1、数字电子技术基础习题册答案811第8章 存储器【8-1】 填空1按构成材料的不同,存储器可分为磁芯和半导体存储器两种。磁芯存储器利用 来存储数据;而半导体存储器利用 来存储数据。两者相比,前者一般容量较 ;而后者具有速度 的特点。2半导体存储器按功能分有 和 两种。3ROM主要由 和 两部分组成。按照工作方式的不同进行分类,ROM可分为 、 和 三种。4某EPROM有8条数据线,13条地址线,则存储容量为 。5DRAM 速度 SRAM,集成度 SRAM。6DRAM是 RAM,工作时(需要,不需要) 刷新电路;SRAM是 RAM,工作时(需要,不需要) 刷新电路。7. FIFO的中文含义是 。解
2、:1正负剩磁,器件的开关状态,大,快。 2ROM,RAM。 3地址译码器,存储矩阵,固定内容的ROM 、 PROM,EPROM三种。 42138。 5低于,高于。 6动态,需要;静态,不需要。7先进先出数据存储器。【8-2】图8.2是164位ROM,A3A2A1A0为地址输入,D3D2D1D0为数据输出,试分别写出D3、D2、D1和D0的逻辑表达式。 图8.2解: 【8-3】用164位ROM做成两个两位二进制数相乘(A1A0B1B0)的运算器,列出真值表,画出存储矩阵的阵列图。解:图8.3 【8-4】由一个三位二进制加法计数器和一个ROM构成的电路如图8.4(a)所示 1写出输出F1、F2和F
3、3的表达式; 2画出CP作用下F1、F2和F3的波形(计数器的初态为”0“) (a) (b) 图8.4解:1 2图8.4(b) 【8-5】用ROM实现全加器。解: 图8.5第9章 可编程逻辑器件及Verilog语言【9-1】简述CPLD与FPGA的结构特点?解:CPLD采用了与或逻辑阵列加上输出逻辑单元的结构形式;而FPGA的电路结构由若干独立的可编程逻辑模块组成,用户可以通过编程将这些模块连接成所需要的数字系统。CPLD属于粗粒结构,FPGA属于细粒结构。CPLD是基于乘积项的可编程结构,而在FPGA中,其基本逻辑单元LE是由可编程的查找表(LUT,Look-Up Table)构成的, LU
4、T本质上就是一个RAM。【9-2】简述手工设计与PLD设计的流程?解: 答:手工设计:第一步,设计电路,画出逻辑图;第二步,选择逻辑元器件。第三步,进行正确的连线。 PLD的设计流程:首先根据设计要求写出相应的逻辑表达式,画出设计草图,接着在计算机上利用PLD软件通过原理图输入方式或硬件描述语言(HDL)输入方式输入逻辑设计描述,经计算机仿真验证后,下载到PLD器件中,最后再通过外部实际输入输出对设计进行验证。【9-3】用PLD器件实现的电路仿真结果如图9.4所示,请指出电路的功能。 (a) (b)(c)图9.4 解:图P9.4 (a)为二选一数据选择器,图P9.4 (b) 边沿型D触发器,图
5、P9.4 (c)为电平触发D触发器。【9-4】Verilog语言程序清单如下,写出电路的逻辑功能,并通过QuartusII进行仿真。module count(out,data,load,reset,clk);output7:0 out;input7:0 data;input load,clk,reset;reg7:0 out;always (posedge clk)beginif (!reset) out = 8h00;else if (load) out = data;else out = out - 1;endendmodule解:Verilog语言程序清单如下,写出电路的逻辑功能,并通过
6、QuartusII进行仿真。module count(out,data,load,reset,clk);output7:0 out;input7:0 data;input load,clk,reset;reg7:0 out;always (posedge clk)beginif (!reset) out = 8h00;else if (load) out = data;else out = out - 1;endendmodule【9-5】Verilog语言程序清单如下,写出电路的逻辑功能表,并通过QuartusII进行仿真。module yima(A,EN,Y);output 7:0 Y;i
