北邮数字逻辑期中试题评分及答案

1/8北京邮电大学《数字电路与逻辑设计》期中考试试卷2012.3.24班级姓名班内序号题号一二三四五六七八九总成绩分数201010101010101010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1分，共20分）判断（填√或×）、选择（单项选择）题（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．组合逻辑电路中不存在记忆单元。（√）2．晶体管的饱和越深，其对灌电流负载的驱动能力越强，但工作速度越慢。(√)3．TTL门的某输入端通过100KΩ电阻接电源端时，可认为该输入是逻辑“1”。（√）4．为了增加驱动能力，相同输入时的相同逻辑门输出可以互连在一起使用。（√）5．当两个或两个以上输入信号同时变化，变化前后输出相同，而在输入信号变化时可能出现输出瞬间逻辑错误，称为静态逻辑冒险。（×）6．正逻辑的或非门，对应负逻辑的与非门。（√）7.TTL与非门的关门电平VOFF越接近阈值电压VT，其噪声容限越大。（√）8.当ij时，必有两个最大项之积0ijMM。（×）9.用最简与或式表示一个函数时，其表达式可能不是唯一的。（√）10.反相器的拉电流负载电阻过小时，主要对输出的高电平产生影响。（√）11．逻辑项ABCD的相邻项有：C。A.ABCDB.BCDAC.ABCDD.CABD12．判断下列两个函数式中，是否存在逻辑冒险。B。2/81(,,)YABCABC2(,,)YABCABCABCA.不存在，存在B.不存在,不存在C.存在，不存在D.存在，存在13．通过适当连接和控制，可以实现数据双向传输的门电路是D。A.集电极开路输出的TTL门电路；B.互补式输出的TTL门电路；C.ECL门电路；D.三态输出的门电路。14．若某TTL门电路的输出端最大灌电流负载能力为16mA，最大拉电流负载能力为-12mA(流出输出端)。其输入端低电平的输入最大电流为-1mA(流出输入端)，输入端高电平时的输入最大电流为0.1mA(流入输入端)，该门电路的扇出系数为：A。A．16B.120C.12D.16015．图1.1中电路为TTL电路。不能实现对应逻辑功能的电路有A。&AA1AA1AAABC图1.116．逻辑函数为mF(A,B,C,D)(1,3,4,5,6,8,9,12,14)，判断当输入变量ABCD分别从:00000110及01101100时是否存在冒险：D。A.不存在，存在B.存在，存在C.存在，不存在D.不存在,不存在17．根据反演规则，函数FA[B(CDEG)]的反函数F=A。A.AB(CD)(EG)B.ABCDEGC.AB(CD)(EG)18．函数F(A,B,C)AB的规范最小项表达式为：C。A.m(2,3,4,5)，B.m(2,3,6,7)，C.m(0,1,6,7)，D.m(0,1,4,5)19．函数FACABCDABCCDABD的最简与或式为：B。A.()()()FABCADCDB.FACCDC.FABCADCD20．ECL逻辑门与TTL门相比，主要优点有：C。A.抗干扰能力强B.功耗低C.工作速率快答案汇总：12345678910√√√√×√√×√√11121314151617181920CBDAADACBC3/8二、（共10分）某器件的内部电路简图如图2.1所示。（1），说明当输入端C分别0和1时，电路的输出F与输入A、B的逻辑关系。（2），画出该器件的符号。1R2R3R4R1T2T3T4T5TDGABCCCVF1图2.1答案：（1），当C=1时，F=高阻（3分）当C=0时，FAB（3分）（2），&CFAB（4分）三、（10分）逻辑电路如图3.1所示。（1）按照图示电路写出F的原始表达式；（2）将表达式简化为与或式，并填入图3.2的卡诺图；（3）写出用与或非门实现该函数的最简表达式；（4）在图3.3中标明输入信号（未用输入端不许悬空）。ACABBCFBDADD&&&&&&ABCD00011110101101001&&&&F图3.1图3.2图3.3答案：（1）4/8FABCBABDACDDABD（2分）（2）FABBCDADBCD（2分）ABCD000111101011010011111111（2分）（3）FBDACABD（2分）（4）1&&&&FABDDBAC11（2分）四、（10分）图4.1中，已知OC门的输出晶体管管截止时的漏电流为IOH=200μA，导通时允许的最大负载电流为IOL(max)=10mA（输出电压不大于0.5V时）；负载门（与门及或门）的低电平（0.5V时）输入电流为IIL=-1mA，高电平（3V时）输入电流为IIH=50μA，Vcc=5V，要求OC门的输出高电平VOH≥3.0V，输出低电平VOL≤0.5V。