大学数字电路与逻辑设计考试试题

1、I试卷编号IIII:II;II:I审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2010至2011学年度第一学期课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1080得分使用班级：信息工程学院08级姓名：学号：题号一二二四五六七八九十总分得分、基本题（30分）1.用公式法化简函数丫1=A?B?C+aC+bC（5分）答案：丫1 = 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逻辑函数化成最简与-或式。丫2 = Em（0,1,6,9,14,15）+

2、2（2,4,7,8,10,11,12,13）答案：y2 = bc + B?C（必须画出卡诺图，圈“ 1”，8分）3 .已知 74LS00 为四个 2 输入与非门，其 IoL=20mA, Ioh = 1mA , I il = 2 mA , I ih = 50 科 A,计算 74LS00 最多可驱动几个同类门。（6分）答案：IolNlIil，Nl W件二 10（2 分）；Ioh 2NhIih , Nh W手=10 （2 分）；故 Nh = 10 （2 分） 1 IL21 IH4.画出图答案：（a）（b）图1.15.8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

3、式；（2）若输入字量为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）7答案：（1） VO =-REFZii2i（3 分）2 i 03.6 =-维47;28Vref = -7.2V （ 2 分）输入数字量为10101000时，-7.2753Vo =-8-（2 +2 +2 ）= 4.725V （ 2 分）2IOUT1VrefO- DAC0832I OUT2图1.2（10 分）、得分图2 （a）由集成3线-8线译码器74HC138构成的逻辑电路，试分析其逻辑功能。要求:（1）写出输出端的逻辑表达式；（2）写出输出和输入真值表;答案：（1） Y

4、1 = m1 + m2 + m4 + m7 （2 分）（3）说明电路的作用。74HC138的功能表如图（b）所示。Y2 = m3 + m5+m6+m7 （2 分）（2） （4分）输入ABC输出Yi Y2Y .I74HC138的功能表X101X10 0110Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 匕 Y Y074HC138a2 A1 A0G1 G 2 A G2B010 100110110 0 10mi10 10 11100 111111ABCLT注：而1为A2、Ap A0的最小项组合（a）（b）（3）此电路为全加器。（2分）三、（14分）得分A2A1A0 GYW74HC151Do di D2 D3 D4

5、D5 D6 D7集成8选1数据选择器74HC151的逻辑符号如图3所示，试用74HC151和逻辑门实现下面逻辑函数:Y2（A,B,C,D）=4（0,1,3,7,9,13,14）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,a=b,A0=C（3分）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)贝UDo=1,D7=D,Di=D3=D4=D6=D,D5=D2=0(4分)(3)连线图(4分)四、(14分)得分同

6、步时序逻辑电路如图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）说明电路的逻辑功能；（5）判断电路能否自启动。答案：（1）驱动方程：（3分）D 二 Q2 Q3 ,D 二 Q ,D1 = Q2(2) D触发器的特性方程为Qn+1 = D （1分）状态方程：（3分）n+1n n CLKQ1= D1 = Q2 ® Q3Q3n+1 n+1n+1Q3 Q2 Q1Y Q2n+1 = D2 = Q1nQ3n Q2Q；八 n+1nQ3= D 3 = Q2(3)(4)(5)状态转换表（3分）电路为七进制计数器（2分）电路不能自启动（2分）0 0111 01

7、0 111 01 00 11 1 01 0 00 111 01 0111 01 0011 010 01五、（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；检查自启动；（4）画出实现的电路。答案：（1）触发器数目为2 （1分）；其状态转换图如图（1分）0001 - 10 00,且能自启列出电路的驱动方程；（3）n+1 n n - nn-nQ2 = Q1 (Q2 + Q2 ) = Q1 Q2(2)状态方程：（2分）、Q1n+1 = Q2nQ1n（2） JK触发器的特性方程为 Qn+1 = JQn + K

