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2008数电试题B 答案


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太原科技大学
课程试卷
题 分 号 数
一、 选择题(10 分,每空 1 分) D 。 C.格雷码 D.8421 码 B

10.如果要将一个最大幅度为 5.1V 的模拟信号转换为数字信号,要求输入每变化 20mV, 输出信号的最低位发生变化,应选用 A.6 B.8 B 位 ADC。 C.10 D.12


总 分

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十

二、 填空题(10 分,每空 1 分) 1.(54)D=(110110)B=(36)H=(0101 0100)8421BCD。 2.函数 Y ? AC ? AB ? BC 的反函数 Y ? ( A ? C )( A ? B )( B ? C ) 。 3.TTL 集成电路中,多发射极晶体管完成 与 逻辑功能。 4.三态门电路的输出端有高电平、低电平和 高阻态 三种状态。

1.在下列 BCD 码中,属于有权码的是

A.余 3 码

B.余 3 循环码码

2.用卡诺图化简具有无关项的逻辑函数时,若用圈 1 法,在包围圈内的?是按 A.0 B.1 D 。 B. ( A ? B )( A ? C ) ? ABC D. AB ? A C ? BCD ? AB ? A C C C.无法确定

5.若存储器的容量为 256K×8 位,则地址代码应取 18 位。 处理。 6.用 555 定时器组成的施密特触发器,当电源电压 VCC=12V,而且没有外接控制电压时, 其回差电压?UT= 4 V。

3.以下逻辑表达式中,正确的是 A. AB ? A B ? 1 C. AB ? A B 4.下列 TTL 门电路中,

7.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工作频率为 10kHZ, 则取样频率的下限是 20kHZ 。 8.一个 8 位逐次渐进型 A/D 转换器的时钟频率为 100kHZ,其完成一次转换所需的时间 为 100?s 。

不能将输出端并联使用(输入端的状态不一定相同) 。 C.具有推拉式输出级的 TTL 门电路 C 时输入信号的状态,就可以克服空翻现象。 C.上升(下降)沿 A C.4N C 。 C.多谐振荡器 A 片。 D.64 个有效状态的循环。 D.无法确定

A.三态门

B.OC 门

三、 (20 分) 1. 将逻辑函数 Y ? A B ? A C ? C D ? D 化简为最简与-或表达式(方法不限)(6 分) 。

5.如果触发器的次态取决于 CP A.高电平 B.低电平

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姓名

学号

6.由 N 位移位寄存器组成的环形计数器可以得到含 A.N B.2N

Y

7.数字系统中,能自行产生矩形波的电路是 A.施密特触发器 B.单稳态触发器

8.要用 4K×4 的 RAM 扩展成 16K×8 的 RAM,需选用 4K×4 的 RAM A.8 B.16 A C.32 的可编程逻辑器件进行编程。 C.编程器

CD AB 00 01 11 10 00 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 10 1 1 1 1
图解3.1

专业班级

9.在系统可编程是指:对位于 A.用户电路板

解:函数的卡诺图如图解 3.1 所示, Y ? ABC D ? A ? B ? C ? D

B.特制电路板

D.专用编程器

共 5 页,第 1 页

2. 指出图题 3.2 各门电路的输出是什么状态(低电平 L、高电平 H 或高阻态 Z) 。已知(a)、 (b)为 74 系列 TTL 门电路,(c)、(d)为 CC4000 系列 CMOS 门电路。 分) (8
VDD
VIH Y1 0 51kΩ

四、 试用 4 片 2114(1024× 位的 RAM)和 3 线-8 线译码器 74LS138 组成 4096× 位 4 4 的 RAM。 (10 分) 解:实现电路如图解 4 所示。
1

RL

VCC VIL 悬 空

& ?1

学号

& ?
EN

VIH
Y2

&
Y3 10kΩ

& &

74LS138

VDD

Y4
A1 A1 1
0

S1 S2 S3 A2 A1 A0

Y7 Y5 Y3 Y1

Y6 Y4 Y2 Y0

VIL

… …

R/W A9 A0

(a)

(b) 图题 3.2

(c)

(d)

A0

… … A9 R/W CS
2114(1)

