华工网络下数字电子技术作业五大题共16小题.docx
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华工网络下数字电子技术作业五大题共16小题
一、逻辑代数基础（逻辑函数化简、变换）（1小题）
1、函数Y（A,B,C,D）=£m（0,2,7,13（5）+Ed（1,3,4,5,6,8,10）,要求:
（1）利用卡诺
图将Y化为最简的“与或”表达式；
（2）将该最简的“与或”表达式变换为与非-与非式;
（3）将该最简的“与或”表达式变换为或非-或非式。
解：
（1）丫
（2）BC£>）=（（/+BD）y^（A•（BDjy
（3）8cD）=（（/+BD）y=（（/+（a+D^yy
或二（其尻=月•（£'+£））=
bcd）=+ADy=《4+sy+（且'+D）y
二、器件（门电路、触发器、存储器、ADC/DAC）（8小题）
1、写出如图2-1所示电路中门电路的类型，并写出输出端丫1、丫2、Y的表达式。
答：
三态与非门，上为低电平有效，下为高电平有效；
EN=0,Y1=（AB）',丫2=高阻抗，Y=（AB）';EN=1,丫1=高阻抗，Y2=（CD）',Y=（CD）'。
2、写出如图2-2所示电路中门电路的类型，并分别写出下图中当控制信号EN=0和EN=1
时输出端Y1、Y2、Y的表达式或逻辑状态。
J=E>i
y=.4t5+CI
r=-is+cD
3、电路如图2-3所示，写出触发器输入端D的表达式、是CLK的上升沿或下降沿触发、触发时次态Q*的表达式，并说明该电路对于输入信号A来讲相当于哪种逻辑功能的触发器。
图2-3
答：
D=A异或Q;上升沿触发；Q（n+1）=D=A异或Q（n）;T触发器。
4、电路如图2-4所示，写出触发器输入端J、K的表达式、是CLK的上升沿或下降沿触发、触发时输出次态Q*的表达式，并说明该电路对于输入信号A来讲相当于哪种逻辑功能的触
发器。
F=（（T+&*+QT+Byy=（J+W+3）=泗+A'B=J®J
5、存储器2114的逻辑符号如图2-5所示，问：
（1）是RAM还是ROM?
（2）2114的地
址线、数据线分另IJ为几根？
（3）2114的容量是多少？
答：
（1）是RAM
（2）2114的地址线则地址线有2根：
A0〜A1（22=4）数据线有4位:
D0〜D3（3）2114的容量1K*4?
6、四片RAM2114（1KM4）组成的RAM容量扩展电路如图2-6所示。
问：
（1）该扩展电路的存储容量为多少？
（2）该电路采用何种容量扩展方式？
并简要说明原因。
答：
（1）
工4片中知4cg6个字,效珈12212=4096t
2^IWWAM2U4,只需1网购五.证余2根应不，
工设法用妻东却2根目送去挖粗4个2114的〒三高:
各片RAM电路的地址分配
器件嫔号
AllA10
Y；Y芯Y；
地址是用A]]AhjAg〜A
（等效十进制数）
2114
（1）
00
0111
000000000000-00lllllHlll
（•）~（1023）
2114
（2）
01
1011
010000000000—011111111111
（1«24）~<2047）
2114（3）
1•
1101
100000000000—101111111111
（2048）~（3071）
2114（4）
11
1110
110000000000—11
（3072）〜（4095）
用4片2114（1024X4位）构成4096X4位的RAM
（2）采用：
字扩展方式
7、将数字信号转换为模拟信号需要采用什么类型的转换器？
若该转换器由电阻网络和集成运放以反相求和运算的形式构成（4位数字量），假设参考电压Vref=-8V,那么当4位数
字量输入d3d2dido分别为0101时输出模拟电压V。
等于多少？
答:
数字模拟转换（digital-to-analogconversion、D/A转换器）是计算机采集控制系统与模拟量控制对象之间紧密联系的桥梁。
D/A转换器的作用是将离散的数字信号转换为连续变化的
模拟信号；数字量是由一位一位的数码构成的，每个数位都代表一定的权。
比如，二进制数
1001,最高位的权是23=8,此位上的代码1表示数值1*23=8;最低位的权是20=1,此位上的,代码1表示数值1*20=1;其它数位均为0,因此二进制数1001就等于十进制数9。
8、将模拟信号转换为数字信号需要采用什么类型的转换器？
如果要把最大幅值为5.1V的
模拟信号转换为数字信号，且要求模拟信号每变化20mV使得数字信号最低位（LSB）发生
变化，则至少应选用多少位的转换器？
并说明该转换器的分辨率是多少？
答：
级数=5.1V/0.02V=255
255换算为二进制，约为2A8,所以是8位的A/D转换器。
三、组合逻辑电路的设计（3小题）
1、设计一个全加器，设输入为A、B、C,输出为S（和）、Co（进位）。
（1）列出真值表；
（2）写出输出S和Co的最小项之和表达式；
（3）利用卡诺图分别将S和Co化为最简与或表达式；
（4）分别将S和Co化为与非-与非表达式；
（5）从整体考虑，画出最简的全部用与非门构成的逻辑图。
解:
W=ACD：
X=+tiCD+7）
2、已知电路有三个输入信号A、B、C,两个输出信号Y、Z,当A=0时输出信号Y=0、Z=B+C,
当A=1时Y=1、Z=BC。
（1）要求按照图3-1所示顺序，列出真值表；
（2）分别写出输出信号Y、Z的标准与或逻辑表达式；
（3）用3线-8线3位二进制译码器74HC138以及最少的门电路画出电路图，要求输入信号
A接至地址端A2,输入信号B接至地址端Ai,输入信号C接至地址端A。
。
74HC138的逻辑符号和功能表分别如图3-2、3-3所示。
74HC138的功能表
输入输出
Si
S2+S3
A2
A1
A0
Yo
Yi
Y'2
Y'3
Y'4
Y'5
Y6
Y’7
0
X
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
1
X
1
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
图3-3
答:
J=JlS+Cl
3、试用8选1数据选择器74LS152设计一个函数发生电路，当选择输入端Si、So为不同状态时F与A、B的关系如图3-3所示。
要求：
（1）写出函数F（G，S0,A,B）的表达式；
（2）若规定$1接人2、S0接A1、A接A0,画出用74LS152实现该功能的电路图。
74LS152的功能表和逻辑图分别如图3-4、3-5所示。
74LS152功能表
S]_
So
F
0
0
Ar
0
1
1
0
1
1
Af+Bf
输入
输出
S・
A?
