數(shù)字電路與邏輯設(shè)計20112012(一)B有答案

1、試卷編號命題人： 王玉青 審核人： 試卷分類（A卷或B卷） A 五邑大學(xué) 試 卷（答案）學(xué)期： 2011 至 2012 學(xué)年度第 一 學(xué)期課程： 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計 課程代號： 005A1690使用班級： 信息工程學(xué)院09級 姓名： 學(xué)號： 題號一二三四五六七八九十總分得分得分一、基本題(27分)1. 用公式法化簡函數(shù)（5分）答案：（1分）（1分）（2分）（1分）2. 試用卡諾圖法將下面邏輯函數(shù)化成最簡與或式。（必須畫出卡諾圖和圈，8分）答案：（3分）填卡諾圖（2分）；圈“1”（3分）3. 試計算圖1所示電路中上拉電阻RL的取值范圍。其中G1、G2、G3是74LS系列OC門，輸出管截止時的漏電

2、流IOH100A，輸出低電平VOL0.4V時允許的最大負(fù)載電流IOL(max)=8mA。G4、G5、G6為74LS系列與非門，它們的輸入電流為IIL0.4mA，IIH20A。給定VCC=5V，要求OC門的輸出高、低電平應(yīng)滿足VOH3.2V、VOL0.4V。（8分）解：RL允許的最大值為：RL允許的最小值為： 故RL的取值范圍應(yīng)為：0.68kRL4.29k4. 要實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，一般要經(jīng)過4個過程，即 采樣 ， 保持 ， 量化 和 編碼 。（6分, 每空1.5分）得分二、（12分）用3線-8線譯碼器74LS138和門電路設(shè)計1位二進(jìn)制全加器電路，輸入為被加數(shù)、加數(shù)和來自低位的進(jìn)位，輸出為兩數(shù)之和及

3、向高位的進(jìn)位。解：設(shè)Ai為被加數(shù)，Bi為加數(shù)，Ci-1為來自低位的進(jìn)位，Si為兩數(shù)之和，Ci為向高位的進(jìn)位。真值表為：（3分） 圖2（3分）（3分）令A(yù)2=Ai，A1=Bi。A0=Ci-1，其電路如圖所示。（3分）得分三、（12分）用1片8選1數(shù)據(jù)選擇器74HC151一個函數(shù)發(fā)生器電路，其功能表如圖3所示。S1S0Y0001A+B1011 圖 3解：由功能表寫出邏輯表達(dá)式：（3分）對比8選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯輸出式：可得：（3分）令74HC151的輸入為A2=S1，A1=S0。A0=A，D0=D7=0，D1=D2=D4=B，D3=D6=1，D5=。（3分）其電路圖如圖所示：（3分）得分 四、（1

4、7分）分析如圖4所示電路，要求：（1） 寫出電路的驅(qū)動方程，狀態(tài)方程和輸出方程； （2） 畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖； （3） 說明電路的邏輯功能。圖 4答案：（1）驅(qū)動方程： （3分）狀態(tài)方程：，（3分）輸出方程： （1分）（2）狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 （4分） 初態(tài)次態(tài)輸出Y00000100010110011111011111001101000100000101010101010101狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：(2分)（3）有效循環(huán)的6個狀態(tài)分別是05這6個十進(jìn)制數(shù)字的格雷碼，并且在時鐘脈沖CP的作用下，這6個狀態(tài)是按遞增規(guī)律變化的，即：000001011111110100000所以這是一個用格雷碼表示的六進(jìn)制

5、同步加法計數(shù)器。當(dāng)對第6個脈沖計數(shù)時，計數(shù)器又重新從000開始計數(shù)，并產(chǎn)生輸出Y1。（4分）得分五、（20分）用兩種方法設(shè)計一個有進(jìn)位輸出的六進(jìn)制同步加法計數(shù)器。要求：（1） 用上升沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，寫出電路的驅(qū)動方程，狀態(tài)方程和進(jìn)位輸出方程，并檢查電路的自啟動性； （2） 用集成電路芯片同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74HC161和反饋回零法實(shí)現(xiàn)，必要時可用少量的與非門，寫出設(shè)計過程。H74HC161功能表 答案：a)設(shè)3片觸發(fā)器的輸出為Q2Q1Q0，電路的進(jìn)位為C，則可畫出電路的次態(tài)卡諾圖，并分解為各觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖（5分：其中電路的次態(tài)卡諾圖2分，各觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖各1分，包括畫圈）

6、b)可得電路的狀態(tài)方程(5分：每個狀態(tài)方程1分，自啟動分析2分)：將沒出現(xiàn)的兩個狀態(tài)110、111代入狀態(tài)方程中:110 >111, 111 >100， 可知電路可以自啟動。c)用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)時電路的驅(qū)動方程為(4分：每個觸發(fā)器的驅(qū)動方程1分，輸出方程1分)，輸出方程（2）用集成電路芯片同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74LS161和反饋回零法設(shè)計6進(jìn)制的加法計數(shù)器時，計數(shù)狀態(tài)為0000至0101，因此置數(shù)信號為0110，即，此時清零端置入0000，電路圖如下圖所示：(6分：分析2分，圖4分)得分六、(5分)試用2片2114（1024×4位的RAM）和非門組成1024×8

