华中科技大学数字电子技术基础试卷

数字电子技术基础试卷(本科)及参考答案

试卷三及其参考答案

试卷三

一、（16分） 1．（12分）逻辑电路如图1-1 a、b、c、d所示。试对应图e所示输入波形，分别画出输出端L1、L2、L3和L4的波形。（触发器的初态为0） A 1 TG 1 （a）C A 1 L1 10kΩ B 1 ≥1 ≥1 L2 ≥1B （b）C B A C 1 & 1 L3 1J A 1 B (d) C1 1K R Q L4 EN （c）C A B C （e）C

图1-1

2．（4分）用代数法化简：

F1?A B C?A?B?C?A B C F2?(A?C)B(ACD?ACD)

二、（10分）已知逻辑函数：

F1(A,B,C,D)?AB?AC?ABD?ABCDF2(A,B,C,D)?ABCD?ACD?BC?BCD

画出逻辑函数F1、F2 和F的卡诺图；用最少的与非门实现逻辑函数F，画出逻辑图。

三、（8分）分析图3所示逻辑电路，写出输出端的逻辑函数表达式，列出真值表，说明电路能实现什么逻辑功能。 A F?F2?F1& & =1 =1 L2 ≥ 1 1 L1 B C 图3

四、（12分）用数据选择器组成的多功能组合逻辑电路如图4所示。图中G1、G0为功能选择输入信号，X、Z为输入逻辑变量，F为输出逻辑函数。分析该电路在不同的选择信号时，可获得哪几种逻辑功能，请将结果填入表4中。

1 Z 0 1 G1 G0 X D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S2 74HC151 S1 S0 E Y F

图4

表4 G1 G0

五、（12分）设计一个组合逻辑电路。电路输入DCBA为8421BCD码，当输入代码所对应的十进制数能被4整除时，输出L为1，其他情况为0。

1．用或非门实现。

2．用3线-8线译码器74HC138和逻辑门实现。

（0可被任何数整除，要求有设计过程，最后画出电路图）

六、（14分）分析如图6所示时序逻辑电路 1． 写出各触发器的激励方程、输出方程 2． 写出各触发器的状态方程

3． 列出电路的状态表并画出状态图 4． 说明电路的逻辑功能。

图6

七、（16分）用边沿JK触发器和最少的逻辑门设计一个同步可控2位二进制减法计数器。当控制信号X=0时，电路状态不变；当X=1时，在时钟脉冲作用下进行减1计数。要求计数器有一个输出信号Z，当产生借位时Z为1，其他情况Z为0。

F 功 能 八、（12分）时序信号产生电路如图8所示，CP为1kHz正方波。 1．说明74161和非门组成电路的逻辑功能；

2．对应CP输入波形，画出电路中υO1、υO2的电压波形。 3．计算υO2的输出脉宽tW ；

4．试问υO2的频率与CP的频率比是多少？

5．如改变74161数据输入，使D3D2D1D0=1000，试问υO2与CP的频率比又是多少？

R2 Rd 51kΩ 6 1 0 0 1 1 Cd 2 500pF 1 1 CP CR D0 D1 D2 D3 CET CT CEP CP ＞ 74HC161 Q0 Q1 Q2 Q3 PE vO1 1 C2 0.01μF 1 5 0.01?F 555 110kΩ 8 7 4 3 vO2 VCC CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图8

试卷三参考答案

一、

1．各电路输出端的波形如图A1所示。

A B C L1 L2 L3 L4 高阻 图A1

2．F1?1， F2?A C?AC?B D

二、逻辑函数F1、F2和F的卡诺图如图A2所示。

图A2

化简并变换逻辑函数F得 逻辑图略

F?CD ?ABD?A B C?CD?ABD?A B C

三、L1?AB?ABC?AB C，L2?A?B?C 真值表如表A3所示。电路实现全加器功能。

表A3 A B C L1 L2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

四、分析电路可得G1 、G0为不同取值时的逻辑功能如表A4所示。

表A4 G1 G0 0 0 F F=X+Z 功能 或逻辑