湖大數(shù)字電路與邏輯設(shè)計試卷答案

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計1_3試卷和答案一、填空（每空1分，共45分）1Gray碼也稱 循環(huán)碼 ，其最基本的特性是任何相鄰的兩組代碼中，僅有一位數(shù)碼 不同 ，因而又叫單位 距離碼 。2二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)的方法為： 按權(quán)展開法 。3十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的方法為： 除2取余 法，直到商為 0 止。4十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的方法為： 乘2取整 法，乘積為0或精度已達到預(yù)定的要求時，運算便可結(jié)束。5反演規(guī)則：對于任意一個邏輯函數(shù)式F，如果將其表達式中所有的算符“·”換成“ + ”， “ + ”換成“·”，常量“0”換成“ 1 ”，“ 1 ”換成“0”，原變量換成 反 變量， 反

2、 變量換成原變量，則所得到的結(jié)果就是 。 稱為原函數(shù)F的反函數(shù)，或稱為補函數(shù)6n個變量的最小項是n個變量的“ 與 項”，其中每個變量都以原變量或 反 變量的形式出現(xiàn)一次。對于任何一個最小項，只有一組變量取值使它為 1 ，而變量的其余取值均使它為 0 。7n個變量的最大項是n個變量的“ 或 項”，其中每一個變量都以原變量或 反 變量的形式出現(xiàn)一次。對于任何一個最大項，只有一組變量取值使它為 0 ，而變量的其余取值均使它為 1 。 8卡諾圖中由于變量取值的順序按 格雷 碼排列，任何幾何位置相鄰的兩個最小項，在邏輯上都是相鄰的。，保證了各相鄰行(列)之間只有 一 個變量取值不同。9卡諾圖化簡邏輯函數(shù)

3、方法：尋找必不可少的最大卡諾圈，留下圈內(nèi) 沒有變化 的那些變量。求最簡與或式時圈 1 、變量取值為0對應(yīng) 反 變量、變量取值為1對應(yīng) 原 變量；求最簡或與式時圈 0 、變量取值為0對應(yīng) 原 變量、變量取值為1對應(yīng) 反 變量。10邏輯問題分為 完全 描述和 非完全 描述兩種。如果對于輸入變量的每一組取值，邏輯函數(shù)都有確定的值，則稱這類函數(shù)為 完全 描述邏輯函數(shù)。如果對于輸入變量的某些取值組合邏輯函數(shù)值不確定，即函數(shù)值可以為0，也可以為1(通常將函數(shù)值記為Ø或×)，那么這類函數(shù)稱為 非完全 描述的邏輯函數(shù)。11數(shù)字集成電路按其內(nèi)部有源器件的不同可以分為兩大類： 雙極 型晶體管集

4、成電路和MOS(Metal Oxide Semiconductor)集成電路。12TTL集成電路工作速度 高 、 驅(qū)動能力 強 ，但功耗 大 、集成度 低 ； MOS集成電路集成度 高 、靜態(tài)功耗 低 。13按集成電路內(nèi)部包含的等效門個數(shù)可分為： 小 規(guī)模集成電路(SSI-Small Scale Integration)， 中 規(guī)模集成電路(MSI-Medium Scale Integration)， 大 規(guī)模集成電路(LSI-Large Scale Integration)， 超大 規(guī)模集成電路(VLSI-Very Large Scale Integration)二、判斷題（在括號中打

5、15;或；每題3分，共15分）1集電極開路門和三態(tài)門是不允許輸出端直接并聯(lián)在一起的兩種TTL門。 （× ）2.用集電極開路門可以構(gòu)成線與邏輯。 ( )3普通TTL門的輸出只有兩種狀態(tài)邏輯 0 和邏輯 1，這兩種狀態(tài)都是高阻輸出。三態(tài)邏輯(TSL)輸出門除了具有這兩個狀態(tài)外， 還具有低阻輸出的第三狀態(tài)(或稱禁止狀態(tài))，這時輸出端相當于短路。(× )4TTL電路和CMOS電路接口時，無論是用TTL電路驅(qū)動CMOS電路還是用CMOS電路驅(qū)動TTL電路，驅(qū)動門都必須為負載門提供合乎標準的高、低電平和足夠的電流（ ）5若F的對偶式為G；則G的對偶式為F。 （ ）三、分析（共40分）1