7、位的RAM。答案：連線圖（5分） 圖5得分七、(7分)如圖6所示電路：（1）試分析CB555所組成電路的功能；（2）若要求輸出脈沖寬度為2.2s，試確定圖中的電位器R的阻值。 圖6 解：（1）CB555組成的是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。(3分)（2）電阻R的大小決定單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖寬度，由于 (3分)，可得 (1分)。試卷編號命題人： 周開利 審核人： 試卷分類（A卷或B卷） B 五邑大學(xué) 試 卷（答案）學(xué)期： 2011 至 2012 學(xué)年度第 一 學(xué)期課程： 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計 課程代號： 005A1690使用班級： 信息工程學(xué)院09級 姓名： 學(xué)號： 題號一二三四五六七八九十總分得分得分一、基本題(

8、27分)1. 用公式法化簡函數(shù)。（5分）解：2. 試用卡諾圖法將下面邏輯函數(shù)化成最簡與-或式。（8分）解： （3分）；填卡諾圖（2分）；圈“1”（3分）4. 電路如圖1所示，已知OC門G1G3輸出高電平時集電極開路三極管的漏電流最大值為IOH（max） =0.25mA；低電平最大輸出電流IOL（max）=16mA。門電路G4G6的高電平輸入電流最大值為IIH（max）=40A，低電平輸入電流最大值IIL（max）= 1.6mA。要求OC門輸出的高、低電平滿足VOH3.6V、VOL0.2V。試計算當(dāng)VCC=5V時外接電阻RP的取值范圍。（8分）故Rp的取值范圍為：4. 模數(shù)轉(zhuǎn)換中，采樣是將模擬信

9、號在 時間 上離散化的過程；而采樣的信號通常需要維持到轉(zhuǎn)換過程結(jié)束，這一過程稱之為 保持 ；量化是將模擬信號在 幅值 上離散化的過程； 編碼 是將量化結(jié)果以二進(jìn)制代碼表示的過程。（6分, 每空1.5分）得分二、（12分）一個車間有紅、黃兩個故障指示燈，用來表示3臺設(shè)備的工作情況。當(dāng)有一臺設(shè)備出現(xiàn)故障時，黃燈亮；若有兩臺設(shè)備出現(xiàn)故障時，紅燈亮；若三臺設(shè)備都出現(xiàn)故障時， 紅燈、黃燈都亮。試用3線-8線譯碼器74LS138和與非門設(shè)計一個控制燈亮的邏輯電路。74LS138邏輯符號如圖2所示。輸入輸出（紅）輸出（黃）A B C R Y0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0

10、1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1圖2 74LS138的邏輯符號解：（1）分別以A、B、C表示3臺設(shè)備，有故障用1表示，無故障用0表示；以Y1和Y2表示紅、黃燈的控制信號，燈亮用1表示，滅用0表示。列出真值表：（3分）（2）（3分）（3）（3分）（4）令A(yù)2=A，A1=B。A0=C，畫出邏輯電路如圖所示。（3分）得分三、（12分）使用1個二-四譯碼器74LS139和2個雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153以及或門實(shí)現(xiàn)一個16選1數(shù)據(jù)選擇器。74LS139 和 74LS153 的邏輯符號如圖3所示。 圖3 74LS139和74LS153 的邏輯

11、符號解：得分四、（17分）分析圖4所示邏輯電路，并畫出狀態(tài)圖和時序圖（設(shè)初態(tài)為00，EN=1）。解：（1）驅(qū)動方程：， （3分）（2）狀態(tài)方程與輸出方程：（3分），（3）寫出狀態(tài)/輸出表：（4分）狀態(tài)/輸出表010 00 0 00 1 00 10 1 01 0 01 01 0 01 1 01 11 1 00 0 1（4）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。（4分）（5）畫出時序圖。（3分）得分五、（15分）試用上升沿D觸發(fā)器設(shè)計一個帶進(jìn)位輸出的同步五進(jìn)制計數(shù)器，要求其轉(zhuǎn)換順序?yàn)榈淖匀欢M(jìn)制編碼。解：（1）據(jù)題意，畫出狀態(tài)圖，如圖所示。（1分）（2）五進(jìn)制計數(shù)器有五種狀態(tài)，需要3個D觸發(fā)器，列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。（

12、2分）（3）根據(jù)D觸發(fā)器的驅(qū)動方程：，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表即為激勵表，據(jù)此分別畫出DA、DB、DC和Z的卡諾圖（或畫出次態(tài)卡諾圖）。（4分）寫出驅(qū)動方程和輸出方程：（4分），（4）檢查該電路的自啟動能力：（2分）將3個無效狀態(tài)010、100、110分別帶入驅(qū)動方程，得到次態(tài)分別為101、101、000，畫出完整的狀態(tài)圖，可以看出能夠自啟動。（5）畫出邏輯電路圖。（2分）得分六、（6分）以異步二五十進(jìn)制計數(shù)器74LS90構(gòu)成60進(jìn)制加法計數(shù)器。74LS90的邏輯符號和功能表分別見圖5和表1。解：74LS90（1）構(gòu)成十進(jìn)制計數(shù)器；74LS90（2）利用反饋清零法，在計數(shù)到6（即QDQCQBQA=0110）時，使之清零，得到六進(jìn)制計數(shù)器。連接線路圖如圖所示。得分七、（4分）用容量為16K´8位的存儲器芯片構(gòu)成1個128K´8位的存儲器，需要多少根地址線？對應(yīng)的十六進(jìn)制地址碼范圍為多少？多少根數(shù)據(jù)線？多少個16K´8位的存儲器芯片？答：因?yàn)?28K=128´1024=217，所以需要17根地址線；對應(yīng)的十六進(jìn)制地址碼的范圍為：00000H1FFFFH；因?yàn)檩敵鰹?/p>