数字电子技术第一套复习题

数字电子技术第一套复习题一、单项选择题（本大题共5分，共5小题，每小题1分）1.AB+A在四变量卡诺图中有()个小格是“1”。A.2B.12C.4D.82.若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为（）位。A.5B.6C.10D.503.在某些情况下，使组合逻辑电路产生了竞争与冒险，这是由于信号的（）。A.延迟B.超前C.突变D.放大4.已知输入A、B和输出Y的波形如下图所示，则对应的逻辑门电路是（）。A.与门B.与非门C.或非门D.异或门5.不能将门电路的输出端直接并联使用的电路是（）。A.TTL普通门B.TTL三态门C.CMOS三态门D.TTLOC门二、填空题（本大题共10分，共10小题，每小题1分）1.TTL逻辑电路的典型逻辑电平是：高电平______，低电平______。逻辑输入电平使大多数晶体管处于______。2.两个多位二进制数相加，可采用______和______相加的方式实现。2个8位二进制数按串行进位相加需要______一位全加器。3.集电极开路的与非门的主要用途是______。4.16路数据选择器可以实现任意的______个变量以下的逻辑函数。5.在门电路中、当输入端信号全部为1时输出才为0,此门电路为______门;当输入端信号不相同时输出为1,相同时输出为0,此门电路为______门。6.在数字电路中，三极管通常工作在______和______状态。7.并行（超前）进位加法器工作速度______，但电路______；串行进位工速度______，但电路______。8.在门电路中，当输入端信号相同时输出为1，不同时输出为0，此门电路为______门；当输入端信号全部为0时输出才为1，此门电路为______门。9.已知某函数，该函数的反函数______10.实现同一功能的数字电路有______形式；当输出逻辑函数最简时，数字电路通常为______，电路成本______。三、判断改错题（本大题共10分，共5小题，每小题2分）1.CMOS传输门的导通电阻只能等于NMOS管的导通电阻。2.编码与译码是互逆的过程。3.引起组合电路中竞争与险象的原因是干扰信号。4.判断图中的电路能否实现输出标注的逻辑功能。5.判断图中的电路能否实现输出标注的逻辑功能。四、绘图题（本大题共5分，共2小题，每小题2.5分）1.画出逻辑函数的实现电路。2.在图所示TTL门电路中，已知门电路输出的高电平UOH=3V，输出的低电平UOL=0.3V，输入A、B、C的波形如图（b）所示，试画出Y的波形图。五、计算题（本大题共20分，共4小题，每小题5分）1.在下图中，当输入电压VI分别为0.3V时，求输入电流。2.用卡诺图化简函数，约束条件。3.设计一个路灯控制电路，要求在4个不同的地方都能独立控制路灯的亮和灭。当一个开关动作后灯亮，另一个开关动作后灯灭。设计一个能实现此要求的逻辑电路。4.交通灯的亮与灭的有效组合如图所示，如果交通灯的控制电路失灵，就可能出现信号灯的亮与灭的无效组合，试设计一个交通控制灯失灵检测电路，检测电路要能检测出任何无效组合。要求用最少与非门实现。六、简答题（本大题共5分，共5小题，每小题1分）1.简述组合逻辑电路的特点。2.简述稳态波形的绘制过程。3.简述NMOS的开关作用。4.简述逻辑符号的等效变换。5.影响三极管开关时间的主要因素什么？七、问答题（本大题共5分，共5小题，每小题1分）1.如何提高CMOS门电路的开关速度？2.什么是组合逻辑电路的设计？3.简述二极管的开关时间。4.画出逻辑函数的实现电路。5.试用代数法判断由逻辑函数构成的逻辑电路是否有冒险？八、分析题（本大题共20分，共4小题，每小题5分）1.分析图所示电路的逻辑功能，写出输出函数Y的逻辑表达式。2.判断图所示电路能否实现逻辑与？3.问图中电路的计数长度N是多少？能自启动吗？画出状态转换图。4.试分析下图所示电路中当A、B、C、D单独改变状态时是否存在竞争冒险现象。如果存在竞争冒险现象，那么都发生在其他变量为何种取值的情况下？九、设计题（本大题共15分，共3小题，每小题5分）1.试用单片3线-8线译码器T3138和门电路（如图所示）实现逻辑函数：。2.设计一个10线-4线普通编码器，输出为8421BCD码。3.用4位加法器T1283和必要的门电路，实现4位减法器。十、证明题（本大题共5分，共2小题，每小题2.5分）1.用基本定理和公式证明下列等式：2.求函数的对偶式。答案：一、单项选择题（5分，共5题，每小题1分）1.D2.B3.A4.D5.A二、填空题（10分，共10题，每小题1分）1.参考答案：3.6V；0.3V；开关状态解题方案：评分标准：2.