6、.用K圖法化簡為最簡與或式，分別用與或非門及與非門實現(xiàn)：（15分=5+5+5）解：K圖為：先圈0求反函數(shù)(最簡與或式)：再求與或非式:與或非門實現(xiàn)：與非門實現(xiàn)：2. 用K圖法將下面表達式及條件化簡為最簡與或式:且ABCD不可能出現(xiàn)相同的取值! （15分=5+5+5）解：函數(shù)可表達為：K圖為：化簡后：3數(shù)制轉(zhuǎn)換（10分）1.（11011.1102=（011,011.110）2=(33.6)8=（0001,1011.1100）2=(1BC)162. (1101101)2=(64+32+8+4+1)10=(109)10= (0001，0000，1001)8421BCD=(0100，0011，1100

7、)余3碼數(shù)字電路與邏輯設(shè)計4_5試卷和答案一、填空（每空1分，共30分）1在組合邏輯電路中，任一時刻的輸出僅與該時刻 的取值有關(guān)，而與 的歷史情況無關(guān)。2集成觸發(fā)器常用的邏輯符號中要注意異步清零端（以及異步置位端）是低電平有效還是 有效；時鐘端是電平觸發(fā)還是 （電平觸發(fā)是低電平有效還是高電平； 是上升沿有效還是下降沿有效）。主從觸發(fā)器輸出端有符號標示！異步清零以及異步置位優(yōu)先級 ！3用二進制代碼表示有關(guān)的信號狀況稱為 編碼。將十進制數(shù)0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9 等10個信號編成二進制代碼的電路叫做 。4二十進制譯碼器也稱 譯碼器，它的功能是將輸入的一位 碼(四位二

8、元符號)譯成10個高、低電平輸出信號，因此也叫410譯碼器。5數(shù)據(jù)選擇器又稱多路選擇器(Multiplexer, 簡稱MUX)，它有 位地址輸入、 位數(shù)據(jù)輸入、1位輸出。每次在地址輸入的控制下，從多路輸入數(shù)據(jù)中選擇一路輸出，其功能類似于一個單刀多擲開關(guān)，常用的數(shù)據(jù)選擇器有 、 、 、 等。6數(shù)據(jù)分配器又稱多路分配器(DEMUX)，其功能與數(shù)據(jù)選擇器相反，它可以將一路輸入數(shù)據(jù)按 位地址分送到 個數(shù)據(jù)輸出端上。7加法器有串行進位和 進位之分。8消除冒險現(xiàn)象通常有如下方法： 加 電路；加 信號，避開毛刺；增加 項消除邏輯冒險。9顯示譯碼器：與二進制譯碼器不同，顯示譯碼器是用來驅(qū)動顯示器件，以顯示數(shù)字

9、或字符的MSI部件。七段LED數(shù)碼管有 、 之分。10按功能之不同觸發(fā)器可分為：基本 觸發(fā)器； 觸發(fā)器； 觸發(fā)器； 觸發(fā)器； 觸發(fā)器； 觸發(fā)器。二、判斷題（在括號中打×或；每題3分，共15分）1組合邏輯電路可以采用小規(guī)模集成電路SSI實現(xiàn)，也可以采用中規(guī)模集成電路器件MSI或存儲器、可編程邏輯器件來實現(xiàn)。 （ ）2用數(shù)據(jù)選擇器可實現(xiàn)任何組合邏輯函數(shù)（降維K圖的應(yīng)用）；用二進制譯碼器方便實現(xiàn)多組合邏輯函數(shù)。（ ）3鐘控觸發(fā)器的在CP有效期間輸入狀態(tài)的改變將不影響輸出狀態(tài)！邊沿觸發(fā)方式的觸發(fā)器輸出狀態(tài)取決于CP有效期間的輸入狀態(tài)！ （ ） 4狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表；特征方程；狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與激勵表；

