数字电路习题汇编.docx
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数字电路习题汇编
1.(5分)(17.35)D+(54.02)O=()H,(其中,D是10进制,O是8进制,H为16进制,要求结果精度1/256,并写出主要计算过程)。
【参考答案】
(54.02)O=(44.03125)D
(17.35)D+(54.02)O=61.38125D
(17.35)D+(54.02)O=(3D.61)H(精度1%)
2.设计一个含三台设备工作的故障显示器。
要求如下:
三台设备都正常工作时,绿灯亮;仅一台设备发生故障时,黄灯亮;两台或两台以上设备同时发生故障时,红灯亮。
【参考答案】
3.一热水器如图所示,图中虚线表示水位,A,B,C电极被水浸没时会有信号输出。
水面在A,B间时为正常状态,绿灯G亮;水面在B,C间或A以上时为异常状态,黄灯亮;水面在C以下时为危险状态,红灯R亮。
试用与非门设计实现该逻辑功能的电路。
【参考答案】
解
逻辑规定:
设ABC三个电极被水浸没时为1,未被水浸没时为0。
各灯(R,Y,G)亮时为1,灭时为0。
列真值表:
A
B
C
R
Y
G
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
x
x
x
0
1
1
0
0
1
1
0
0
x
x
x
1
0
1
x
x
x
1
1
0
x
x
x
1
1
1
0
1
0
求逻辑表达式:
圈1化简:
圈0化简:
4.设X,Z均为三位二进制数,X为输入,Z为输出,要求二者之间有下述关系:
当3≤X≤6时,Z=X+1;X<3时,Z=0;X>6时,Z=3;试用一片3-8线译码器构成实现上述要求的逻辑电路。
【参考答案】
X2
X1
X0
Z2
Z1
Z0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
5.在某项比赛中,有ABC三名裁判。
其中A为主裁判。
当两名(必须包括A在内)或两名以上裁判认为运动员合格后发出得分信号。
试用四选一MUX设计此逻辑电路。
【参考答案】
A
B
C
F
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
6.试用与非门设计三变量判奇电路。
当输入变量A,B,C中有奇数个1时,其输出为1,否则输出为0。
【参考答案】
7.(5分)用反演规则,直接写出下列函数的反函数。
【参考答案】
8.(5分)用对偶规则,直接写出下列函数的对偶函数。
【参考答案】
9.(10分)用卡诺图法将下列函数化简为最简与或式,d为多余项之和。
【参考答案】
10.(10分)将下列函数写成最小项之和m,和最大项之积M的形式.
【参考答案】
11.(5分)分析图中所示CMOS门电路,写出输出函数Y1的逻辑表达式,并列出对应的真值表。
【参考答案】
Y1=A+B
A
B
Y1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
12.(10分)由与非门组成的组合逻辑电路如图所示。
试分析电路,说明当输入变量为何种组合时,电路输出Y1=Y2。
13.(10分)由或非门组成的组合逻辑电路如图所示。
试分析电路,说明当输入变量为何种组合时,电路输出为低电平。
【参考答案】
(1)ABCD为0000,0010,0011,1000,1010,1011,1100,1110共8种状态下,Y=0
(2)
14.(10分)在只有原变量输入,没有反变量输入条件下,用与非门实现函数F(A,B,C,D)=∑m(4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14)
【参考答案】,如果得不到最优结果,酌情扣1-2分
15.用4位数值比较器实现一个判断8位二进制数
大于、等于
或小于93的逻辑电路。
如果大于或等于93,则输出为1;否则输出为0。
比较器如图所示,如果需要可另加基本门电路。
要注意93的二进制表示:
01011101。
16.(15分)J-KFF组成的同步计数电路如图所示。
分析电路功能,并画出完整的状态转换图。
【参考答案】
状态转换图如图解5.1所示。
电路为一个能自启动的同步六进制计数器。
17.(10分)用一片8选一的数据选择器实现逻辑函数
F(A,B,C,D)=∑m(1,5,6,7,9,11,12,13,14)
【参考答案】
AB
F
CD
00
01
11
10
00
0
0
1
0
01
1
1
1
1
11
0
1
0
1
10
0
1
1
0
AB
F
C
00
01
11
10
0
D
D
1
D
1
0
1
/D
D
18.(15分)DFF组成的同步计数电路如图所示。
分析电路功能,说明电路为几进制计数电路,画出完整的状态转换图。
【参考答案】
电路为能自启动的同步五进制计数器,状态转换图如图解5.3所示。
CP
Q2(n)
Q1(n)
Q0(n)
Q2(n+1)
Q1(n+1)
Q0(n+1)
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
2
0
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
0
1
4
1
0
1
1
1
0
偏离
状态
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
19.(10分)如图所示为一RAM集成芯片,试回答下列问题:
(1)说明各引脚的功能。
(2)该芯片的存储容量、内部存贮单元数量各有多少?
