數(shù)字電子技術(shù)

1、數(shù)字電子技術(shù)A主觀題離線作業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名、主觀題（共15道小題）7.?如圖3所示，為檢測(cè)水箱的液位，在 A B C、三個(gè)地方安置了三個(gè)水位檢測(cè)元件，當(dāng)水面低于檢測(cè)元件時(shí)， 檢測(cè)元件輸出低電平，水面高于檢測(cè)元件時(shí)，檢測(cè)元件輸出高電平。試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)水位狀態(tài)顯示電路，要求：當(dāng)水面在A、B之間的正常狀態(tài)時(shí)，僅綠燈 G亮；水面在B、C?可或A以上的異常狀態(tài)時(shí)，僅黃 Y燈亮；水面在 C以下的危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，僅 紅燈R亮。解：其值表如表A3所小谷法輯函數(shù)的與北與邪表達(dá)式分別為a_ IR = C仃二各更輯圖略表R3+8 CPPED r D D CE解：MN=00?8進(jìn)制計(jì)數(shù)器，M!=01?9進(jìn)制計(jì)數(shù)器, ?

2、MN=10?14進(jìn)制計(jì)數(shù)器，MN11?15進(jìn)制計(jì)數(shù)器.9.?發(fā)由全加器FA、2-4線譯碼器和門(mén)電路組成的邏輯電路如圖3 a所示。i3t在圖b中填寫(xiě)輸出邏輯函數(shù)L的卡諾圖（不用化簡(jiǎn)）。? (a)? (b)解：輸出邏輯函數(shù)L的卡諾圖如圖A3所示。10. ?用邏輯代數(shù)證明下列不等式氈)5+金 = 0 且.因 ABCABCABC ABVAC*(c) ABC -ACDCE = AA-CD E解:匕人 由交換律 且+ 8門(mén)=（/+3）（上+仃），得一(b=十W3C十4BD =用（5。十方。十=十3二）;現(xiàn)0 +以）=四+總CJjc+Jcz-I-C +D = A-t-ACD + (C + D)E (0=二用

3、+8 + CD S = A +CD + E11. ?將下列各式轉(zhuǎn)換成與？ - ？或形式cez? 解：3當(dāng)五由下e已二1時(shí),真值為1 .于是， AB=OL CEMJU或CD=H時(shí)，真信為匕口 AB=10； CD=m或CD=11時(shí)，真值為L(zhǎng)媼ABCDABCDv則有四個(gè)最小項(xiàng)不為Q, ffJ ABCD . A BCD.疝力、(2)當(dāng)南岳二1, 一，二0時(shí),真值為L(zhǎng)以 CD=1Q 或 CD=Oi 時(shí)，真值為 L 口Ab=lb CLM?；?CD=(H 時(shí). 真值為 1. 則有四個(gè)最小項(xiàng)不為。，即百豆仃力、AlCD. ABCD.艇 CD 二E鞏 124.781113,14)12. ?利用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)

4、?L=AB+AC解：L= AB-AC13. ?利用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù) = 4 + 0解：二一小14. ?利用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù) =(的(U+0解：一：. 一 一I 一15. ?用卡諾圖法化簡(jiǎn)下列各式用C+RUC +再 C+ ABC解：ACABCBC- ABC = AC+BC +C+ ABC=AC + C74- AC = C +ABC = C16. ?用卡諾圖法化簡(jiǎn)下列各式而C。+ ABCD +/3+七+ ABC解：用C加上0十曲十質(zhì)十屈麻+AD十疝=或月+玩理+JD=巫+的。+版=AB +45+C) 二曲十質(zhì)+E17. ?用卡諾圖法化簡(jiǎn)下列各式ABCD DQBCU) +刃 + “萬(wàn) A(B +

5、C)解：初8+。(先己為 + Q4 +C)Bb + A (E+C)=ABCD-BCDABD+BCDABC- mi +椎+ 煙 十%:+叫十喀色十酒14十朗.十 冽5:工網(wǎng)145瓦叩3414)18. ?用卡諾圖法化簡(jiǎn)下列各式(4 & C功=10406；73910,1213,1鋁5)解：AB A-BC +如 +ACD - AD ABCD（XB,C,0 =二所。12167a913/4） 1. ?解:+ ABC ACD + BCD20?， Z- I.解:AD21.?一 +U：AB+AD+AC（主觀題（共12道小題）4. ?邏轅電路如圖1-1外加c、d所示.試對(duì)應(yīng)圖E所示輸入波形F分別畫(huà)出輸出端上1、

