2015-2016(2)数字电子技术A卷

试卷 学年 第 2 学期 2015 ~2016

开课学院：电气工程学院 课程号：15012335 考试日期：

考试方式：

二 三 四 五 六 考试时间： 120 分钟

七 八 总分 题号 一 密

弊作绝拒、纪考肃严、信守实封

诚、争竞平公线

分值 20 12 10 10 15 10 15 8 得分 一、（20分，每小题2分） 单项选择题：在下列各题中，将唯一正确的答案代码填入括号内。

1． B 2． A 3. A 4. B 5． D 6． D 7． A 8. C 9. B 10． C

二、（本题12分，每小题2分）试判断图二中电路能否实现指定的逻辑功能，请在“（ ）”中用“√”和“ⅹ”符号分别表示“能”和“不能”。设TTL门的开门电阻为2.0kΩ,关门电阻为0.7 kΩ。

（a）ⅹ (b) ⅹ (c) √ (d) √ (e)ⅹ (f)√

三、(本题10分，每小题5分)绘制卡诺图，将下列具有约束条件的函数化简成为最简与或式，d为约束项之和：

1．F1(A,B,C,D)m(1,2,4,12,14)d(5,6,7,8,9,10)；

2． F2(A,B,C,)m(2,3,4)；

ABAC0

解：

F1BDCDACD 或F1BDCDBCD F2AB

四、(本题10分) 如图四所示，为检测水箱的液位，在A、B、C三个地方安置了三个水位检测元件，当水面低于检测元件时，检测元件输出低电平；水面高于检测元件时，检测元件输出高电平。试用多个与非门实现逻辑功能，并绘制一个水位状态显示的逻辑电路，要求：当水面在A、B之间的正常状态时，仅绿灯G亮；水面在B、C 间或A以上的异常状态时，仅黄灯Y亮；水面在C以下的危险状态时，仅红灯R亮。

学院 专业、班 年级 学号 A B C

解：真值表如表A四所示， （5分）

表A四 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 R 1 0 × 0 × × × 0 Y 0 1 × 0 × × × 1 G 0 0 × 1 × × × 0 图四

各逻辑函数的与非-与非表达式分别为：

RC，YABCABC，GAB （3分）

逻辑图（2分）。

五、(本题15分) 分析图五所示时序逻辑电路。（设触发器的初态均为0）

1．写出各触发器的时钟方程、驱动方程、状态方程； 2．画出在CP作用下的Q0、Q1及Q2的波形。 3．画出完整的状态图，判断电路是否能自启动；

Q0 Q1 Q2

1J ＞ C1 1K CP 1 CP

图五 解：

1．（6分）时钟方程：CP0CP，CP2CP 1Q0，CPn驱动方程：J0Q2,K01；J1K11；J2Q1nQ0n,K21

1J ＞ C1 1K & 1J ＞ C1 1K

状态方程：

n1nn （CP） Q0Q2Q0Q1n1Q1n （Q0即Q0）

n1nn （CP） Q2Q1nQ0Q22．（4分）波形图如图A5-1所示。

CP Q 0 Q 1 Q 2 图A5-1

3．电路的状态图如图A5-2所示。（3分）

1 Q0： Q2 Q

100 1 01 00 0 011 110 001 010 111 图A5-2

电路具有自启动功能。(2分)

六、(本题10分) 分析图六所示的电子门铃电路，当按下按钮S时可使门铃鸣响。

（1）说明门铃鸣响时555定时器的工作方式，画出门铃鸣响时vC，vO的波形； （2）改变电路中什么参数能改变铃响持续时间？ （3）改变电路中什么参数能改变铃响的音调高低？

VDD R1 4 8 VDD Rd DIS OUT TH TRIG C-V 5.1k R2 100k Rw 3 C3 vO 5 C2 C4 33uF S 7 6 100k C1 vC 2 0.01uF GND 1 0.01uF 图六

表六 555定时器的功能表 TH（电位） TRIG（电位） Rd(逻辑电平) ⅹ >2VDD/3 <2VDD/3 ⅹ ⅹ >VDD/3 >VDD/3 OUT(逻辑电平) 低电平 低电平 保持 高电平 DIS(NMOS管) 导通 导通 保持 截止 注：“X”表示任意电位。

解 （1）S按下后，555定时器的复位端4由低电平变为高电平，使555定时器成为多谐振荡器，而输出交流脉冲，喇叭鸣响。

vC 2VDD/3 VDD/3

O VDD t

vO O t

图A6

（2）S断开后，复位端4依靠C4上的充电电压维持一段高电平时间，因此C4、ＲW

值越大，铃响持续时间越长。

（３）改变Ｒ1、R2、和Ｃ1可改变555定时器的振荡频率。

七、(本题15分) 试用74160和数据选择器74151设计一个1011001序列信号发生器。 要求：列出74160的状态转换图，画出74160和74151之间的接线图，并对各数据输入端和控制信号端赋值。

74151 D0 D1 D2 D3 D4 Y D5 D6 D7 S A2 A1 A0 图七

解：74160构成7进制计数器

0000 0001 CP

S1 Q0Q1Q2Q3 C S2 74160 LD CP D0D1D2D3 R

0010 0011 0100 1001 4分

1000 0111 0110 0101

LDQ2Q1 1分 D3D2D1D000001分

接线图：4分

1 0 1 1 0 0 1 0 74151 D0 D1 D2 D3 D4 Y D5 D6 D7 S A2 A1 A0 & 1 CP S1 Q0Q1Q2Q3 C S2 74160 LD CP D0D1D2D3 R 0

数据赋值的两个芯片合计3+2分

八、(本题8分) 二极管ROM电路如图八所示。已知A1A0取值为00、01、10、11时，地址译码器输出W0～W3分别出现高电平。根据电路结构，说明内存单元0～3中的内容是什么？图中“·”表示如虚线框所示的二极管连接。

R R R R

地A1 W0 址W1

译 W2 码A0 W3 器

D3 D2 D1 D0 图八 解：解：

A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 图七 1 ０～３单元的内容分别是：１０１１，０１１０，１１０１，０１１１。 （8分）