中南大学数字电路习题及答案

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1、1-1 用逻辑代数的基本公式和常用公式将下列 逻辑函数化为最简与或形式,1-2 写出图中各逻辑图的逻辑函数式， 并化简为最简与或式。,解：,1-3 试画出用与非门和反相器实现下列 函数的逻辑图。,CD 00 01 11 10,AB 00 01 11 10,Y1,1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。,BC 00 01 11 10,A 0 1,Y2,1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。,BC 00 01 11 10,A 0 1,Y3,1-4 用卡诺图化简法将下列函数化为 最简与或形式。,CD 00 01 11 10,AB 00 01 11 10,Y4,1-4,（1）

2、,约束条件AB+CD=0,Y1,1-5 将下列函数化为最简与或函数式。,（2）Y（A，B，C，D）=(m3,m5,m6,m7,m10)， 给定约束条件为 m0+m1+m2+m4+m8=0,1-5 将下列函数化为最简与或函数式。,CD 00 01 11 10,AB 00 01 11 10,Y2,（3）Y（A，B，C，D）=(m2,m3,m7,m8,m11,m14) 给定约束条件为: m0+m5+m10+m15=0。,CD 00 01 11 10,AB 00 01 11 10,Y3,1-5,1)输入悬空时，三极管截止， V010v； 2)输入为0v时，三极管截止， V010v； 3)输入为5v时，

3、三极管饱和， V00.3v;,2-1 在图 (a)(b)两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压0的数值，并指出三极管工作在什么状态。假定三极管导通以后BE0.7V，电路参数如图中所注。,2-1 在图 (a)(b)两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压0的数值，并指出三极管工作在什么状态。假定三极管导通以后BE0.7V，电路参数如图中所注。,1)输入悬空时，三极管饱和， V00.3v； 2)输入为0v时，三极管截止， V05v； 3)输入为5v时，三极管饱和， V00.3v。,VB1=2.1V,1) v I2=1.4v 2) v I2=0.2v 3) v

4、I2=1.4v 4) v I2=0v 5) v I2=1.4v,2-2 试说明在下列情况下，用万用电表测量图2.2的v I2端得到的电压各为多少？1）vI1悬空；2）v I1接低电平(0.2V)； 3）v I1接高电平(3.2V)；4）v I1经51电阻接地；5）v I1经10k电阻接地。与非门为74系列的TTL电路，万用电表使用5V量程，内阻为20k/V。,Y1=0,Y2=1,Y3=1,Y4=0,2-3 判断74系列TTL门电路的输出是什么状态 （高电平、低电平或高阻态）。,2-3 判断74系列TTL门电路的输出是什么状态 （高电平、低电平或高阻态）。,Y5为高阻态,Y6=0,Y7=1,Y8

5、=0,YI=1,Y2=0,Y3=0,Y4=O,2-4 说明图中各门电路的输出是高电平还是低电平。已知它们都是CC4000系列的CMOS电路。,2-5 试说明下列各种门电路中哪些可以将输出端 并联使用（输入端的状态不一定相同）。 （1）具有推拉式输出级的TTL电路；(不能) （2）TTL电路的OC门；（能） （3）TTL电路的三态输出门； （能） （4）普通的CMOS门； (不能) （5）漏极开路输出的CMOS门； （能） （6）CMOS电路的三态输出门。 （能）,2-6 在CMOS电路中有时采用图 (a)(d)所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y1Y4的逻辑式。已知电源电压VDD=

6、10V，二极管的正向导通压降为0.7V。,2-6 在CMOS电路中,3-1 图是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图， 写出当COMP=1、Z=0和COMP=0、Z=0时Y1、Y2、Y3、Y4的逻辑式。,3-1,注意需要化简,3-2 分析图所示电路，写出输出Z的逻辑函数式。 74LS151为8选1数据选择器。,3-3 用4选1数据选择器产生逻辑函数,3-4 某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有呼叫按钮，同时在护士值班室内对应地装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。 现要求： 当一号病室的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下， 只有一号灯亮； 当一号病室的按钮没有按下而二号病

7、室的按钮按下时， 无论三、四病室的按钮是否按下，只有二号灯亮； 当一、二病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时， 无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮； 只有在一、二、三病室的按钮均未按下而按下四号病室 的按钮时，四号灯才亮。 试用优先编码器74LS148和门电路设计满足上述控制要求的 逻辑电路，给出控制四个指示灯状态的高、低电平信号。,3-4 解答,根据题意进行逻辑函数和逻辑变量的定义、赋值 、列真值表,A B C,1 0 0,3-5 试画出用3线-8线译码器74LS138和门电路产生如下多输出 逻辑函数的逻辑图。,D3 D2 D1 D0 1 1 0 1 0,Y3 Y2 Y1 Y0,3

8、-6 能否用一片4位并行加法器74LS283将余3代码转换成8421的 二-十进制代码？如果可能，应当如何连线？,不定态,4-1 若主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图中所给出， 试画出Q的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。,D: Q: Q:,4-4 设图4.4中各触发器的初始状态皆为Q=0，试画出在CP 信号连续作用下各触发器输出端的电压波形。,4-4,4-4,4-4,驱动方程,输出方程,5-1 分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、 状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图,说明 电路能否自启动。,五进制 计数器， 且有自启动能力,5-1,状态方程：,输出方程：,状态转换图

