西南石油大学级数字电子技术期末试题一.docx
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西南石油大学级数字电子技术期末试题一
西南石油大学2006级数字电子技术期末试题一
西南石油大学2006级《数字电子技术》考试试卷(第一套)
课程号
2904025035、2904026030
考试时间
120
分钟
适用专业年级(方向):
测控技术2006级、电子信息2006级、通信工程2006级、自动化2006级、电气工程2006级、电信科技2006级、应用物理2006 级
考试方式及要求:
闭卷
题 号
一
二
三
四
五
六
七
总分
得 分
阅卷人
一、填空题(3~6小题每空2分,7、8小题每空3分,其余每空1分,共30分)
1、(73)D=( ) = ( )B = ( )H 。
2、已知二进制数A=(-1101011)B,则该数用原码表示为A原= ,反码表示为A反= ,补码表示为A补= 。
3、在下图a所示电路中,输出Y= 。
在下图b所示电路中,输出Z= 。
4、逻辑函数的最简与或式为F= 。
5、某PLA电路如下图所示,其输出Y= ,输出Z= (不需化简)。
6、单极性输出8位D/A转换器,当输入数字量为(01001010)B时,其输出电压为1.48V,当输入数字量为(11001011)B时,其输出电压为 。
7、两个 LUT和一个 MUX构成如下图所示电路。
LUT的内容如下表所示,输出Y= 。
BCDE
L1 L0
BCDE
L1 L0
0000
00
1000
00
0001
10
1001
10
0010
00
1010
00
0011
00
1011
00
0100
00
1100
00
0101
10
1101
10
0110
00
1110
01
0111
00
1111
01
8、某时序电路的状态图如下所示,设电路初始状态为00,当输入序列A=0010(自左至右输入)时,该电路输出Z的序列为 。
9、如图所示 ROM,有 条地址线, 条数据线,其容量为 。
10、A/D转换要经过 、 、 、编码四个步骤。
二、分析如图所示时序电路,写出其激励方程、状态方程和输出方程,画出其状态转换表、状态转换图,并说明电路实现的逻辑功能。
(14分)
三、使用集成同步四位二进制加计数器74LVC161构成十二进制计数器。
可以外加门电路。
(8分)
集成同步四位二进制加计数器74LVC161功能表
输入
输出
清零
预置
使能
CEP CET
时钟
CP
预置数据输入
D3 D2 D1 D0
Q3 Q2 Q1 Q0
进位
TC
L
╳
╳ ╳
╳
╳ ╳ ╳ ╳
L L L L
L
H
L
╳ ╳
↑
D3* D2* D1* D0*
D3 D2 D1 D0
#
H
H
L ╳
╳
╳ ╳ ╳ ╳
保 持
#
H
H
╳ L
╳
╳ ╳ ╳ ╳
保 持
L
H
H
H H
↑
╳ ╳ ╳ ╳
计 数
#
注:
DN*表示 CP 脉冲上升沿之前瞬间DN的电平,#表示只有当CET为高电平且计数器状态为HHHH时输出为高电平,其余均为低电平。
74LVC161的符号:
注:
D3、Q3为高位,D0、Q0为低位。
四、设X为两位二进制数。
设计一个组合电路,使其输出Y满足Y=X2。
要求:
(1)列出真值表;
(2)写出逻辑函数的最小项表达式; (3)用74HC139实现该电路(可附加必要的门电路); (4)对函数化简,并用与非门实现该电路。
(16分)
74HC139是双2线——4线译码器。
1/274HC139的功能表和逻辑符号如下所示:
1/274HC139的功能表:
1/274HC139的逻辑符号:
输入
输出
A1 A0
H
╳ ╳
H H H H
L
L L
L H H H
L
L H
H L H H
L
H L
H H L H
L
H H
H H H L
五、试利用D触发器设计一同步时序电路——序列检测器。
当电路连续输入三个或三个以上的1时,输出为1 ,否则输出为0。
要求:
(1)建立原始状态图和原始状态表;
(2)进行状态化简;
(3)画出序列检测器的逻辑电路图。
(16分)
六、如图所示为两个555定时器组成的报警电路。
在开关按下后,扬声器将以一定频率持续响一段时间作为报警信号。
图中,R1=470kΩ,R2=1kΩ,R3=3kΩ,C1=10μF,C1=10μF,C2=0.1μF,根据所给参数,计算:
(1)每次开关按下后扬声器声响持续时间;
(2)扬声器发出声音的频率。
(8分)
七、试采用具有片选使能、输出使能、读写控制,且容量为4K×4的RAM芯片,设计一个8K×8的存储器系统,试画出其逻辑图。
(8分)
4K×4RAM的逻辑符号和工作模式表如下所示:
工作模式
I/O 0~I/O3
保持
1
×
×
高阻
读
0
1
0
数据输出
写
0
0
×
数据输入
输出无效
0
1
1
高阻
西南石油大学2006级《数字电子技术》试卷一参考答案
一、填空题(3~6小题每空2分,7、8小题每空3分,其余每空1分,共30分)
1、(73)D=(01110011) = (1001001)B = (49)H 。
2、已知二进制数A=(-1101011)B,则该数用原码表示为A原= 11101011 ,反码表示为A反= 10010100 ,补码表示为A补= 10010101 。
3、在下图a所示电路中,输出Y= ;在下图b所示电路中,输出Z= 。
4、逻辑函数的最简与或式为F= 。
5、某PLA电路如下图所示,其输出逻辑函数Y= ,Z=。
(不需化简)
