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（0,2,7,13,15）

d（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。

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

Y1、Y2、Y的表达式。

VCC

TTL

图2-1

答：

三态与非门，上为低电平有效，下为高电平有效；

EN=0，Y1=（AB）'，Y2=高阻抗，Y=（AB）'；EN=1，Y1=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。

AY1

图2-2

答：

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。

CLK

C1Q'

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。

CLK

图2-4

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、数据线分别为几根？

（3）2114的容量是多少？

2114

R/W

图2-5

答：

（1）是RAM

（2）2114的地址线则地址线有

2根：

～A1

（22=4）数据线有

4位：

D0～D3（3）2114的容量1K*4？

6、四片RAM2114（1K

4）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。

A11

2﹣4

A10

译码器Y1

R/W

A9A0R/WCS

2114

（1）

2114

（2）

2114（3）

2114（4）

D3D2D1D0

图2-6

答：

（1）

（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d3d2d1d0分别为0101时输出模拟电压vo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,

代码

最高位的权是23=8,此位上的代码

1表示数值1*20=1；其它数位均为

1表示数值1*23=8；最低位的权是20=1，此位上的

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2^8，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。

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

A1，输入信号

C接至地址端

A0。

74HC138

的逻

辑符号和功能表分别如图

3-2、3-3

所示。

图3-1图3-2

74HC138的功能表

输入

输出

S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

×××

图3-3

答：

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

S1、S0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（S1,S0,A,B）的表达式；

（2）

若规定S1接A2、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的功能表

输入

输出

⋯

D02

D2S

D3LY

D47

D7S

图3-3图3-4图3-5

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？

>C0

>C1

>C2

CLK

计数脉冲

图4-1

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。

D1D2D3

74LS161

CLK

计数

Q1Q2Q3

脉冲

图4-2

74LS161的功能表

CLK

功能

异步置零

同步预置数

0D1D2D3

保持

74LS161

LD'

保持

CLK

R'D

（但C=0）

Q0Q1Q2Q3

1111计数

图4-3图4-4

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？

74LS161

的功能表

CLK

功能

异步置零

同步预置数

D0D

保持

74LS161

LD'

保持

CLK

R'D

（但C=0）

计数

图4-5图4-6

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

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

vI、输出vO的

电压波形图；并写出单稳态触发器的暂稳态持续时间

tW的计算式；

（2）哪个电路构成多谐

振荡器？

试定性画出多谐振荡器电压

vI和vO的波形图，并写出多谐振荡器输出vO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

vO的波形图。

+VCC

555

0.01μF

图5-1

555定时器功能表

输入输出

+VCCR

555

0.01μF

图5-2

+VCC

555

0.01μF

图5-3

4脚

vI1（TH）vI2（TR＇）

6脚2脚

××

2VCC

1VCC

VCC

vODISC

3脚7脚

1导通

保持保持

1截止

VT+

图5-4图5-5

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