10、波形圖等都可以用來描述觸發(fā)器的邏輯功能！ （ ）5組合邏輯電路分析過程一般按下列步驟進行： 根據(jù)給定的邏輯電路，從輸入端開始，逐級推導(dǎo)出輸出端的邏輯函數(shù)表達式。 根據(jù)輸出函數(shù)表達式列出真值表。 用文字概括出電路的邏輯功能。（ ）三、分析設(shè)計題（共55分）1試用與或非門設(shè)計一組合電路。輸入為8421BCD碼D、C、B、A，當D、C、B、A的等效十進制數(shù)能被3整除時，輸出F=1，否則F=0 （15分）2試用中規(guī)模8選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)函數(shù)（允許反變量輸入，但不能附加門電路）。（15分）3寫出下面三個圖的狀態(tài)方程并說明各自的CP觸發(fā)方式及置位復(fù)位方式（15分）4TTL邊沿觸發(fā)器組成的電路分別如圖 (a

11、)、 (b)所示，其輸入波形見圖 (c)，試分別畫出Q1、Q2端的波形。 設(shè)電路初態(tài)均為0。 （10分） （C）一、填空1輸入變量、輸入變量2高電平、邊沿觸發(fā)、邊沿觸發(fā)、高3二進制、二十進制編碼器4BCD、BCD5n、2n、2選1、4選1、8選1、16選16n、2n7超前8濾波、選通、冗余9共陽、共陰10R-S、R-S、J-K、D、T、T二、判斷題1；2。；3。×、4。；5。三、分析設(shè)計題：1解：根據(jù)題意列出真值表：十進制數(shù)DCBAF0000011000102001003001114010005010106011017011108100009100111015卡諾圖：圈0求反函數(shù)：F

12、的與或非式：2解:填寫K圖及降維K圖;將BCD接至地址選擇端;A接至數(shù)據(jù)輸入端!并繪出電路圖如下:B=A2；C=A1；D=A0；D0=1；D1=0；D2=0；D3=1；D4=0；D5=1；D6=1；D7=03解：圖（a） 上升沿觸發(fā)、低電平置位復(fù)位。圖（b） 下降沿觸發(fā)、低電平置位復(fù)位。圖（c） 下降沿觸發(fā)的主從J-K、低電平置位復(fù)位。4解：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計6_7試卷和答案一、填空（每空1分，共40分）1邏輯電路分為兩類：一類是 電路，另一類是 電路。在 電路中，任一時刻的輸出僅與該時刻輸入變量的取值有關(guān)，而與輸入變量的歷史情況無關(guān)；在 電路中，任一時刻的輸出不僅與該時刻 的取值有關(guān)，而且與

13、電路的 狀態(tài)，即與過去的輸入情況有關(guān)。2時序電路的分類：按各觸發(fā)器是否具備統(tǒng)一時鐘可分為 時序電路和 時序電路；按輸出信號的特點又可以分為 型和 型時序電路兩種， 型時序電路的輸出函數(shù)為 Z= F（X，Q），即某時刻的輸出決定于該時刻的外部輸入X和現(xiàn)態(tài)Q， 型時序電路的輸出函數(shù)為 Z = F（Q），即某時刻的輸出僅決定于該時刻的現(xiàn)態(tài)Q3寄存器和移位寄存器。移位寄存器按移位方向來分有 向移位寄存器、 向移位寄存器和 向移位寄存器；按接收數(shù)據(jù)的方式可分 輸入和 輸入；按輸出方式可分 輸出和 輸出。 4計數(shù)器的主要功能是累計 的個數(shù)。計數(shù)器有許多不同的類型。按時鐘控制方式來分，有 、 兩大類； 按計