参考答案：串行进位；并行（超前）进位；8个解题方案：评分标准：3.参考答案：允许多个集电极开路的输出端并联实现功能扩展（线与）解题方案：评分标准：4.参考答案：4解题方案：评分标准：5.参考答案：与非门，异或门解题方案：评分标准：6.参考答案：饱和、截止解题方案：评分标准：7.参考答案：快；复杂；慢；简单解题方案：评分标准：8.参考答案：异或门；或非门解题方案：评分标准：9.参考答案：解题方案：评分标准：10.参考答案：多种；最简；最低解题方案：评分标准：三、判断改错题（10分，共5题，每小题2分）1.参考答案：错。CMOS传输门的导通电阻等于NMOS管和PMOS管导通电阻的并联。解题方案：评分标准：2.参考答案：正确解题方案：评分标准：3.参考答案：错解题方案：评分标准：4.参考答案：能解题方案：评分标准：5.参考答案：能解题方案：评分标准：四、绘图题（5分，共2题，每小题2.5分）1.参考答案：逻辑电路图如下图所示解题方案：评分标准：2.参考答案：根据图写出输出逻辑表达式：解题方案：评分标准：五、计算题（20分，共4题，每小题5分）1.参考答案：解题方案：评分标准：2.参考答案：解题方案：评分标准：3.参考答案：设四个开关分别用A,B,C,D四个变量表示，开关动闭合1，断开为0。用变量Y表示灯泡的亮灭，灯亮时为1，否则为0。（1）列真值表：由电路的功能得真值表3。（2）化简逻辑函数：由真值表画出卡诺图，如图所示，得最简与或式：（3）逻辑函数变换：采用与非门，逻辑函数变换为与非与非式：解题方案：评分标准：4.参考答案：（1）交通灯由红灯A、黄灯B、绿灯Ｃ组成，任意时刻只能有一盏灯亮，其他情况为故障状态。若设灯亮为逻辑状态１，灯灭为０；电路输出为Ｙ，故障Ｙ=１，非故障为Ｙ=０。（2）根据以上分析可得真值表5：（3）由以上真值表利用卡诺图化简可得解题方案：评分标准：六、简答题（5分，共5题，每小题1分）1.参考答案：组合逻辑电路具有下述特点：①组合电路是由逻辑门表示的数字器件和电子元件组成的电路，电路中没有反馈，没有记忆元件；②组合电路实现输入输出间的某种逻辑关系，任一时刻的输出状态仅取决于该时刻各输入的状态组合，而与时间变量无关。解题方案：评分标准：2.参考答案：波形图绘制步骤是：（1）根据输入信号确定每个输入取值组合的时间区域；（2）按时间顺序，将每一个取值组合代入电路的最简逻辑函数表达式计算，画出输出变量的波形图。解题方案：评分标准：3.参考答案：解题方案：评分标准：4.参考答案：在逻辑功能一致的条件下，逻辑符号可以进行等效变换：（1）与（&）变或（≥1），或（≥1）变与（&）；（2）有圈去圈，无圈加圈。解题方案：评分标准：5.参考答案：三极管通断转换的时间既是三极管的开关时间。影响三极管开关时间的主要因素是基区存储电荷。解题方案：评分标准：七、问答题（5分，共5题，每小题1分）1.参考答案：通过减小NMOS管和PMOS的沟道电阻，减小对负载电容充放电的时间常数，从而提高CMOS输出高低电平的转换速度。解题方案：评分标准：2.参考答案：根据需要解决的实际逻辑问题，确定实现其逻辑功能的最佳组合逻辑电路，就是组合逻辑电路的设计。解题方案：评分标准：3.参考答案：二极管通断转换的时间既是二极管的开关时间。由于二极管的PN结具有等效电容，二极管的通断就伴随着电容的充放电，所以，二极管的通断转换需要一定时间。解题方案：评分标准：4.参考答案：逻辑电路图如图所示。解题方案：评分标准：5.参考答案：当A=1、B=1时，Y=1；当A=1、B=0时，Y=0；当A=0、B=1时，Y=0；当A=0，B=0时，Y=1。所以该电路不存在竞争-冒险现象。解题方案：评分标准：八、分析题（20分，共4题，每小题5分）1.参考答案：解题方案：评分标准：2.参考答案：（a）不能，因为当A、B中有一个为低电平时，与非门输出高电平，晶体管导通，电流大于高电平输出最大电流。（b）能。（c）能。（d）不能，因为无上拉电阻。解题方案：评分标准：3.参考答案：电路状态方程为：可见N=5，是五进制计数器，能自启动。解题方案：评分标准：4.参考答案：解题方案：评分标准：九、设计题（15分，共3题，每小题5分）1.参考答案：将逻辑函数变换为最小项：逻辑图为图所示：解题方案：评分标准：2.参考答案：设输入I9，I8…I0分别表示十进制数码9，8…0，输出Y3，Y2，Y1，Y0分别表示8421码的4个二进制位。输入低电平有效的编码器真值表如下表所示：解题方案：评分标准：3.参考答案：原理：被减数-减数=被减数+减数的补码=被减数+减数的反码+1解题方案：评分标准：十、证明题（5分，共2题，每小题2.5分）1.参考答案：解题方案：评分标准：2.参考答案：解题方案：评分标准：