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《数字逻辑电路》试卷-A卷(2007-2008第2学期,主校本科)-标准答案


杭州电子科技大学学生考试卷(
考试课程 课程号 考生姓名 数字逻辑电路 教师号 学号(8 位) 考试日期 年 月 日

A
成 绩

)卷

1-14、如果一个扭环计数器有 5 个触发器,则其计数模值是( b ) 。 a.15; b.10; c.5; d.32。 1-15、计数循环状态为 0→1→2→3→0 的计数器起始状态是 3,则 18 个 CP 后的状态是( b ) 。 a.0; b.1; c.2; d.3。 1-16、3 位 M 序列的反馈方程 d1 = f (Qi ) = Q1 ⊕ Q3 ,则 Q1Q2 Q3 = 101 的后一个状态是( c ) 。 a.011; b.111; c.110; d.010。

任课教师姓名 年级

张文超 高惠芳 任兵 陈龙

1-17、动态 MOS 存储单元是利用电容器的电荷存储效应存储数据的,为了防止存储数据的丢失,必须 定期给( 存储电容器 )补充电荷,这种操作称为刷新。

专业

一、概念填空题(共 20 分,每题 1 分)
1-1、将二进制数 0.011 左移四位后,等于十进制数的( 1-2、数字 9 的 ASCII 码是( 1-3、(507.078)10 = (

1-18、555 定时器中输出端缓冲器的作用是(①起隔离负载作用;②其反相作用是使 VO 与 Q 同相) 。

6

)D。

39 )H。

1-19、为构成 4096×4 位的 RAM,需要(16)片 1024×1 位的 RAM,并且需要有(芯片)地址译码 以完成芯片寻址操作。 1-20、单稳态触发器正常工作时输出脉冲的宽度取决于( d ) 。 a.触发脉冲的宽度; b.触发脉冲的幅度; c.电源电压的数值; d.单稳态触发器外接的电阻、电容值。

0101 0000 0111. 0000 0111 1000 )8421-BCD 。

。 1-4、 AB + CD 的反演式是( ( A + B ) C + D 或 ( A + B ) CD 或 ABCD ) 1-5、与或表达式最简的标准是(式中所含乘积项个数最少,每个乘积项中所含变量因子最少) 。 1-6、逻辑函数 Y ( A, B, C ) =

二、逻辑函数、门电路、数/模和模/数转换知识(共 28 分)
2-1(5 分) 、用卡诺图化简具有约束的逻辑函数。 AB CD 00 00 01 11 10 0 1 x 1 01 0 0 x 0 11 0 0 x x 10 1 1 x x

约束项为: AB + AC = 0 1-7、TTL 与门或者与非门的空闲输入端应该 接高电平或接逻辑 1”或接+5V 或与其他输入端并接) 答:展开函数 Y 和约束项为: ( “ 。 1-8、用异或门 Y = A ⊕ B 完成 Y = A 的功能,需要将 B 接到(高电平或逻辑“1”或+5V ) 。 1-9、组合电路的输出( d ) 。 a.与当前输入和以前的状态均无关; c.与当前输入和以前的状态都有关; b.仅与以前的状态有关; d.仅与当前输入有关。

∑ m(0,2,4,6) 以最大项表示是(

Y ( A, B, C ) = ∏ M (1,3,5,7) ) 。

Y ( A, B, C , D) = A C D + A B D + A B C D

Y = ABC D + ABC D + ABC D + ABC D = m2 + m4 + m6 + m8 A BC D + ABCD + ABC D + ABC D + ABC D + ABCD = 0 即,m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 = 0

1-10、已知 F = ABC + CD ,选出下列可以肯定使 F=0 的情况( d ) 。 a. B=C=1,D=1; c. C=1,D=0; 1-11、一位全加器有几个输入端( b. B=1,C=1; d. A=0,C=D=1。