6、羽和山的波形.（觸發(fā)器的初態(tài)為口）d岫口&EH5. ?用代放法化同;山耳=力下守+4+3+0+獲瑪=(AC)2(ACD+D)解：-1 ?分=ACa-AC-8DIK RTT國(guó)I 1-1+J解：各電路輸出端白波形如圖 A1所示。-TL-TL-rLT :1H ! H -r-rn-r-TTjJ 11 3 口-L_Ttr重施工二 “-LLTLLLT6.?已知邏輯函數(shù)：RH A U二出十M 十 ASD + 1SCD 月第18C=ABCD+ICE1 +豆十夕 F =巴及畫(huà)出邏輯函數(shù)Fi、F2?和F的卡諾圖；用最少的與非門(mén)實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) F,畫(huà)出邏輯 圖。解：邏輯函數(shù)Fi、F2和F的卡諾圖如圖 A2所示。F =

7、 CDABD+ABC = Cb-ADAC列出真值表，說(shuō)明電路能實(shí)現(xiàn)7.?分析圖3所示邏輯電路，寫(xiě)出輸出端的邏輯函數(shù)表達(dá)式,什么邏輯功能.解:k ABrABC-ABC? 4 二總真值表如表A3所示.電路實(shí)現(xiàn)全加器功能.8. ?用數(shù)據(jù)選擇器組成的多功能組合邏輯電路如圖4所示。圖中G、G為功能選擇輸入信號(hào),表AA E0 0妒0 Q M1 M0 1 g1 (P0 W1 口出i (p10 1o a1 1 00 IP1 i,r igX、Z為輸入邏輯變量，F(xiàn)為輸出邏輯函數(shù)。 分析該電路在不同的選擇信號(hào)時(shí)，可獲得哪幾種邏輯功能，請(qǐng)將結(jié)果填入表4中。5 D1 D： D二口. D- 01 D?I; 74HC151

8、陰加表*Gi %：功也0解：分析電路可得5 r 5為不同取值時(shí)的謖揖功能加表A4所示.5 備*產(chǎn)戶(hù)功能一o出皿4%或邏輯J1卜馬尊輯1陣F = XZ +應(yīng)異或留輯，,L /同或置輯9.?設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路。電路輸入DCBW 8421BC加，當(dāng)輸入代碼所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)能 被4整除時(shí)，輸出L為1 ,其他情況為0。1 .用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)。2 .用3線-8線譯碼器74HC138和邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)。（0可被任何數(shù)整除，要求有設(shè)計(jì)過(guò)程，最后畫(huà)出電路圖）解:L真值表略,用卡諾圖化筒得最筒的或非表達(dá)式為一L -n十萬(wàn) 小或非門(mén)實(shí)現(xiàn)而電路圖如圖A5-1所示J乙 變換函數(shù)1的表達(dá)式得/Z 二詬=CA CBA =1 七.用

9、74HC1初實(shí)現(xiàn)的電路如圖組-2所示看n10. ?將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和8421BCM (要求轉(zhuǎn)換誤差不大于 2-4):?(1) 43?(2) 127?(3) ?(4)解：(1) 43D=101011B=53O=2BH ?43 的 BCD碼為 0100 0011BCD(2) 127D=1111111B=177O=7FH ?127 的 BCDg碼為 0001 0010 0111BCQ(3) =.01B= ; ?0010 0101 0101BCD。(4) = 0111B= ; ? 0001 1000BCD。11. ?將下列每一二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制碼：?(1) 101

10、001B?(2)解：(1) 101001B=29H?(2)=12. ?將下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：？(2)解：(1)=10 0011 0101B?(2)=1010 0000 0100 0001B(坊M十碗a月) 25(7(5 4-0(d)送+ H8C +月/+CE + B取(e) AB + AB + AB + AB 口(耳+ 4)+ (工+為+(尊懣丁 J( 04 + 3X/斗宮+ C)j(h)為mb+W豆C十8c十工十8已t總身與(月*且)j13. ? BASC + ACAB解：C)= ABBCVA)=AECAE=AB-(b)=(力+5乂疝)=萌e= ABC(B + C) = ( + 5