14、數(shù)過程中數(shù)值的增減來分，有 、 、 計數(shù)器三類；按模值來分，有 、 和 計數(shù)器。5脈沖分配器：電路在時鐘脈沖的作用下，按一定 輪流地輸出脈沖信號。6序列信號發(fā)生器：循環(huán)產(chǎn)生、 輸出確定的信號序列。7異步時序電路的分析方法：電路的狀態(tài)表依觸發(fā)器的不同時鐘 完成！8狀態(tài)化簡：狀態(tài)簡化的目的就是要消去 狀態(tài)，以得到最簡狀態(tài)圖和最簡狀態(tài)表。狀態(tài)表的化簡， 實際就是尋找所有 ，并將 合并，最后得到最簡狀態(tài)表。9在狀態(tài)表中判斷兩個狀態(tài)是否等價必需滿足兩個基本條件： 第一，在相同的輸入條件下都有 的輸出。 第二，在相同的輸入條件下次態(tài)也等價。 這可能有三種情況： 次態(tài) ; 次態(tài) ; 次態(tài)互為 條件。利用等價

15、狀態(tài)的 性及 表可尋找所有最大等價類！二、判斷題（在括號中打×或；每題3分，共15分）1輸出方程、激勵方程、狀態(tài)方程是用來描述時序電路功能的！它們的形式為：（ ）2時序電路的功能描述方式為：邏輯方程式；狀態(tài)轉(zhuǎn)移表；狀態(tài)圖；時序圖。 （ ）3同步時序邏輯電路的一般分析方法為： 根據(jù)邏輯圖求出時序電路的輸出方程和各觸發(fā)器的激勵方程。 根據(jù)已求出的激勵方程和所用觸發(fā)器的特征方程， 獲得時序電路的狀態(tài)方程。 根據(jù)時序電路的狀態(tài)方程和輸出方程， 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移表， 進而畫出狀態(tài)圖和波形圖。 分析電路的邏輯功能。（ ）4狀態(tài)分配是指將狀態(tài)表中每一個字符表示的狀態(tài)賦以適當?shù)亩M制代碼。相鄰法中符合下

16、列條件的狀態(tài)應(yīng)盡可能分配相鄰的二進制代碼（可用K圖分配）： 具有相同次態(tài)的現(xiàn)態(tài)。 同一現(xiàn)態(tài)下的次態(tài)。 具有相同輸出的現(xiàn)態(tài)。 三條原則以第一條為主， 兼顧二、三條。（ ）5對于非完全描述同步時序電路的設(shè)計要考慮電路是否可以自啟動！解決的方法有多種： 第一種方法：將原來的非完全描述時序電路中沒有描述的狀態(tài)的轉(zhuǎn)移情況加以定義，使其成為完全描述時序電路。第二種方法：改變某激勵函數(shù)的圈法。（ ）三、分析設(shè)計題（共45分）1.扭環(huán)型計數(shù)器電路如下圖所示,作出其狀態(tài)表和狀態(tài)圖.2下圖為74LS161功能表及用兩片74LS161構(gòu)成的計數(shù)器電路，分析原理并求計數(shù)模值。3下圖為74LS194功能表及用74LS1

17、94與3-8譯碼器構(gòu)成的電路，分析電路功能！一、填空1組合邏輯、時序邏輯、組合邏輯、時序邏輯、輸入變量、原2同步、異步、米里（Mealy）、摩爾(Moore)、Mealy、Moore3左、右、雙、串行、并行、串行、并行4輸入脈沖、異步、同步、加法、減法、可逆、二進制、十進值、任意進制5順序6串行7逐步8多余、最大等價類、最大等價類9相同、相同、交錯、隱含、傳遞、隱含二、判斷題1×、2。、3。、4。、5。三、分析設(shè)計題1解：激勵方程: 代入J-K觸發(fā)器特征方程:得: 000001011100110111101010Q2Q1Q02解：采用OC同步置數(shù)法構(gòu)成計數(shù)器，左邊74LS161使用狀態(tài)DCBA=10111111等5個有效狀態(tài)、構(gòu)成5進制計數(shù)器；右邊74LS161使用狀態(tài)DCBA=01101111等10個有效狀態(tài)、構(gòu)成10進制計數(shù)器；因此級聯(lián)后的計數(shù)器計數(shù)模值為：503解：根據(jù)194功能表及電路圖先分析194狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況：(如下表所示)由表可見:有效循環(huán)狀態(tài)為:m0 m4 m6 m7 m3 m1 無效狀態(tài)為 : m2 m5 且電路可以自啟動 !3-8使能端總是有效，故