7、nput 2:0 A;input EN;reg7:0 Y;wire 3:0 temp=A,EN;always case (temp) 4b0001 : Y=8b00000001; 4b1001 : Y=8b00000010; 4b0101 : Y=8b00000100; 4b1101 : Y=8b00001000; 4b0011 : Y=8b00010000; 4b1011 : Y=8b00100000; 4b0111 : Y=8b01000000; 4b1111 : Y=8b10000000; default : Y=8b11111111; endcaseendmodule 解:3输入8输出
8、译码器。仿真波形图见P9.5(a),仿真电路图见P9.5(b)。 (a)仿真波形图(b) 仿真电路图图9.5 【9-6】Verilog语言程序清单如下,写出电路的逻辑功能表,并通过QuartusII进行仿真。module bianma(Y,A);output 2:0 A;input 7:0 Y;reg 2:0 A;wire 7:0 temp=Y;always case (temp) 8b00000001: A=3b000; 8b00000010: A=3b100; 8b00000100: A=3b010; 8b00001000: A=3b110; 8b00010000: A=3b001; 8b
9、00100000: A=3b101; 8b01000000: A=3b011; 8b10000000: A=3b111; default A=3b000; endcase endmodule 解:8输入3输出编码器。仿真波形图见P9.6(a),仿真电路图见P9.6(b)。(a)仿真波形图(b) 仿真电路图图 P9.6【9-7】用Verilog写出60进制计数器的程序,并进行仿真第10章 脉冲产生及变换电路 【10-1】试计算图10.1中单稳态触发器74LS122的暂稳态时间,Rext=10k、Cext=100nF。 图10.1解:根据图中所给参数,暂稳态时间tw tw=0.7RextCext=
10、0.71010310010-9=0.7ms【10-2】图10.2(a)是由555定时器构成的单稳态触发电路。 1.简要说明其工作原理; 2.计算暂稳态维持时间tw 3.画出在图10.2(b)所示输入ui作用下的uC和uO的波形。4.若ui的低电平维持时间为15ms,要求暂稳态维持时间tw不变,应采取什么措施? (a) (b)图10.2解:1、工作原理(略); 2、暂稳态维持时间tw=1.1RC=10ms; 3、uc和uo的波形如下图:4若ui的低电平维持时间为15ms,要求暂稳态维持时间tw不变,可加入微分电路【10-3】图10.3(a)为由555定时器和D触发器构成的电路,请问:1555定时
11、器构成的是那种脉冲电路?2在图10.3(b)中画出uc、u01、u02的波形;3计算u01和u02的频率。 (a) (b)图10.3解: 1、555定时器构成多谐振荡器 2、uc, uo1, uo2的波形 3、uo1的频率f1= uo2的频率f2=158Hz【10-4】由555定时器构成的电路如图10.4 (a)所示,其中、。回答下列问题:1. 说明由555定时器构成的电路名称。2. 如果输入信号ui如图10.4 (b)所示,画出电路输出uo的波形。 (a) (b) 图10.4 解:1. 该电路为555定时器构成的施密特触发器。.(3分)2. 由电路图可知,电路的阈值电压为在给定输入ui信号条
12、件下,电路输出uo的波形如图10.4(b)所示。.(3分)图10.4(b)【10-5】由555定时器构成的施密特触发器如图10.5(a)所示。1在图(b)中画出该电路的电压传输特性曲线;2如果输入ui为图(c)的波形;所示信号,对应画出输出uO的波形;3为使电路能识别出ui中的第二个尖峰,应采取什么措施?4在555定时器的哪个管脚能得到与3脚一样的信号,如何接法?(a) (b) (c)图10.5图10.5(b)解:1见图10.5(b)所示。2. 见图10.5(c)所示。3. 为使电路能识别出uI中的第二个尖峰,应使5脚接3V左右控制电压,降低阈值。 4. 7脚,在 7脚与电源间接上拉电阻。 【
13、10-6】 由555定时器构成的电子门铃电路如图10.6所示,按下开关S使门铃Y鸣响,且抬手后持续一段时间。1. 计算门铃鸣响频率;2. 在电源电压VCC不变的条件下,要使门铃的鸣响时间延长,可改变电路中哪个元件的参数?3. 电路中电容C2和C3具有什么作用?图10.6解:1. 已知555定时器构成多谐振荡器,门铃振荡频率为2. R3和C4构成放电回路,使两个参数增大,可延长放电时间常数。3. 电容C2具有滤波作用,抑制电源中的高频干扰;电容C3具有“通交流、阻断直流”作用。【10-7】 图10.7为由两个555定时器接成的延时报警器,当开关S断开后,经过一定的延迟时间td后扬声器开始发出声音
