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1、精选优质文档-倾情为你奉上三、逻辑函数化简 (每题5分,共10分) 1、用代数法化简为最简与或式 Y= A + 1、Y=A+B 2、用卡诺图法化简为最简或与式 Y= + C +A D,约束条件:A C + A CD+AB=0 2、用卡诺图圈0的方法可得:Y=( +D)(A+ )( + ) 四、分析下列电路。 (每题6分,共12分) 1、写出如图4所示电路的真值表及最简逻辑表达式。 图 4 1、 该电路为三变量判一致电路,当三个变量都相同时输出为1,否则输出为0。 2、写出如图5所示电路的最简逻辑表达式。 2、 B =1, Y = A , B =0 Y 呈高阻态。五、判断如图 6所示电路的逻辑功
2、能。若已知 u B =-20V,设二极管为理想二极管,试根据 u A 输入波形,画出 u 0 的输出波形 (8分) t 图 6 五、 u 0 = u A · u B ,输出波形 u 0 如图 10所示: 图 10 六、用如图 7所示的8选1数据选择器CT74LS151实现下列函数。(8分) Y(A,B,C,D)=m(1,5,6,7,9,11,12,13,14) 图 7 答: 七、用 4位二进制计数集成芯片CT74LS161采用两种方法实现模值为10的计数器,要求画出接线图和全状态转换图。(CT74LS161如图8所示,其LD端为同步置数端,CR为异步复位端)。(10分) 图 8 七、
3、接线如图 12所示: 图 12 全状态转换图如图 13 所示: ( a ) ( b ) 图 13八、电路如图 9所示,试写出电路的激励方程,状态转移方程,求出Z 1 、Z 2 、Z 3 的输出逻辑表达式,并画出在CP脉冲作用下,Q 0 、Q 1 、Z 1 、Z 2 、Z 3 的输出波形。 (设 Q 0 、Q 1 的初态为0。) (12分) 8、 , , 波形如图 14所示: 三、将下列函数化简为最简与或表达式(本题 10分) 1. (代数法) 2、 F 2 ( A,B,C,D)=m (0,1,2,4,5,9)+d (7,8,10,11,12,13)(卡诺图法) 三、 1. 2. 四、分析如图
4、16所示电路,写出其真值表和最简表达式。(10分) 四、 1. 2. , , , 五、试设计一个码检验电路,当输入的四位二进制数 A、B、C、D为8421BCD码时,输出Y为1,否则Y为0。(要求写出设计步骤并画电路图) (10分) 五、 6、 分析如图17所示电路的功能,写出驱动方程、状态方程,写出状态表或状态转换图,说明电路的类型,并判别是同步还是异步电路? (10分) 六、同步六进制计数器,状态转换图见图 20。 图 20 七、试说明如图 18所示的用555 定时器构成的电路功能,求出U T+ 、U T- 和U T ,并画出其输出波形。 (10分) 图 18 图 21 七、 , , ,波
5、形如图 21 所示 八、如图19所示的十进制集成计数器; 的为低电平有效的异步复位端,试将计数器用复位法接成八进制计数器,画出电路的全状态转换图。( 10分) 图 19 TU8、 八进制计数器电路如图 22所示。三计算题(5分)如图所示电路在Vi0.3V和Vi5V时输出电压V0分别为多少,三极管分别工作于什么区(放大区、截止区、饱和区)。解:(1)时,三极管截止,工作在截止区,; (2)时,三极管导通,工作在饱和区, 四分析题(24分)1分析如图所示电路的逻辑功能,写出Y1、Y2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路能完成什么逻辑功能。 1 2分析下面的电路并回答问题(1) 写出电路激励方程、状态
6、方程、输出方程(2) 画出电路的有效状态图(3) 当X=1时,该电路具有什么逻辑功能(1)Qn+11=XQ2 Q n+12= Y=XQ1(2)(3)当X=1时,该电路为三进制计数器五应用题(43分) 1用卡诺图化简以下逻辑函数 ,给定约束条件为ABCD01 解:(1)由图可以写出表达式: 2有一水箱,由大、小两台水泵ML和MS供水,如图所示。水箱中设置了3个水位检测元件A、B、C。水面低于检测元件时,检测元件给出高电平;水面高于检测元件时,检测元件给出低电平。现要求当水位超过C点时水泵停止工作;水位低于C点而高于B点时MS单独工作;水位低于B点而高于A点时ML单独工作;水位低于A点时ML和MS