A0

… … A9 R/W CS
2114(2)

A0

… … A9 R/W CS
2114(3)

A0

… … A9 R/W CS
2114(4)

解:Y1=L;Y2=H;Y3=H;Y4=L 3. 已知维持阻塞结构 D 触发器各输入端的电压波形如图题 3.2 所示,试画出 Q 端对应的电压 波形。 分) (6

I/O1 I/O2 I/O3 I/O4

I/O1 I/O2 I/O3 I/O4

I/O1 I/O2 I/O3 I/O4

I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O4 I/O3 I/O2 I/O1

姓名

CP t RD t D1 D2 1 CP RD D1 & 1D S C1 R Q Q t D2

图解 4

五、 为燃气锅炉设计一套过载报警逻辑电路。已有三个数字传感器监测锅炉运行状况。 第一个传感器 A 监测燃气阀门的“开启”或“关断”位置;第二个传感器 B 监 测水温;第三个传感器 C 监测烟道温度。当燃气阀门处于“开启”位置时,水温 或烟道温度过高都要发出报警信号。要求: (10 分) 1. 列出报警逻辑的真值表; 分) (4 2. 用 4 选 1 的数据选择器实现过载报警逻辑电路(4 选 1 数据选择器 74LS153 的 逻辑符号和功能表如图题 5 和表题 5)所示)(要求有设计过程) 分) 。 (6
t Q t
图题 3.3

专业班级

解:1.用 A 表示燃气阀门位置, “1”表示阀门“开启”“0”表示阀门“关断” ; 。 B 表示水温传感器,C 表示烟道温度传感器, “1”表示温度过高, “0” 表示温度不高。 Y 表示报警信号,有报警为“1” ,没报警为“0” 。 根据题意可列出表解 5 所示的逻辑真值表。

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表解5 A
Y Y 表题5 4选1数据选择器的 功能表 S S 1 0 0 1 C 0 0 图解5 0 0 A1 A0 Y 0 D0 D1 D2 D3

B 0 0 1 1 0 0 1 1

C 0 1 0 1 0 1 0 1

Y

0 0 0 0 1 1 1 1

A B

A1 A0

74LS153(?)
D3 D2 D1 D0

?
0 0 1 1

?
0 1 0 1

? ? ? ?
0 1 1 1

? J ? Q n Q n; K ? 1 1 1 2 3 ? ? n n n ?J 2 ? Q1; K 2 ? Q1 Q 3 ? J ? Q n Q n; K ? Q n 3 1 2 2 ? 3 ?
n n 输出方程: Y ? Q 2 Q 3

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? Q n ?1 ? Q n Q n Q n 1 2 3 1 ? ? n ?1 n n n n n Q2 ? Q1 Q 2 ? Q1 Q 3 Q 2 ? ? Q n ?1 ? Q n Q n Q n ? Q n Q n 1 2 3 2 3 ? 3 ?

从真值表写出逻辑表达式
Y ? A B C ? AB C ? ABC

2.电路的状态转换表如表解 6,状态转换图如图解 6:
表解6



2.令数据选择器的 A1=A,A0=B,则逻辑函数可变换为:
Y ? A B C ? AB C ? ABC ? A B ? 0 ? A B ? 0 ? A B ? C ? AB ? ( C ? C ) ? A B ? 0 ? A B ? 0 ? A B ? C ? AB ? 1

CP的顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1

Q3 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0

Q2 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0

Q1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0

Y 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

Q3Q 2Q 1

000

0

001

0

010

0

011

Y

1

1
110

0 0
101

111

0

100

图解6

由此可得数据选择器的数据输入为:D0=0,D1=0,D2=C,D3=1 电路的接法如图解 5 所示。 六、 时序电路如图题 6 所示。 (10 分) 1. 2. 3. 写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程; 分) (4 画出电路的状态转换图; 分) (4 分析电路的功能,检查电路能否自启动。 分) (2

3.该电路为同步七进制加法计数器,电路能自启动。 七、 试用 4 位同步二进制计数器 74LS161 和少量门电路设计一个可控进制计数器,当 输入控制变量 A=0 时工 作在六进制,A=1 时工作在十三进制。请标出数据输入端 和进位输出端。74LS161 的逻辑符号及功能表如图 6 和表 3 所示。 (10 分)
表题7 74LS161的功能表 D 0 D1 D2 D3 74LS161

1

1J C1 1K FF1

Q1 &

1J C1 1K FF2

& 1J Q2 C1 1K FF3 Q3

&

1

Y

EP ET

C LD

CP ? ? ?