11、 + ?) ( + C), =AB-hBCACBCC= ABC但卜 A + ABCABCCBCB =AC(e)=金3+百豆+= H +工=0型(0= (N十旦)+(+十國(guó)+(K為十月處k(且口功工月十的-0t為 五的, (AE 十函+ S%AB + 疝)=R(AB 4-月耳)=AB(S= (H+B(且十舊*二/ +、ABC +ABC+ABCABC = A-ABC -hBC _ _*= A+BC +3C =W+U；f）=3 + 317 =葩（/ + 5） = 65 + 豆）（C1 IK%Y WS| 74HC151解：波形如圖A2所示。9.?邏輯電路如圖4所示，試畫(huà)出 Q、Q、Q的波形。設(shè)各觸發(fā)器

12、初態(tài)為0。b -RrLTLKTL解：驅(qū)動(dòng)方程：4&T，&G&*辦1 &- 21*0波形圖如圖A*小I I 1 I L I圖A* LIL10. ?已知某同步時(shí)序邏輯電路的時(shí)序圖如圖5所示。1 .列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，寫(xiě)出每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程2 .試用D觸發(fā)器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)該時(shí)序邏輯電路，要求電路最簡(jiǎn)。畫(huà)出邏輯電路圖表Q；QJ Q”Q：*、DF n(力 I(1i11)1 Ei111 11口t1(1，)L力 n(1II解：1.狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表如表R5所示.激勵(lì)方程；RrQi，功=&狀態(tài)方程；如二/02二心翕“二函, 狀態(tài)圖如圖q5所示=*QQQQ=0001,試畫(huà)出各輸出端 Q、Q、Q、Q和

13、L的波形。電路具自居動(dòng)能力2.電路圖略.中11.?用移位寄存器74194和邏輯門(mén)組成的電路如圖6所示。設(shè)74194的初始狀態(tài)管 jnfLFLFLrLfLFLFL解：各輸出端 Q、Q、Q、Q和L的波形如圖A6所示。o_n_n_TLn_TLru I i i n ia-U-TL-TLV i| I V B I.-TLrmF I I I t I I0rurL12.?邏輯電路如圖2?a、b、c所示。試對(duì)應(yīng)圖d所示輸入波形，分別畫(huà)出輸出端 Li、L2?和匕的波形。（設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為 0）?(a)? (b)? (c)? (d) 解：輸出端Li、L2和L3的波形如圖A2所示。RS觸發(fā)器如題圖所示，試分析其工作原

14、理并列出功能表。R解:說(shuō)明輸出優(yōu)態(tài)不變R高電平肓奴.更位高電平有效.置位 輒出優(yōu)態(tài)不定14.?設(shè)主從JK觸發(fā)器的初始狀態(tài)為 0, CR J、K信號(hào)如題圖所示，試畫(huà)出觸發(fā)器Q端的波形。解：答案見(jiàn)題圖，即上圖中最下面一個(gè)波形。二、主觀題（共10道小題）6.?分析如圖5所示時(shí)序邏輯電路。（設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)均為0）1 .寫(xiě)出各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程、驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程；2 .畫(huà)出完整的狀態(tài)圖，判斷電路是否具能自啟動(dòng)；3 .畫(huà)出在CP作用下的Q0 Q1及Q3的波形。CP1.TLimjirLTL解:2,激勵(lì)方程：A =+；修,劣=修撲色：；片十0；片,輸出方程I*3.電路為可控三進(jìn)制計(jì)數(shù)器Ipoi)圖心如3.渡形

15、圖如圖蚯-3所示 口1.時(shí)鐘方程；=CP, = CP及-激勵(lì)方程i。二Q/二1； 7j = l : = I.是=a蠹跖=1 狀態(tài)方程;率2c+1 = QiQt)cP(t + s2JoF Q” = 5因+2。,= 2,0：A +。：工t2.電路的狀態(tài)圖如圖/-%所示口電路具有自啟動(dòng)功能口，2 g I國(guó)AI7.?試用正邊沿D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖6所示1.列出狀態(tài)表;2.寫(xiě)出各觸發(fā)器的激勵(lì)方程和輸出方程;3.說(shuō)明電路功能。OJO0B解：L電路就會(huì)表如表由5所小a 摩 *|爐w。卜孫口戶(hù)n wo10 k1, ISIU+IOjOswq*U J 0Q IfH表38.?分析如圖6所示

