2016北邮数电期中考试及答案

北京邮电大学《数字电路与逻辑设计》期中考试试题2016.4.9班级姓名班内序号题号一二三四五六七八总成绩分数281010121111108得分注意：所有答案（包括选择题和计算题）一律写在试卷纸上，如果卷面位置不够，请写在试卷的背后，否则不计成绩。一、（每题2分，共28分）单项选择题（答案填入本题后面的表格中）（请先在本试卷上答题之后，将全部答案汇总到本题末尾的表格中。）1．ECL逻辑门（与CMOS门相比）主要优点是D。A.抗干扰能力强B.集成度高C.功耗低D.工作速度快2．均为5V供电时，TTL逻辑门（与CMOS门相比）主要优点是C。A.噪声容限大B.功耗低C.工作速度快D.集成度高3.若对4位二进制码(B3B2B1B0)进行奇校验编码，则校验位C=B。A.32101BBBBB.32101BBBBC.32101BBBBD.32101BBBB4．可以用来构成双向逻辑信号传输的逻辑器件是A。A.三态输出门B.OC门C.ECL门D.OD门5.逻辑函数F=A⊕B和G=A⊙B满足关系A。A.0FGeB.0FGC.1FGD.FG6.均为5V供电时，需接上拉电阻才能满足电平驱动要求的方式是B。A.CMOS门驱动TTL门B.TTL门驱动CMOS门C.TTL门驱动TTL门D.CMOS门驱动CMOS门7.输入变量仅A、B全为1时，输出F=1，输入与输出的关系是C。A．或非B．同或C．与D．异或8.逻辑表达式()()ABAC_D___。A．ABACB．CABC.BACD.ABC9.最小项ABCD的相邻项是_D___。A．ABCDB．ABCDC.ABCDD.ABCD10.C输出直接连接可以实现“线或”功能。A.TTL门B.OC门C.ECL门D.三态门11.下面关于74HC与74HCT系列芯片正确的描述是B。A.分别为CMOS、TTL工艺B.分别为CMOS、TTL电平C.分别为商用级和工业级芯片D.分别为三态门和OC门12.A输出直接连接可以实现“线与”功能。A.OD门B.全部TTL逻辑门C.ECL门D.三态门13.引起组合逻辑电路中竞争与冒险的主要原因是：A。A.电路延时B.干扰信号C.逻辑关系错D.电源不稳定14．在图1-1的TTL门电路中，输出为高电平的有B。=1&&&101EN1F2F3F4F50悬空111图1-1A．B．C．D．1234567DCBAABC891011121314DDCBAAB二．（10分）简化函数(,,,)()FABCDABCACBDCDCD的反函数(,,,)FABCD为最简与或表达式（要求步骤：1，将F写成与或表达式；2，填入图2-1的卡诺图，圈画合并圈；3，写出F的最简与或表达式）。ABCD0000010111111010图2-1答案：1.(,,,)()(()())FABCDABCACBDCDCDABCACBDCDCDABCACDBDCDCDABCACDCD(3分)2,ABCD00000101111110101110000000000111（4分）3，(,,,)+FABCDCAD（3分）三．（10分）输入为8421BCD码的某两输出函数卡诺图如图3-1所示。请用最少的两级与非门实现该多输出函数（双轨输入）。（要求：1.正确圈画出简化圈和公用圈，并写出函数F1和F2对应的最简与或表达式，2.画出逻辑图）ABCD000001011111101010011001ABCD000001011111101000011010011101F2F图3-1答案：ABCD000001011111101010011001ABCD000001011111101000011010011101F2F（2+2分）1FBBCD（2分）2FBDBCD（2分）&&&&BDBBCD1F2F（2分）四、（10分)请用最少的或非门设计一个检出8421BCD码奇偶校验电路，当输入为奇数个1时输出F=1，否则F=0（输入变量为ABCD，且提供反变量）：（1）根据功能需求完成表4-1真值表的填写；（2）将真值表填入图4-1的卡诺图，并用卡诺图法简化为最简或与式；（3）根据简化的卡诺图，该函数是否存在静态逻辑冒险？应加什么冗余项加以消除？表4-1输入ABCD输出F输入ABCD输出F0000100000011001001010100011101101001100ABCD0000010111111010图4-1010111010110111001111111答案：真值表（4分）输入ABCD输出F输入ABCD输出F00000100010001110010001011010X001101011X010011100X010101101X011001110X011111111XABCD00000101111110101011001100（2分）()()()()()FABCDBCDADBCDBCD（2分）从表达式看：当A=B=C=1时有：FDD从卡诺图看：当1111与1110有相切圈。结论为存在逻辑冒险。加()ABC冗余项但实际上：A=B=C=1是不存在的输入，在此特定情况下无冒险。因此：建议：若答案为：存在逻辑冒险。