求R的范围。5/8&&1ABCD1F2FRCCV图4.1答案：输出高电平：5350.20.2RK（5分）输出低电平：50.5643103RmA（5分）五．（10分）用8选1数据选择器设计一个函数发生电路，实现(,,,)(1,3,5,7,8,9,10,11)MFABCD。8选1数据选择器的输出逻辑函数式为：021012102210()()()WDAAADAAADAAA32104210()()DAAADAAA521062107210()()()DAAADAAADAAA（1），将函数F填入卡诺图（图5.1），按照图5.2的地址要求圈出8个子图。（2），在片脚图（图5.2）中标明D0－D7的输入信号。ABCD0001111010110100D0D1D2D3D4D5D6D7A2A1A0WF数据选择器ABC图5.2图5.16/8ABCD00011110000111101110001000101110D0D1D2D3D4D5D6D7A2A1A0WF数据选择器ABCDDDD0011函数填入及子图正确2分数据端正确，各1分，共8分六、(10分)74LS155是地址端公用的双数据分配器，功能表如表6-1所示，请附加最少的门实现如下两输出函数（在给出的图6.1上完成设计，A为高位；）。1(,,)FABCABCABCBC2(,,)(0123567)mFABC，，，，，，表6-174LS155功能表1STA1A01F11F01F21F3011111111111111111111000011111D1D1D1D2STA1A02F12F02F22F3100001111111111111111000011112D2D2D2D1F11F01F21F32F12F02F22F3A1A01ST2ST1D2DBC图6.17/81F11F01F21F32F12F02F22F3A1A01ST2ST1D2DABC&1F2F输入端3分，F2，3分，F1，4分七、（10分）试用两片4位数码比较器74LS85组成三个数的判断电路。要求能够判别三个4位二进制数0123aaaaA、0123bbbbB、0123ccccC相等（输出F1=0，F2=1）及A最大（输出F1=1，F2=0）。在图7.1上完成设计，可附加与门。（芯片74LS85的3个输出端，分别表示在AB时YAB=1；A=B时YA=B=1；AB时YAB=1）。ABABA=BA0A1A2A3B0B1B2B3YABYA=BYAB74LS851ABABA=BA0A1A2A3B0B1B2B3YABYA=BYAB74LS851答案：评分：3个输入各2分，2个输出各2分ABABA=BA0A1A2A3B0B1B2B3YABYA=BYAB74LS851F1F2a0a1a2a3c0c1c2c3b0b1b2b3ABABA=BA0A1A2A3B0B1B2B3YABYA=BYAB74LS851&&八、（10分）用或非门实现函数,,,)FABCDACABDACD（，要求没有逻辑冒险。（1），将函数填入图8.1的卡诺图；（2），画出逻辑电路。8/8ABCD0001111010110100图8.1答案：6分+4分AB00011110000111100011101110001100CDABACCDF111111ADACBBCD九、应用问题简答：已知供电电压为5V的74S系列器件的IOH=-1mA，IOL=20mA，74LS系列器件的IOH=-0.4mA，IOL=8mA。&RLED&RLED5V&J继电器5VD&J继电器D()d()c()b()a图9.11．现需驱动一个发光二极管（正向压降为1.5V），要求发光时的电流ILED=10mA。（1）应使用74S系列还是74LS系列器件？74S系列（2分）（2）应使用图9.1（a）电路还是（b）电路？（b）电路（2分）（3）简述图中R的作用。限流（2分）2.若需驱动一个5V继电器，继电器的电流为IJ=5mA。（图中D的作用是抑制自感生的高电压，起到保护器件的作用）。（1）可以选择哪个系列的器件？74S或74LS（2分）（2）应使用图9.1（c）电路还是（d）电路？（d）电路（2分）