AiAo
Y
1
XXX
1°I
0
00000i
…
…
110iii
DoDi
…
…
D6d7
Ai
AoA1
DoDiDiD3
D4D5
D6
D7s
幅：
（i）依苣意得函数式⑪下：
与11,4的=S同A斗+S卢那万斗工544一斤）
=S耳闻+$S05'+曷S；』®斗'品4+SRF
与以下74LS152的区数式迸行对比
-WWW+W442+444鼻十月二44D,
若令i力士=S--«X1=S。
、4=A，贝4D电=口4=1>ZJi=2^=口鼻=D-=B>
&二2=0时，有FT口
四、时序逻辑电路分析与设计（3小题）
1、逻辑电路如图4-1所示，各触发器的初始状态均为“0”。
试分析：
（1）该计数器是同
步计数器还是异步计数器？
（2）写出各触发器的驱动方程和状态方程；（3）画出完整的状
态转换图；（4）说明是几进制计数器，能否自启动?
CLK
计数脉冲_
图4-1
嶙：
（1）司步计数器
（2）驱鼻力程-Do=Q2+014yA=。
工+。
1。
白j必=QzQiQ^
状盒6程：
Qq=Dq=Q^+Q[Q，%Q1==Q2+0]0?
；Q2=D2=Q!
Q；Q，
（4）五迸制同步通总计数器能空启迪
2、由同步十六进制计数器74LS161和门电路组成的计数器电路如图4-2所示。
74LS161的
功能表如图4-3、图4-4所示。
问：
（1）本电路采用反馈置数法还是反馈清零法？
并写出相
应的控制端表达式；
（2）本电路构成多少进制的计数器？
加法还是减法？
（3）画出完整的
状态转换图（含全部无效状态），并说明能否自启动。
解：
南17415161工作在计敷状态，所鹿在时髀依号娃续作用下，它的辕出
*0g4%从0000-1111不停地循环,CB7520的惜入也从0000-
1111不停地循环,根据《数字电子技术基砒卜第五版）中的式flL25）即可计
琳出4444为Motown、…」hi时度的帖出电压值.并海到如图41L5所示的如也乐波舫图.
“VI
EAILh5
3、试用同步十六进制计数器74LS161和尽量少的门电路设计一个11进制计数器。
要求采
用反馈置数法，置数初值为0000。
74LS161功能表如图4-5,逻辑符号如图4-6所示。
（1）画出电路图，要求所有输入引脚不能悬空。
（2）根据你的设计，如果CLK时钟周期为1ms,则Q3、Q2的周期分别为多少？
（3）根据你的设计，如果Q3Q2Q1Q0的初值是1010,则次态是什么状态？
如果初值是1011,
则次态应该是什么状态？
（4）能否直接利用Q3作为进位输出？
如果可以其属于上升沿还是下降沿触发进位？
五、脉冲波形产生与变换（由555定时器所构成）（1小题）
1、由555定时器组成的电路分别如图5-1、5-2、5-3所示，555定时器的功能表如图5-4所
VI、输出V。
的
示。
问：
（1）哪个电路构成单稳态触发器？
试定性画出单稳态触发器的输入
振荡器？
试定性画出多谐振荡器电压Vi和V。
的波形图，并写出多谐振荡器输出V。
的周期T
和频率f的计算式；（3）哪个电路构成施密特触发器？
其正向阈值电压、负向阈值电压、
回差电压分别为多少？
若输入
Vi的波形如图5-5所示，试定性画出对应的V。
的波形图。
=f=0.01F
图5-1
图5-2
图5-3
输入
输出
rD
4脚
Vi（TH）
6脚
v』TR/）
2脚
Vo
3脚
DISC
7脚
0
X
X
0
导通
1
4VCC
WVCC
0
导通
4VCC
1
>TVCC
3
保持
保持
4VCC
Wvcc
1
截止
《VC。
《VCC
1
截止
555定时器功能表
解：
（1）单稳数帙发器
（2）2波形如图
%=l.l^C=l.lx91xlO3xO.O5xlO-6s=5ms
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