【参考答案】
A0-A12:
地址线
I/O0-7:
数据输入、输出线
VDD:
电源
GND:
地
/CS1,CS2:
片选线
/OE:
输出允许线
R//W:
读写信号线。
NC:
保留端
存储容量8Kx8bits,内部存储单元数量:
8K单元。
20.(10分)分析如图所示的电路功能,当输入信号为一三角波时,试画出输出信号Vo的波形示意图。
【参考答案】
电路为一施密特触发器。
21.(10分)分析如图所示的电路功能,当给定输入信号波形时,试画出输出信号Vo2的波形示意图。
【参考答案】
见教材P385
22.(10分)倒T形电阻网络DAC中,设VREF=5V,RF=R=10k,求对应于输入4位二进制数码为1100时的输出电压V0(要求写出计算过程)
【参考答案】
23.(10分)简答题
模数转换器基本结构主要有哪几种?
各有哪些优缺点?
【参考答案】
并联比较型、逐次逼近型和双积分型
并联比较型具有转换速度快的优点,成本高及功耗大的缺点;
逐次逼近型转换速度较慢,精度提高时所需硬件较少,应用较广。
双积分型优点是抗干扰能力强,稳定性好,但转换速度较低。
24.(6分)用1K×4的RAM,扩展成8K×8RAM。
画出电路图,并回答下开问题。
(1)需要几片1K×4的RAM?
(2)需要几根地址线?
几根数据线?
(3)RAM需要的基本控制线有哪些?
【答案】:
16片,13根地址线,8根数据线。
基本控制线:
25.(15分)用集成电路定时器555所构成的施密特触发器电路及输入波形Vi如图所示,试分析该电路的工作原理并画出输出Vo波形。
【答案】:
26.(15分)写出如图所示电路(8路数据选择器)的函数F(A,B,C,D)表达式。
【答案】:
27.试设计一个4输入W,X,Y,Z,、4输出Fw,Fx,Fy,Fz逻辑电路。
当控制信号C=0时,输出状态与输入状态相反;当C=1时输出状态与输入状态相同。
【答案】:
设四个输入变量为W,X,Y,Z,4个输出函数为Fw,Fx,Fy,Fz。
考虑到输入变量已有4个,再加一个控制变量C,就共有5个变量。
可以利用变量A与0异或结果为A,变量A与1异或结果为非A。
这样可用4个异或门实现所求电路,如图所示。
28.避免逻辑冒险的方法有哪几种?
各有什么特点?
1.利用冗余项:
只能消除逻辑冒险,而不能消除功能冒险(多个输入信号同时发生变化,电路可能出现的冒险);适用范围有限
2.输出加滤波电容:
加滤波电容使输出信号变坏,引起波形的上升、下降时间变长,不宜在中间级使用。
实验调试阶段采用的应急措施;
3.引入取样脉冲:
加取样脉冲对逻辑冒险及功能冒险都有效。
目前大多数中规模集成模块都设有使能端,可以将取样信号作用于该端,待电路稳定后才使输出有效。
29.常用的A/D和D/A转换器电路有哪几种类型?
其各自的特点有哪些?
A/D:
权电阻网络;T型电阻网络;单值电流型网络
权电阻网络:
阻值较多,当位数较多时,对转换精度影响比较大;其精度取决于基准电压、模拟电子开关、运算放大器及各权电阻网络的精度。
T型电阻网络:
阻值只有2个,比权电阻网络精度高一些;速度较快;
单值电流型网络:
电流稳定,速度比其它两类较快。
D/A:
并联比较型;逐次逼近型;双积分型;
并联比较型:
速度快、功耗大和成本高;
逐次逼近型:
速度较慢,元器件比并联比较型少,易于实现高精度转换;
双积分型:
抗干扰能力强,稳定性好但转换速度低;