加()ABC冗余项及若答案为：不存在逻辑冒险均可给分（共4分）五、（11分）某肖特基逻辑器件的内部电路如图5-1所示，A，B，C为输入端，输入高电平为5V，低电平为0V。F为输出端。设肖特基二极管D1、D2的正向压降为0.3V，所有晶体三极管的PN结正向压降为0.7V，忽略所有反向饱和电流、穿透电流，晶体管的反向电流放大系数为0。1.当C=0V，且A=B=5V时，L点对地电位为V。M点对地电位为V。N点对地电位为V。此时流出C输入端的电流为mA。此时流入A输入端的电流为mA。2.当C=5V时，输出F与输入A、B的逻辑关系为。3.当C=0V时，输出F与输入A、B的逻辑关系为。AB1R2R3R4R5VF1D2D1T2T3T4T5T5R6T6RC8K9.4KLMN图5-1答案：1.当C=0V，且A=B=5V时，L点对地电位为0.3V。M点对地电位为1V。N点对地电位为0.3V。此时流出C输入端的电流为1mA。此时流入A输入端的电流为0mA。（每空1分共5分）2.当C=5V时，输出F与输入A、B的逻辑关系为FAB。（3分）3.当C=0V时，输出F与输入A、B的逻辑关系为输出高阻，或Fz。（3分）六、（11分）TTL门构成的电路如图6-1所示，已知OC门输出管截止时的漏电流为IOH=100μA，OC门输出管导通时允许的最大负载电流为IOLmax=10mA；负载门的低电平输入电流为IIL=0.5mA，高电平输入电流为IIH=50μA，VCC′=5V，要求OC门的输出高电平VOH≥3.4V，输出低电平VOL≤0.4V。&&&&1ABCDLR'CCV1G2G3G4G5GF“1”图6-11.写出OC门输出点F与输入A、B、C、D的逻辑表达式2.确定电阻RL的阻值范围（RL的最大值和最小值）。3.若输入信号C=A，D=B（即两个OC门的输入信号相同），重新确定电阻RL的阻值范围。答案：1.FABCDABCD（3分）2.n=2m=7m′=4min'CCOHLOHIHVVRnImI；min'53.42.9120.170.05CCOHLOHIHVVRKnImI（2分）''maxCCOLLOLILVVRImI；max'50.40.5751040.5CCOLLOLILVVRKImI（2分）3.min'CCOHLOHIHVVRnImI；min'53.42.9120.170.05CCOHLOHIHVVRKnImI（2分）''maxCCOLLOLILVVRImI；max'50.40.25622040.5CCOLLOLILVVRKImI（2分）七．（10分）74LS155双一线至四线数据分配器和译码器74LS138的功能表见表7-1和表7-2。1.在图7-1上通过适当连接和高低电平标注（不加任何门）将74LS155与74LS138一起构成四线至十六线输出低电平有效的4-16线译码器，并将16个输出端分别用015FF标注（提示：当地址输入端高位A3=0时74LS138处于不工作状态，译码输出由74LS155完成）。2.实现函数（要求使用最少的与非门，直接在图7-1上画出逻辑电路）。13210(,,,)(0,15)FAAAAm23210(,,,)(15)MFAAAA表7-1双一线至四线数据分配器74LS155功能表A1A01F11F01F21F3011111111111111111111000011111D1D1D1DA1A02F12F02F22F3100001111111111111111000011112D2D2D2D2ST1ST表7-2译码器74LS138的功能表0YBCSSAS2A1A0Ax7Y6Y5Y4Y3Y1Y2Y101111111x100000000000011110000111101010101xxxxxx000000001111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111A0A1ST01F11F21F31F2ST02F12F22F32F74LS1551D2D74LS138&0A1A2AASBSCS0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0A1A2A3A图7-1答案：1A0A1ST01F11F21F31F2ST02F12F22F32F74LS1551D2D74LS138&0A1A2AASBSCS0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0A1A2A3A004F3F2F0F1F7F6F5F15F14F13F12F11F10F9F8F&1F2F输入端两条线和两个0（或接地）正确，各1分，共4分输出端015FF标注正确，2分F1和F2正确，各2分，共4分八、（8分）由正、负逻辑器件组成的逻辑电路见图8-1。写出输出F1、F2的逻辑表达式，并简化为最简与或式。&&&=1&&1F2FABCD图8-1答案：1()()()()FBCADBCBCADBCBCADBCABCDBCBC2()()()FBCADADBCADADBCADAD（各4分）