8、Qn （1分）则驱动方程为J2=Qin,K2=1；J2=Q2n,K2=1（4分）（3）将11带入状态方程得Q21+1Q1n+1=01,故电路可以自启动。（2分）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的逻辑式，并画出状态转换图输入输出CLRCLKEP ETLOADQd qc Qb Qa说 明LL L l L异步清零HLD C B A同步预置数HLHQd Qc Qb Qa保才e （rco不变）HLHqd Qc qb qa保持（RCO 0）HH HH加法计数74HC161的功能表1 1CLKQa Qb Qc Q

9、dEPRCOETCLK74LS161LOADCLR图6七、（6分）得分答案：（1）为10进制计数器（2分）；（2）状态转换图如图（2分）（3）CLR=QdQb（2分）注：QdQcQbQ由4片2114（1024X4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。图7答案：（1）容量为4096X4（4分）（2）2114（2）的地址范围为4007FFH;（2分）八、（6分）得分2）若要求扬声器在开关 S闭合后，持续响如图8所示电路，（1）试分析CB555构成的是什么电路?22s,试确定电阻R的阻值.Vcc5V20k100 gFCB

10、555 (1)510F0.01口答案：（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Ru-tWuZMa（2分）。1.1C试卷编P11111|11In1H1111i111111nT1II!审核人：试卷分类（A卷或B卷）_B_学期：2012至2013学年度第二学期课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1690得分使用班级：信息工程学院10级姓名：学号：题号一二三四五六七总分得分填空题（每题2分，共16分）1、触发器是组成寄存器和移位寄存器的基本单元电器.一个n位的数码寄存器n个触发器组成。2、时序逻辑电路按照其触发器是否有统一的时钟控制分为同步时

11、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、已知原函数为匚了乔一7c、则它的反函数为/ABCAcF1ABCAC（ABCA）C5、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。6、利用卡诺图化简法化简逻辑函数时，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

12、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。得分单项选择题（每小题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、502、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、下面几种逻辑门中，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

13、、NB、N1C、N+1D、06、555定时器的阈值为（C）。A、1/3VCC2/3VCC D、1/3VCC和 VCC7、OC门在使用时须在（ B）之间接一个电阻B 、2/3VCC C、1/3VCC和A、输出与地R输出与电源G输出与输入 D、输入与电源8、欲将容量为128X8的RAMT展为1024X8,则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端数为（D）。A1B、2C、3D8三、得分判断题，如果错误在括号内画“”，正确画“V”（每小题1分,共8分）（）1、若两个函数具有不同的逻辑函数式，则两个逻辑函数必然不相等。（）2、时序逻辑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

14、效输出为高电平的七段显示译码器来驱动。（）4、已知逻辑函数AB=AC,则B=Co（）5、优先编码器的编码信号是相互排斥的，不允许多个编码信号同时有效。（，）6、普通的逻辑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。得分简答题（每题6分，共24分）（，）8、若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。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）10 k Q_ p-Wi J VIL10k Q(1 (1vEN51 Q JVIH(3 (1答案：Y1输出低电平（

15、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下列式Y（A,B,C, D） m（0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14）答案：Y 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? 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从 3M(2分)。1.1CVcc 5V20k图24、图3电路是可变进制计数器。试分析当控制变量A为

16、1和0时电路各为几进制计数器,并画出状态转换表。CLK Re【/ FP ET输用端工作状态清零（异步）改背故同步）保持（包括T）保持（但CR）& &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）计数 脉冲顺序A=0A= 1Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0000000000100010001200100010300110011401000100501010101601100110701110111810001000910011001101010111011得分图4是由3线-8线译码器和P2的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。74LS1

17、38和门电路构成的电路，试写出 Pi （10 分）计数(a)(b)图4+ABC答案(1)写出输出的表达式，即Pi=Em(0,7)二(2分)P2=2m(1,2,3,4,5,6)=+BC+(3分)真值表如表所列。（3分）ABCP1P2000p01001010010101001011I011000110101110：0111110（3）该电路为一致性判别电路，当A、BC相同时，R=1;不同时B=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100-110010一011-001-101100。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