6、单极性输出8位D/A转换器,当输入数字量为(01001010)B时,其输出电压为1.48V,当输入数字量为(11001011)B时,其输出电压为4.06V 。
7、两个 LUT和一个 MUX构成如下图所示电路。
LUT的内容如下表所示,输出Y= 。
8、某时序电路的状态图如下所示,设电路初始状态为00,当输入序列A=0010(自左至右输入)时,该电路输出Z的序列为 1101 。
9、如图所示 ROM,有 2 条地址线, 4 条数据线,其容量为 。
10、A/D转换要经过 取样 、 保持 、 量化 、编码四个步骤。
二、分析如图所示时序电路,写出其激励方程、状态方程和输出方程,画出其状态转换表、状态转换图,并说明电路实现的逻辑功能。
(14分)
解:
激励方程 J0=K0=1 J1=K1=AQ0
输出方程
状态方程
状态转换表 状态转换图
功能:
该电路是一个同步可逆2位二进制(模4)计数器。
A=0时,加计数,Y上升沿触发进位,A=1时,减计数器,Y下降沿触发借位。
三、使用集成同步四位二进制加计数器74LVC161构成八十二进制计数器。
可以外加门电路。
(8分)
解:
方法一:
反馈清零法
(82)D=(01010010)B
方法二:
反馈置数法:
若在TC=1时,置数。
则需置入(256-82)D=(174)D=(10101110)B
四、设X为两位二进制数。
设计一个组合电路,使其输出Y满足Y=X2。
要求:
(1)列出真值表;
(2)写出逻辑函数的最小项表达式;
(3)用74HC139实现该电路(可附加必要的门电路);
(4)对函数化简,并用与非门实现该电路。
(16分)
解:
因为X为两位二进制数,且Y=X2,则Y为四位二进制数。
设X=X1X0,Y=Y3Y2Y1Y0。
(1)列出真值表
输入
X1 X0
输出
Y3 Y2 Y1 Y0
0 0
0 0 0 0
0 1
0 0 0 1
1 0
0 1 0 0
1 1
1 0 0 1
(2)逻辑函数的最小项表达式
,, ,
(3)用74HC139实现该电路
,
,
(4)求最简与或式,并用相应门电路实现。
,,
,
五、试利用D触发器设计一同步时序电路——序列检测器。
当电路连续输入三个或三个以上的1时,输出为1 ,否则输出为0。
要求:
(1)建立原始状态图和原始状态表;
(2)进行状态化简;
(3)画出序列检测器的逻辑电路图。
(16分)
解:
由题意,设输入为X,输出为Y,电路初始状态为S0,收到一个1为S1,连续收到两个1为S2,连续收到三个1为S3
(1)建立原始状态图和原始状态表
现态(Sn)
次态/输出(Sn+1/Y)
X=0
X=1
S0
S0/0
S1/0
S1
S0/0
S2/0
S2
S0/0
S3/1
S3
S0/0
S3/1
(2)状态化简
由状态表,S2和S3等价,故可合并,用S2表示,则得化简后的状态表。
化简后的状态表 编码后的状态表
Q1nQ0n
Q1n+1Q0n+1 /Y
X=0
X=1
00
00/0
01/0
01
00/0
11/0
11
00/0
11/1
现态(Sn)
次态/输出(Sn+1/Y)
X=0
X=1
S0
S0/0
S1/0
S1
S0/0
S2/0
S2
S0/0
S2/1
(3)状态分配
令S0=00, S1=01 , S2=11,则得编码后的状态表。
(4)求激励方程、输出方程,画逻辑电路图
X
Q1nQ0n
Q1n+1(D1)Q0n+1(D0)
Y
0
0 0
0 0
0
0
0 1
0 0
0
0
1 1
0 0
0
1
0 0
0 1
0
1
0 1
1 1
0
1
1 1
1 1
1
由上表可得激励方程:
D1=
D0=(利用无关项化简)
输出方程:
Y=(利用无关项化简)
逻辑电路图如下:
六、如图所示为两个555定时器组成的报警电路。
在开关按下后,扬声器将以一定频率持续响一段时间作为报警信号。
图中,R1=470kΩ,R2=1kΩ,R3=3kΩ,C1=10μF,C2=0.1μF,根据所给参数,计算:
(1)每次开关按下后扬声器声响持续时间;
(2)扬声器发出声音的频率。
(8分)
解:
(1)每次开关按下后扬声器声响持续时间即第一片555定时器构成的单稳态触发器的暂稳态持续时间TW
TW=RCln3≈1.1RC=1.1R1C1=1.1╳470╳10=4.7s
(2) 扬声器发出声音的频率即第二片555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率f
振荡周期 T=(R2+2R3)C2 ln2≈0.7(R2+2R3)C2=0.7╳(1+6) ╳0.1=0.49ms
振荡频率 f=1/T=2.04kHz
七、试采用具有片选使能、输出使能、读写控制,且容量为4K×4的RAM芯片,设计一个8K×8的存储器系统,画出其逻辑图。
(8分)
4K×4RAM的逻辑符号和工作模式表如下所示:
工作模式
I/O 0~I/O3
保持
1
×
×
高阻
读
0
1
0
数据输出
写
0
0
×
数据输入
输出无效
0
1
1
高阻
解:
4K×4的RAM有A0~A11共12位地址,D0~D44位输入输出,
8K×8的RAM有A0~A12共13位地址,D0~D88位输入输出。
并联,并联,每两片4K×4的RAM 可位扩展为4K×8的RAM,两组4K×8的RAM 由A12译码后去控制片选,进行字扩展,则可实现8K×8的RAM。
扩展电路的逻辑图如下所示,图中D0~D8下标相同者并联。
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- 关 键 词:
- 西南 石油大学 级数 电子技术 期末 试题