16、時(shí)序邏輯電路1 .寫(xiě)出各觸發(fā)器的激勵(lì)方程、輸出方程2 .寫(xiě)出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程3 .列出電路的狀態(tài)表并畫(huà)出狀態(tài)圖4 .說(shuō)明電路的邏輯功能。解:1 .激勵(lì)方程：0 =05 = 2 干（0 +口輸出方程.為：。十月息；工.2 .狀態(tài)方程:2741 = Ci=2 + ter + /）.3.狀態(tài)表如表A方所示&狀態(tài)圖如圖A6所示4.電路為可逆計(jì)數(shù)骼. K-0時(shí)為加法盥; 減法器的借位輸出端V 0圖直g時(shí)為減法罌$ F端為加法罌的進(jìn)位輸由端而9 .?用邊沿JK觸發(fā)器和最少的邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)同步可控2位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。當(dāng)控制信號(hào)X=0時(shí)，電路狀態(tài)不變；當(dāng) X=1時(shí)，在時(shí)鐘脈沖作用下進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。要求計(jì)數(shù)器

17、有一個(gè)輸出信號(hào)Z,當(dāng)產(chǎn)生借位時(shí)Z為1,其他情況Z為0。解：狀態(tài)圖如圖A7所示.狀態(tài)表如表A7所示。+，表A7J雙口。產(chǎn)OA a,屆巾0 g0Q/L1U1一001皿00 a1 81UFO口01 FQ 口】U11JIP1口 F0 戶(hù).勵(lì)方程為：山輸出方程為:邏輯圖及自啟動(dòng)檢查略.一10 .?某組合邏輯電路的輸入、輸出信號(hào)的波形如圖4所示。寫(xiě)出電路的邏輯函數(shù)表達(dá)式;1.解:1. Z = DCBA DC BA + DCBA + DCBA + DCEA + DCBA2.用卡諾圖化簡(jiǎn)得Z = CB-CBA3,豆、/) k 掰(工4、6匕邏輯圖如圖A4所示。rmD I Dj D3D4 Dj D15D774H

18、C151CP和A的波形，畫(huà)出觸發(fā)器 Q端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初始11. ?邏輯電路如題圖所示，已知狀態(tài)為0。cpJULTLTLrLr解:01,當(dāng)序列X=100110時(shí),求該12. ?圖題是某時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，設(shè)電路的初始狀態(tài)為 電路輸出Z的序列。13. ?在某計(jì)數(shù)器的輸出端觀察到如圖所示的波形，試確定該計(jì)數(shù)器的模解:模為614 . ?由集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121組成的延時(shí)電路及輸入波形如圖題所示。(1)計(jì)算輸出脈寬的變化范圍；(2)解釋為什么使用電位器時(shí)要串接一個(gè)電阻。20k1L%5. Ik74121AiVIITA3 B解：工作原理見(jiàn)教材Pia3-P185(1)按照上圖的接法，其輸出脈沖的宓

19、度為:中% = 0.743cle 由于有一個(gè)20m的電位器，其外接電阻的變化范圍是；5羔到(20+5.1) KQj故：”%= 0,7%C= 0,7*5.卜】爐以107 =3.57*10% = 3,57皿tw. = 0.72? r =0.7x25.1xl(T xlx 103二 17一57/ 10咯工=17.57ms。 ff A故輸出脈沖的變化范圍為：3.57R1S到17.57ms.2)串接一個(gè)電阻是為了使該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保證有一個(gè)最短的暫恣持名翔寸間j當(dāng)輸入臟 沖為周期性觸發(fā)脈;中時(shí)有一個(gè)最小占空比。15 .?某雙積分A/D轉(zhuǎn)換器中，計(jì)數(shù)器為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 其最大計(jì)數(shù)容量為(3000) d。已知計(jì)

20、數(shù) 時(shí)鐘脈沖頻率fcP=30kHz,積分器中R=100kVV C=1mF輸入電壓vi的變化范圍為 05V。試求: (1)?第一次積分時(shí)間T1； (2)?求積分器的最大輸出電壓 M口皿/；(3)?當(dāng)Vref=10V,第二次積分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值1=(1500) D時(shí)輸入電壓的平均值 Vi為多少 解：(1) Ti = XiTc = 3000 陽(yáng)= 0 1s+1 c 3；0xl03100x11x1 足1 尸a5 = 5V,人ref1-00x10 -=)43000、主觀題(共7道小題)2.?由555定時(shí)器組成的脈沖電路及參數(shù)如圖8 a所示。已知vi的電壓波形如圖對(duì)應(yīng)Vi畫(huà)出圖中Voi、V02的波形；b所示。試? (b)解：對(duì)應(yīng)Vi畫(huà)出圖中Voi、V02的波形如圖A8