18、转的三相脉冲分配电路（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）验证能否自启动。（18分）控制状态与初态100110010011001101000111答案(1)状态转换图或表为：(4分)(2)次态卡诺图为：(4分)(3)状态方程:qA1Qb(4)驱动方程:DAQBX00110X10100011110qB1B(3分)qB1BQCqC1Q7(3分)DbD触发器的状态方程Qin1X11100X00100011110qen1D比较，得驱动方程:(5)由状态方程，有:000111故不可自启动。Qc(2分)111一DeQaCA*000(6)修改

19、任意一个状态方程：(2分)QA1QaQbQcQbQaQc有:000011故可自启动。111100七、I得分I某实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。请设计该逻辑电路。（14分）答案解：1.根据逻辑问题找出输入变量和输出变量，并列出真值表。（4分）在题所述逻辑问题中，可确定A、B、C为输入变量，它们代表三台设备的故障情况，并设定:有故障时，对应逻辑“1”；无故障时，对应逻辑“0”。确定Li、L2为输出变量，它们分别表示黄灯和红灯的亮、灭情况，我们设定：灯亮时，对应逻辑“1”；灯灭时，对应逻辑“0”,3.

20、由真值表写出逻辑表达式（2分），并化简（4分）ABCL1L20000000110010100110110010101011100111111用卡诺图法化简L2：将真值表中的函数值填入卡诺图（a）,并化简。可直接得到最简表达式:L2=AB+BC+AC若采用与非门实现，则应将函数转换为与非一与非式：（2分）4.根据表达式画出逻辑电路如图解（b）所示(2分)(b)(a)试卷编P11111|1111111111H1111i1i1IhT1_III_审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2012至2013学年度第二学期课程：数字电路与逻辑设计课程代号：005A1690使用班级：信息工程学院10级姓名：学号

21、：题号一二三四五六七总分得分四、得分填空题（每题2分，共16分）1、触发器是组成寄存器和移位寄存器的基本单元电器,一个n位的数码寄存器需由n个触发器组成。2、时序逻辑电路按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03、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、已知原函数为匚了十一ZC、则它的反函数为/AppAXpF1ABCAC（ABCA）C5、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。6、利用卡诺图化简法化简逻辑函数

22、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。得分单项选择题（每小题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、502、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

23、触发器D、石英晶体多谐振荡器4、下面几种逻辑门中，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。ANB、N1C、N+1D、06、555定时器的阈值为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R输出与电源G输出与输入D、输入与电源8、欲将容量为128X8的RAMT展为1024X8,则需要控制各片选端的辅助译码器的输出端数为（D）o六、得分A1B、2C、3D8判断题，如果错误在括号内画

24、“”，正确画“V”（每小题1分,共8分）（）1、若两个函数具有不同的逻辑函数式，则两个逻辑函数必然不相等。（）2、时序逻辑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、已知逻辑函数AB=AC,则B=C0（）5、优先编码器的编码信号是相互排斥的，不允许多个编码信号同时有效。（，）6、普通的逻辑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、若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。得分四、简答题（每题6分,共24分）1、如图1所

25、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）10 k Q.VIL10 k Q(1 (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下列式Y(A,B,C,D)m(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14)答案：YA'D'CD'B'(1)填写“1”，2分；(2)画圈，2分；(3)写出结果，2分。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工3M（2分）。1.1CVcc 5V20k10 口 丁0.01 口

26、8476CB555(1) 32153、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。CLKL； FP ET输出端工作状态& &图24、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。清零（异步）会肯放同步）保持（包括，）保持（但CF）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）计数A=0A= 1脉冲顺序Q3 Q2 Qi Q0Q3 Q2 Qi Q000 0000 000 T10 001000120 010001030 0110011401000100计数Pi74 LS 138的真值表（注：mi为A2AiAq组合的最小项）（a）(b)图4五、I寸I图4是由3线-8线译码器74LS138和门电路构成的电路，试写出和P2的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。（10分）+ABC答案(1)写出输出的表达式，即Pi=Em(0,7)二(2分)P2=2m(1,2,3,4,5,6)=+BC+(3分)真值表如表所列。(3分)ABCP1P20001100010100101010：01011011000