 5 分）根据题意列真值表：设三台设备为输入变量，分）根据题意列真值表：设三台设备为输入变量， 分别用分别用 ABCABC 表示，设备正常表示，设备正常时为时为 0 0，设备有故障为，设备有故障为 1 1；灯；灯 为输出变量，黄灯用为输出变量，黄灯用 S S 表示，红灯用表示，红灯用 COCO 表示，灯灭为表示，灯灭为 0 0， 灯亮为灯亮为 1 1。 写表达式并化简（写表达式并化简（5 5 分）分） CBACBABACABBA ABCCBACBACBAS )()( CBAABCBABAABABCCABCBABCACO)()( 画逻辑图： （画逻辑图： （5 5 分）分） CP CR LD EP ET 工作状态 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 置 0 预置数 保持 保持(C=0) 计数 得分得分 评卷人评卷人 复查人复查人 A B CA B C S COS CO 0 0 00 0 0 0 0 10 0 1 0 1 00 1 0 0 1 10 1 1 1 01 0 0 0 1 0 11 0 1 1 1 01 1 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 1 01 0 1 01 0 0 10 1 1 01 0 0 10 1 0 10 1 1 11 1 天津工业大学 信息与通信工程学院 5 2 2 （本题 （本题 5 5 分）用分）用 8 8 选选 1 1 数据选择器数据选择器 CT74151CT74151 实现函数：实现函数：ABCBABCAY 解：解：ABCCABCBABCAABCBABCAY（1 1 分）分） 8 8 选选 1 1 数据选择器的表达式为：数据选择器的表达式为： 7012601250124012 3012201210120012 DAAADAAADAAADAAA DAAADAAADAAADAAAY （1 1 分）分） 经比较令：经比较令：A2=A、A1=B、A0=C；D0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1（1 1 分）分） 即得下图： （即得下图： （2 2 分）分） 3. 3. （本题（本题 1010 分）用分）用 3 3 线线- -8 8 线译码器线译码器 CT74LS138CT74LS138 和门电路实现多输出函数和门电路实现多输出函数 )( 1 CBAABC Y BABA Y 2 解：解： mmmmmmmmmmmm BCACBACBAABCCABAABCCBAABC Y 732173217321 1 )( （2 2 分）分） mmmmmmmm mmmm BCACBACBACBABABA Y 54325432 54322 （2 2 分）分） 天津工业大学 信息与通信工程学院 6 （6 6 分）分） 4. 4. （本题（本题 1515 分）用分）用 J J- -K K 触发器设计一个同步三进制计数器，完成如下功能。触发器设计一个同步三进制计数器，完成如下功能。 （要求（要求列状态转换列状态转换 表，写状态方程、表，写状态方程、驱动方程、输出方程，画出逻辑图。 ）驱动方程、输出方程，画出逻辑图。 ） 解：由状态图列状态转换表解：由状态图列状态转换表(2(2 分分) ) 状态变状态变 化顺序化顺序 状态编码状态编码 进位输出进位输出 Y Y nnQ Q 01 1 0 1 1 nn QQ 1 1 0 00 0 0 10 1 0 0 2 2 0 10 1 1 1 1 1 0 0 3 3 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 ( (共共 8 8 分分) )画次态逻辑函数和进位输出函数卡诺图画次态逻辑函数和进位输出函数卡诺图(3(3 分分) ), ,求状态方程求状态方程(2(2 分分) )、驱动方程、驱动方程(2(2 分分) )、输、输 出方程出方程(1(1 分分) )。 法一：法一： 天津工业大学 信息与通信工程学院 7 011010101 010