填写卡诺图,并化简,得: Y = A D + B D + C D = ( A + B + C ) D 2-2(5 分) 、根据下图和输入信号 A 和 C 的波形,画出输出信号 Y 的波形。 问: (1)该电路中的与门完成什么功能?(2)与门 C 引脚的信号起什么作用? A A & C Y 答案:波形画对 3 分; (1) “电路完成逻辑闸门作用”1 分; (2)C 引脚信号起闸门信号作用 1 分。 Y C

d

) 。

a.1; b.4; c.2; d.3。 )位二进制码。 ) 。

1-12、对 56 个物品进行二进制编码,最少要用( 6

1-13、基本 RS 触发器,当输入 R=1、S=0 时的 Q 输出为( b a.置 1; b.置 0; c.保持; d.不确定。

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共4页

2-3(5 分) 、如右图,用 OC 门反相器 7406 驱动发光二极管(LED) , 设 OC 门的输出级三极管饱和导通时压降 UCES=0.3V,LED 的额定工 作电流 ID 为 10mA,压降 UD 为 1.1V。求: (1)LED 的限流电阻 R 的值; (2)若要使 LED 点亮,输入逻辑信号 A 应为高电平还是低电平? 答案:

VCC = +5V R LED A

3-2(6 分) 、要求用一片 3 线-8 线译码器 74LS138 和适当门电路实现一位全加器,写出设计过程,并 画出具体电路图。
答:全加器的真值表为: A 0 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 CI 0 1 0 1 0 1 0 1 CO 0 0 0 1 0 1 1 1 S 0 1 1 0 1 0 0 1

V ? (U CES + U D ) (5 ? 1.4)V 3.6V (1)R = CC = = = 360?(3 分) ID 10mA 10mA
(2)A 应为高电平(2 分) 2-4(5 分) 、如右图,若仅使信号 A1 传递到 Y2,问: (1)三态门使能端 E1、E2 和传输门控制端 C1、C2 应该各 自接什么电平?(在图上标出来即可) ; (2)Y2 与 A1 之间是什么逻辑关系?即 Y2=? 答案: (1)E1=E2=C2=1,C1=0 或正确标在图上(4 分) A1

*
1/6 7406
总线 TG1

A B CI &

CO

0 1 1

Y1 Y2

1 E1 A2 1 E2

0 C1
TG1

1 1

1 或+5V

&

S

1 C2 由真值表可得:

(2) Y 2 = A1 (1 分) 2-5(4 分) 位 DAC 电路可分辨的最小输出电压为 10mV,求输入数字量为(10000000)B 时的输出 、8 电压。 答案:当 D=(10000000)B= 2 =128 时,VO=128×1LSB=128×10mV=1280mV=1.28V 2-6(4 分) 、测量 ?50~100℃ 的温度,要求测量和显示精度为 0.01℃,请确定 ADC 芯片的位数。 (1)由
7

S = ∑ m(1, 2, 4, 7) = m1 + m2 + m4 + m7 = m1 ? m2 ? m4 ? m7

0 或 0V 或 GND 或接地

CO = ∑ m(3,5, 6, 7) = m3 + m5 + m6 + m7 = m3 ? m5 ? m6 ? m7 A B C B ,写出设计过程,

3-3(6 分) 、用 8 选 1 数据选择器 74LS151 产生逻辑函数 L = AC 并画出具体电路图。 答:

精度 1 满度值 100C o ≥ n ,得: 2 n ≥ = = 10000 ,得 n=14 位(2 分) 满度值 2 精度 0.01C o

(2)考虑 1 位符号位,得 n=15 位(1 分) (3)再考虑一般商用 ADC 芯片均为偶数位,最后确定 ADC 芯片的位数为 16 位(1 分) 。

L = AC

A B C

B

= AC + ABC + B = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC = ∑ m(2,3, 5, 6, 7)

C B A 0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

三、组合逻辑电路分析与设计(共 16 分)
3-1(4 分) 、如图所示的电路中,欲使 Z 端加入的正脉冲,能同样出现在输出端,则 X,Y,W 应分别 处于什么状态,试分析并说明求解过程。