14、。如果在迟延时间内闭合开关,扬声器停止发声。在图中给定的参数下,计算延迟时间td和扬声器发出声音的频率。图10.7 解:延迟时间扬声器发出声音的频率第11章 数模与模数转换器【11-1】填空18位D/A转换器当输入数字量只有最高位为高电平时输出电压为5V,若只有最低位为高电平,则输出电压为 。若输入为10001000,则输出电压为 。2A/D转换的一般步骤包括 、 、 和 。3已知被转换信号的上限频率为10kHZ,则A/D转换器的采样频率应高于 。完成一次转换所用时间应小于 。4衡量A/D转换器性能的两个主要指标是 和 。5就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言, 抗干扰能力强; 转换速度
15、快。解: 1 40mV , 5.32V 。 2 采样 ,保持 ,量化 , 编码 。 3 20kHz,。 4 精度 , 速度 。 5 双积分型, 逐次逼近型。【11-2】 对于一个8位D/A转换器,若最小输出电压增量为0.02V,试问当输入代码为01001101时,输出电压uo为多少伏?若其分辨率用百分数表示是多少?解:输出电压Uo=1.54V;分辨率为1/(28-1)。【11-3】图11.3为一个由四位二进制加法计数器,D/A转换器,电压比较器和控制门组成的数字式峰值采样电路。若被检测信号为一个三角波,试说明该电路的工作原理(测量前在端加负脉冲,使计数器清零)。若要使电路正常工作,对输出信号有
16、何限制?图11.3 解: 首先将二进制计数器清零,使uO=0。加上输入信号(Ui0),比较器A输出高电平,打开与门G,计数器开始计数,uO增加。同时uI亦增加,若uIuO,继续计数,反之停止计数。但只要uO未达到输入信号的峰值,就会增加,只有当uO=uImax时,才会关闭与门G,使之得以保持。【11-4】双积分型A/D转换器如图11.4所示,请简述其工作原理并回答下列问题:1若被检测电压UI(max)=2V,要求能分辨的最小电压为0.1mV,则二进制计数器的容量应大于多少?需用多少位二进制计数器?2若时钟频率fCP=200kHz,则采样时间T1=?3若fCP=200kHz,UIVREF=2V,
17、欲使积分器输出电压UO的最大值为5V,积分时间常数RC应为多少。 图11.4 解: 1. 若被检测电压UImax=2V,要求能分辨的最小电压为0.1mV,则二进制计数器的容量应大于20000;需用15位二进制计数器。 2. 若时钟频率fCP=200kHz,则采样时间T1=2155=163.8ms 3. RC=409.5ms【11-5】有一个逐次逼近型8位A/D转换器,若时钟频率为250kHZ。1完成一次转换需要多长时间?2有一个A/D转换器,电压砝码与输入电压ui逐次比较的波形如图11.5所示,则A/D转换器的输出为多少?图11.5 解:1完成一次转换需要36。 2A/D转换器的输出为0100
18、1111。【11-6】双积分型A/D转换器如图11.6所示。试问:1若被检测信号的最大值为,要能分辨出输入电压的变化小于等于2mV,则应选择多少位的A/D转换器?2已知时钟脉冲CP的频率为32kHz,若要求采样时间T131ms,则计数器应预置的初值为多少?3 若输入电压大于参考电压,即,则转换过程中会出现什么现象?图11.6 解:110位。 3. 积分器输出过零时,计数器超过最大值,产生溢出现象。【11-7】 试分析图11.7所示电路的工作原理,存储器中存储的信息见表11.7,画出输出电压Uo的波形。 11.7 EPROM 2716存储内容A3 A2 A1 A0D3 D2 D1 D00 0 0
19、 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 图 图11.7 解:图11.7(b) 第12章 实用数字电路设计【12-1】设计一个温度测量及显示电路,温度传感器不限热敏电阻,写出设计报告。【12-2】 利用所学电子技术基础知识设计一个有实际应用背景的电子电路,写出设计报告。
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