哈工大2022年數(shù)電期末試題+答案-2023修改整理

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數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)試題(A)

一、(10分)填空和挑選填空（每空1分）

1．按照反演規(guī)章，若Y=ABCDC

+++，則Y=()

ABCDC

++?。

2.圖1所示門電路均為TTL門，則電路輸出P1=()

ABBCABBC

+

；P2=()

ACCAC

++。

P2

C

P1

圖1

3．由TTL門組成的電路如圖2所示，已知它們的輸入短路電流為

IS＝

1.6mA，高電平輸入漏電流IR＝40μA。試問(wèn)：當(dāng)A=B=1時(shí)，G1的灌（拉，灌）電流為3.2mA；A=0時(shí)，G1的拉（拉，灌）電流為160μA。

圖2

4．3位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為6。

5．某EPROM有8條數(shù)據(jù)線，13條地址線，則存儲(chǔ)容量為64kbit。

6．某512位串行輸入串行輸出右移寄存器，已知時(shí)鐘頻率為4MHZ，數(shù)據(jù)從輸入端到達(dá)輸出端被延遲128μs。

二、（6分）F(A,B,C,D)=(0,2,3,4,5,6,7,11,12)(8,9,10,13,15)md+∑∑，用兩片74LS138和最少的二輸入與門實(shí)現(xiàn)F。

BIN/OCT

BIN/OCT

(I)

(II)

B1E3

E2

E1

B2

B0

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4Y5

Y6

Y7

B1E3

E2

E1

B2

B0

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4Y5

Y6

Y7

74LS138

74LS138

圖3

解：

114114Fmmmm=+=

BIN/OCT

BIN/OCT

(I)(II)B1E3

E2

E1

B2

B0

Y0

Y1Y2

Y3

Y4Y5

Y6

Y7

B1E3

E2E1

B2

B0

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4Y5

Y6

Y7

74LS138

74LS138

DA

B

C1

F

三、(6分)已知圖4中AD7524為8位D/A轉(zhuǎn)換器，當(dāng)D6=1，其它各位均為“0”時(shí)，UO=-1V。74LS90為2/5分頻異步加法計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘CP的頻率為10kHz。

1.74LS90構(gòu)成幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器；

2.計(jì)算|UO|的最大值及其頻率；

AD7524

RFVDDVREF

WRCS

IOUT1IOUT2

-+

UO

5V

D1VREF

QQBQA

Q

DC74LS90

CPACPB

P

CR0

(1)

R0(2)S0(1)S0(2)D2D

3D4

D5D6D7D8.

圖4

解：１．５進(jìn)制；２．max

4O

UV=-；1

25

KHzOUCPff=

=四、（6分）按照下面二段VerilogHDL語(yǔ)言的描述，說(shuō)明所描述電路的規(guī)律功能。

解：test1：２選１數(shù)據(jù)挑選器；

test2：扭環(huán)型計(jì)數(shù)器。

五、(14分)電路如圖5所示，時(shí)鐘脈沖CP的頻率為12kHz。

(1)畫出74LS161構(gòu)成電路的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

(2)分析由觸發(fā)器FF1、FF2構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，畫出完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、說(shuō)明為幾進(jìn)制

計(jì)數(shù)器；

(3)指出Qd、Q2的頻率和占空比。

(4)CP頻率不變，使Qd的頻率降為現(xiàn)在的1

2

，應(yīng)如何轉(zhuǎn)變74LS161的接線？(不允

許增強(qiáng)器件。)

圖5

解：1.74LS161構(gòu)成６進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表為：

完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖為：

2.驅(qū)動(dòng)方程：1nn

12JQQ=+11K=22n1JKQ==狀態(tài)方程：n1121QQQ+=nn

1

2nnn

12QQQ+=狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：

３．2KHzdQf=50%D=

22

3

KHzQf=

66.7%D=

４．欲使dQ的頻率降為現(xiàn)在的1

2

，應(yīng)使74LS161變?yōu)槭M(jìn)制計(jì)數(shù)器。轉(zhuǎn)變74LS161的連線，如圖

所示：

十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表所示：

六、（10分）由555定時(shí)器構(gòu)成的電路如圖6所示，設(shè)輸出高電平為5V，輸出低電平為0V；VD為抱負(fù)二極管。試問(wèn)：

1．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，兩個(gè)555定時(shí)器各構(gòu)成什么電路?計(jì)算輸出信號(hào)uo1、uo2的頻率f1和f2。

2．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，定性畫出uo1、uo2的波形。3．電容C2和C5的作用分離是什么？

VCC

uo2

33kΩ27kΩμF

C1

圖6

解：１．多諧振蕩器。

36111111

0.7(2)0.7(33227)1011060.91

16.42HzABTRRCmsfT-=+=+????==

=

36222222

0.7(2)0.7(3.322.7)100.1100.6091

1.642KHz

ABTRRCmsfT-=+=+????===

２．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，振蕩器２的工作狀態(tài)受控于振蕩器１的輸出。uo1為高電平，ＶＤ截止，振蕩器２工作，uo1為低電平，ＶＤ導(dǎo)通，振蕩器２停振，uo2輸出高電平。

...

...

uo2

uo1

３電容C2的作用是定時(shí)，C5的作用是濾波，濾除高頻干擾。

七、（10分）圖7（a）中，1PADCD=+，2PABBC=+，1．寫出P的規(guī)律函數(shù)表達(dá)式。

2．在圖7（b）中可外接須要的非門實(shí)現(xiàn)圖7（a）所示電路（輸入A、B、C、D，輸出P）。

P1P2

P

1

2

AB2D

EN1MUX1YD074LS153

2Y

EN21D

A1

A0

D1D2D3D0D1D2D3P

CD

圖7（a）圖7（b）

解：12PPP=⊕00

011110ABCD

00011110

00011110ABCD00011110

1111

1

1111111

11

1P2P1P2

P+00011110

ABCD

00011110

11

1

1

1

1

1PADCD=+2PABBC=+

12PPPABCDABCDABCDABCD=⊕=+++

AB

八、(8分)用ROM和兩個(gè)D觸發(fā)器設(shè)計(jì)能夠舉行加法計(jì)數(shù)和減法計(jì)數(shù)的二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器。當(dāng)輸入X=0時(shí)，舉行加法計(jì)數(shù)；當(dāng)X=1時(shí)，舉行減法計(jì)數(shù)。輸出Y為進(jìn)位/借位信號(hào)。當(dāng)計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)加到11，進(jìn)位信號(hào)輸出正脈沖，當(dāng)計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)減到00，借位信號(hào)輸出正脈沖。工作時(shí)序圖如圖8(a)所示，假設(shè)Q2Q1初始狀態(tài)為00。

1）完整填寫表1中的內(nèi)容。2）求狀態(tài)方程和輸出方程。

3）在圖8(b)中完成電路設(shè)計(jì)，不允許使用D觸發(fā)器的Q端。（只需在圖中連線，不允許增強(qiáng)其它的門電路）。

Q2

Y

XQ1

圖8(a)

表1可逆計(jì)數(shù)器的真值表

地址譯碼器

X

Q1

Q2

D2

D1CP

0m1m2m3m4m5m6m7

mA1

A2A0

圖8(b)

解：1

21

1

1nnQQ+=

1221212121nnnnnnnnn

QX