7、同时工作。试用74LS138加上适当的逻辑门电路控制两台水泵的运行。74LS138的逻辑功能表输 入输 出S1A2 A1 A0 0XX X X1 1 1 1 1 1 1 1 X1X X X1 1 1 1 1 1 1 1100 0 00 1 1 1 1 1 1 1100 0 11 0 1 1 1 1 1 1100 1 01 1 0 1 1 1 1 1100 1 11 1 1 0 1 1 1 1101 0 01 1 1 1 0 1 1 1101 0 11 1 1 1 1 0 1 1101 1 01 1 1 1 1 1 0 1101 1 11 1 1 1 1 1 1 074LS161功能表 CTP
8、CTT CP D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q30 × × × × ××××1 0 × × d0d1 d2 d31 1 1 1 ××××1 1 × 0 × ××××1 1 0 1 × ××××0 0 0 0d0 d1 d2 d3正常计数保持(但C=0)保持 3 74LS161逻辑符号及功能表如下(1)假定161当前状态Q3 Q2 Q1Q0
9、为“0101”“D0 D1 D2 D3”为“全1”,=0,请画出在两个CP作用下的状态转换关系?(2)请用复位法设计一个六进制记数器(可附加必要的门电路)由真值表化简整理得到:(4)令A=A,B=B,C=C,画出电路图:(1)“0101” “1111” “1111”(2)“0110”时复位4分析右面的电路并回答问题(1)该电路为单稳态触发器还是无稳态触发器?(2)当R=1k、C=20uF时,请计算电路的相关参数(对单稳态触发器而言计算脉宽,对无稳态触发器而言计算周期)。4、(1)单稳态 (2)20mS(2)真值表如下:ABCABACBCY2Y10000000000010001010100001
10、01011001010100000001101010110110100110111111011(3)判断逻辑功能:Y2Y1表示输入1的个数。2 解:(1)输入A、B、C按题中设定,并设输出ML1时,开小水泵ML0时,关小水泵MS1时,开大水泵MS1时,关大水泵;(2)根据题意列出真值表:ABCMLMS0000000101010××01110100××101××110××11111三、分析题(共20分)1试分析同步时序逻辑电路,要求写出各触发器的驱动方程、状态方程,画出完整的状态转换图(按Q3Q2Q1排列)。(6分)
11、1 (8分)驱动方程(3分) 状态方程(3分)状态转换图(2分) 2分析下图由74160构成的计数器为几进制计数器,画出有效状态转换图。(4分) Q0 Q3 Q2 Q1 D0 D3 D2 D1 CP C ET EP 74160 1 1 RDLDCP 12、(4分) 为五进制计数器(2分) 状态转换图(2分) 3分析逻辑电路,要求写出输出逻辑式、列出真值表、说明其逻辑功能。(6分)3、(6分)逻辑式:(2分)真值表:(2分)逻辑功能:(2分)数值比较器4分析如下74LS153数据选择器构成电路的输出逻辑函数式。(4分)FABYD0 D1 D2 D 3 A1A04、(4分)四、设计题(共26分)1
12、用74LS160及少量的与非门组成能显示0048的计数器(使用 完成)。(8分)D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 EP ET CP C 74160 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 EP ET CP C 74160 1、(6分)2试用图示3线8线译码器74LS138和必要的门电路产生如下多输出逻辑函数。要求:(1)写出表达式的转换过程(6分);(2)在给定的逻辑符号图上完成最终电路图。(6分)2、(12分)转换过程(6分) 连接图(6分)3使用74LS161和74LS152设计一个序列信号发生器,产生的8位序列信号为(时间顺序自左向右)。(6分)3、(6分)五、画图