74LS151

Y

L

G

0

答:由电路图得 F = WX ⊕ YZ ,分析知,当 W = X =Y=1 时,F=Z

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四、触发器和时序逻辑电路分析与设计(共 20 分)
4-1(8 分) 、给定上升沿触发的 J-K 触发器,请根据输入波形画出输出 Q 波形。 答案:波形如下:

4-3(4 分) 、分析给定的逻辑图,请写出状态转移表(a、b 两图是一样的,a 图为国标符号,b 图为通 用符号) 。

1

4-2(8 分)、画出不可重叠的序列“1001”检测器的状态图和状态表,若选用 D 触发器,请写出其最 、 简激励方程(设状态为 A=00、B=01、C=11、D=10,起始状态为 A) 。 答案:

答案:状态转移表为: Q0 0 1 2 3 4 0 0 0 0 0 1 1 Q3 0 0 0 0 1 0 0 Q2 0 0 1 1 0 0 0 Q1 0 1 0 1 0 0 1

S in : Q Q
n 1 n 0

S in +1 / Z n X =0
A0 0/0 C1 1/0 D1 0/0 A0 0/0

Q1n +1 = X ? Q0 = D1 Q0n +1 = Q1 ? Q0 + Q1 ? X + Q0 ? X = D0

5 6

X =1
B0 1/0 B0 1/0 B0 1/0 A0 0/1

A0 0 B0 1 C1 1 D1 0

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五、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生与变换知识(共 16 分)
5-1(4 分) 、已知逻辑函数如下图的 ROM 阵列所示,求输出函数 Y1、Y2、Y3。

5-3(4 分) 、在下图所示的用 555 定时器接成的施密特触发器电路中,当 VCC =9V,而控制电源 VCO =5V
+ ? 时, VTH 、 VTH 及 ?VTH 各为多少伏?

与 阵 列

VCC

8

4 7

vI
或阵列

6 3 2 5 1

vO
VCO

Y1 = ∑ m(0,1,2,3,6,9,11)
答: 或 Y1 = m 0 + m1 + m 2 + m3 + m 6 + m 9 + m11 三者之一即可

0.01? F

或 Y1 = A BCD + A BCD + A BCD + A BCD + ABCD + A BCD + A BCD Y2 = ∑ m(0,1,6, ,8,9) 或 Y2 = m 0 + m1 + m 6 + m8 + m 9 或 Y2 = A BCD + A BCD + ABC D + A BCD + A BCD Y1 = ∑ m(2,3,8,9,11) 或 Y1 = m 2 + m 3 + m8 + m 9 + m11 或 Y1 = A BCD + A BCD + A BCD + A BCD + A BCD
注:该题都正确 4 分,每小答(Y1 或 Y2 或 Y3)全错扣 1 分,部分错酌情扣分。
5-2(8 分) 、根据所学的可编程器件知识,依据 PROM、PLA、PAL 和 GAL 的特点,完成下表。
放电端

VCC 电源 8
控制电压 VCO 阈值输入

RD 复位
4

三者之一即可
5 VR1 6 2

5 K? C1 5 K? vC1

G1

Q

三者之一即可
触发输入

vI 1 (TH ) vI 2 (TR )

VR 2 5 K?
1

C2 TD

vC 2 G2 Q G3 G4

3

vO

器件 PROM PLA PAL GAL

提供的最小项 (全部/部分)

与阵列 (可编程/固定)

或阵列 (可编程/固定)

输出型式 (可编程/固定)

VOD 7 (DISC )

全部 部分 部分 部分

固定 可编程 可编程 可编程

可编程 可编程 固定 固定

固定 固定 固定
可编程(或 OLMC)
+ ? 答: VTH =5V、 VTH =2.5V 及 ?VTH =2.5V + 注: VTH =5V(2 分) VTH =2.5V(1 分) ?VTH =2.5V(1 分) 、 ? 、

注:该题每空 0.5 分。

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