9、：,驱动方程：,输出方程：,5-2 试分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、 状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图。 A为输入逻辑变量。,5-2,状态转换图：,5-3 在图电路中，若两个移位寄存器中的原始数据分别为 A3A2A1A0=1001，B3B2B1B0=0011，试问经过4个CP信号 作用以后两个寄存器中的数据如何？ 这个电路完成什么功能？,5-3,5-4 分析图给出的计数器电路，画出电路的状态转换图， 说明这是几进制计数器。,S91、S92为异步置9 置9信号为：0110 可分析：七进制计数器,5-4,1 1,0,1,1,0,5-5 试分析图中计数器，在M=1和M=0时各

10、为几进制？,M=1时 为6进制,M=0时 为8进制, 00100011 0100 0101 01100111 1000 1001 , 0100 0101 01100111 1000 1001 ,A=1时清零信号为：1011 电路为十一进制计数器；,74LS161 为异步清零,A=0时清零信号为：1001 电路为九进制计数器。,5-6 图电路是可变进制计数器。试分析 当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器。,6-1 图是一个164位的ROM，A3A2A1A0为地址输入，D3D2D1D0的数据输出。若将D3、D2、D1、D0视为A3、A2、A1、A0的逻辑函数，试写出D3、D2、D1、D0的逻

11、辑函数式。,6-2 用ROM设计一个组合电路，用来产生下列一组逻辑 函数列出ROM应有的数据表，画出存储矩阵的点阵图。,A B C D,Y1 Y2 Y3 Y4,D0 D1 D2 D3,6-2,7-1,A3,A2,A1,A0,A5,7-2 分析图中计数器电路的分频比（Y与CP的频率之比）。, 10011010 1011 1100 1101 1110 1111 , 0111 1000 10011010 1011 1100 1101 1110 1111 ,低位：,高位：,7进制,9进制,63进制计数器， Y与CP的频率之比为1：63,7-3 用二-十进制优先编码器74LS147和计数器74160组成

12、的可控分频器， 试说明当输入信号 A、B、C、D、E、F、G、H、I分别为低电平时 由Y端输出的脉冲频率各为多少。已知CP的频率为10kHz。,7-4 图是用164位ROM和74LS161 组成的脉冲分频电路，ROM的 数据表如表所示。试画出在CP 信号连续作用下D3、D2、D1和 D0输出的电压波形， 并说明它们和CP信号频率之比。,74LS161组成十五进制计数器： 00011111,7-4,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15,CP D0 D1 D2 D3,0 0 0 0,1 1 0 0,0 0 1 0,1 0 1 0,0 1 0 1,1 0 0 1,0

13、 0 0 1,1 1 1 1,0 0 1 1,1 0 0 0,0 1 0 0,1 0 0 0,0 0 1 0,1 1 1 0,0 0 0 0,D0: 7/15 D1: 5/15 D2 3/15 D3: 1/15,写出状态转换表、画出状态转换图，描述其功能，并说明其能否自启动,驱动方程：,8-1 由JK触发器和PLA构成的时序逻辑电路如图所示，试分析其功能,状态方程：,8-1,驱动方程：,状态转换图：,六进制计数器，且有自启动能力,8-1,解：设A、B、C按下为1 ；不按为0 打开锁Y1为1，报警Y2为1,8-2 试用如图的PLA器件设计一 保密锁逻辑电路。在此电路中，保密锁上有A、B、C三个按

14、钮。当三个按扭同时按下时，或A、B两个同时按下时，或按下A、B中的任一位按钮时，锁就能被打开；而不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。 要求写出必要的设计步骤，并画出包括PLA阵列图的逻辑图。,A B C,Y1 Y2,8-2,VO,9-1 在图示的施密特触发器电路中，已知R1=10k， R2=30k。 G1和G2为CMOS反相器，VDD=15V。 1)试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和 回差电压VT。 2)针对输入信号，试画出输出电压的波形。,解： （1）VT+8v VT-4v VT4v （2）VT+5v VT-2.5v VT2.5v,9-2 在用555定时器接成的施密

15、特触发器电路中，试求： （1）当VCC=12V，而且没有外接控制电压时，VT+、VT- 及VT值。 （2）当VCC=9V、外接控制电压VCO=5V时，VT+、VT-、 VT各为多少？,解：,9-3 在用555定时器组成的多谐振荡器电路中， 若R1=R2=5.1k，C=0.01F， VCC=12V，试计算电路振荡频率,解：,10-1 在的权电阻网络D/A转换器中，若取VREF=5V，试求 当输入数字量为 d3d2d1d0=0101时输出电压。,解：,10-2 若A/D转换器（包括取样-保持电路） 输入模拟电压信号的最高变化频率为 10kHz，试说明取样频率的下限是多少？ 完成一次A/D所用时间的上限是多少？,10-3 试分析图10.1电路的 工作原理，画出输出电压 0的波形图。CB7520是10位倒T型电阻网络DAC。 表10.1给出了RAM的16个地址单元中所存的数据。 高6位地址A9A4始终为0，在表中没有列出。 RAM的