数字电路习题.docx
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数字电路习题
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；
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