RD

LD

EP

ET

工作状态 置零 预置数 保持 保持(但C=0) 计数

CP Q Q Q Q RD 0 1 2 3 图题7

CP

0 1 1 1 1

? 0 1 1 1

? ? 0 ? 1

? ? 1 0 1

图题 6

解:同步置数法:反馈逻辑表达式 LD ? AQ 2 Q 0 ? AQ 3 Q 2 或 LD ? A Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 ? AQ 3 Q 2 Q 1 Q 0 ,电路如图 A6.1

解:1.电路的驱动方程:

状态方程:

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异步清零法:反馈逻辑表达式 R D ? AQ 2 Q 1 ? AQ 3 Q 2 Q 0 或 R D ? A Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 ? AQ 3 Q 2 Q 1 Q 0 ,电路如图 A6.2。

10V VDD VREF CB7520 d9 d8 d7 d6 d5 ~ RF IOUT1 IOUT2 d0

-8V

-∞ ++

vo

1 CP 计数输入

EP ET

D0 D1 D2 D3 74LS161

C LD 1

CP Q Q Q Q RD 0 1 2 3

学号

A

1

& ?1
1 Y进位输出

I/O7 ~ I/O4 I/O3 I/O1 I/O2 I/O0 1 VCC 8 7 6 2 1 4 R/W A9 ~ RAM CS

图解 7.1

同步置数法

A4 A3 A2 A1 A0

R1 D1

1 CP 计数输入

EP ET

D0 D1 D2 D3 74LS161

C LD 1

R2

CB555 3 1 EP ET

Q3 Q2 Q1 Q0 74LS160

CP Q Q Q Q RD 0 1 2 3

D2 C

C LD 1

姓名

& ?1
A 1

CP D D D D RD 3 2 1 0

& &
图解 7.2 异步清零法

Y进位输出

图题 8

解:1. 555 定时器构成的多谐振荡器产生的时钟脉冲周期为:
T CP ? ( R 1 ? R 2 ) C ln 2 ? 7 . 2 ? 10 (
3

? 7 . 2 ? 10 )? 0 . 1 ? 10
3

-6

? 0 . 7 ? 0 . 001 s ? 1 ms

八、 电路如图题 8 所示,同步十进制计数器的功能表同表题 7,表题 8 给出了 RAM 的 16 个地址单元中所存的数据。高 6 位地址 A9~A4 始终为 0,在表中没有列出。 RAM 的输出数据只用了低 4 位,作为 D/A 转换器 CB7520 的输入。因 RAM 的 高 4 位数据没有用,故表中没有列出。 (其中 R1=7.2k?,R2=7.2k?,C=0.1μF) (20 分)

2. 74LS160 的状态转换图如图 A 解 8.1。 3. D/A 转换器 CB7520 的输出电压为 v o ? V REF 2
10

Dn ? -

-8 2
10

(d 9 2

9

? d82

8

? d72

7

? d62 ) ,
6

专业班级

1. 计算 555 定时器构成的多谐振荡器产生的 CP 脉冲的周期 TCP; 分) (5 2. 画出 74LS160 的状态转换图; 分) (5 3. 画出输出电压的波形并计算输出电压的周期 T。 (10 分)

当 d9、d8、d7、d6 每位分别为 1 时,产生的模拟电压分别为+4V、+2V、+1V、+0.5V。 输出电压的波形如图解 8.2 所示。

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表题8 RAM的数据表 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 D3 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 D2 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 D1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 D0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

··························································· ····························································

输出电压 vo 的周期 T=10ms。

姓名

学号

vo/V 7.5

专业班级

0000

0001

0010

0011

3.5

1001

0100 1.5

1000

0111

0110

0101

0.5 0

t/ms 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
图解 8.2

11

图解 8.2

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