13、题(共18分)1用555定时器及电阻R1、R2和电容C构成一个多谐振荡器电路。画出电路,并写出脉冲周期T的计算公式。(8分)VCC DISC VCO GND 555 VO TH 1、(8分)(2分)(6分)图2图(a)中CP的波形如图(b)所示。要求:(1)写出触发器次态Qn+1的最简函数表达式和Y1、Y2的输出方程。(4分)图(b)(2)在图(b)中画出Q、Y1和Y2的波形(设Q n=0)(6分)图(a)2、(10分)次态、Y1 、Y2方程(4分)波形(6分)例1.1 利用公式法化简 解: 例1.2 利用卡诺图化简逻辑函数 约束条件为解:函数Y的卡诺图如下: 例3.1 试设计一个三位多数表决
14、电路1、 用与非门实现2、 用译码器74LS138实现3、 用双4选1数据选择器74LS153解:1. 逻辑定义设A、B、C为三个输入变量,Y为输出变量。逻辑1表示同意,逻辑0表示不同意,输出变量Y=1表示事件成立,逻辑0表示事件不成立。2. 根据题意列出真值表如表3.1所示 表3.1 3. 经化简函数Y的最简与或式为:4. 用门电路与非门实现 函数Y的与非与非表达式为: 逻辑图如下: 5. 用38译码器74LS138实现由于74LS138为低电平译码,故有由真值表得出Y的最小项表示法为: 用74LS138实现的逻辑图如下:6. 用双4选1的数据选择器74LS153实现 74LS153内含二片
15、双4选1数据选择器,由于该函数Y是三变量函数,故只需用一个4选1即可,如果是4变量函数,则需将二个4选1级连后才能实现 74LS153输出Y1的逻辑函数表达式为: 三变量多数表决电路Y输出函数为: 令 A=A1,B=A0,C用D10D13表示,则 D10=0,D11=C,D12=C,D13=1 逻辑图如下: 四、分析、设计、化简题(一)将下列逻辑函数化简成最简与或表达式。(1)(2)(1) , (2) , (二)SSI逻辑电路的分析1.分析组合逻辑电路图,写出F的逻辑函数表达式。 1=1&ENA B C F 1当C=1时 当C=0时 F=高阻状态2分析下图,试写出F的表达式,并说明逻辑
16、电路的功能。1&11&A BF1 F1F2 F1F3 F12F1 = F2 = F3 = 真值表 输 入 输 出 A B F1 F2 F3 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1此电路为一位数值比较器。(三)译码器的应用1试用74LS138和门电路实现逻辑函数F = AB + AC + BC,译码器的示意图和功能表达式如下:选通时,S11,S2S30;输出低电平有效。A2 A1 A074LS138 1F=AB+AC+BC= ABC+ABC+ABC+ABC = m3 +m5+m6+m7 = 2下图为3线8线译码器74LS138的方框图。A2
17、 A1 A074LS138图中三个允许端S1=1、=0时,译码器才能正常译码;输入端的输入代码顺序为A2 A1 A0 ;输出端输出低电平有效。试用此二进制译码器和与非门实现函数,要求画出连线图。 2F&A2 A1 A074LS138A B C1YA B CA2 A1 A0"1"74LS138 (四)触发器的应用1触发器电路如下图所示,试根据图中CP、A的波形,对应画出输出端Q的波形,并写出Q的状态方程。设触发器的初始状态均为0。1J>C11K“1”ACPQCPA 2触发器电路如下图所示,试根据图中CP、D的波形,对应画出输出端Q的波形,并写出Q的状态方程。设触
18、发器的初始状态均为0。DCP1D>C1CPD CPAQ2Q1CPDQQ22 (五)计数器的应用1已知74LS161是同步四位二进制加法计数器,计数器功能见下表,试用置数法构成七进制加法计数器,要求写出的表达式;画出连线图。 74LS161的功能表CPCTT CT P工作状态×0×× ×清零10× ×预置数×110 1保持(包括 C状态)×11× 0保持(C=0)111 1计数Q 0Q1 Q2 Q3RDLDCP74LS161 OCCTT CT P D0 D1 D2 D32已知74LS161是同步四位二
19、进制加法计数器,其功能表如表所示。试分析图电路为几进制计数器,要求(1)写出的表达式;(2)指出进制数;(3)画出状态转换图。 74LS161的功能表CPCTT CT P工作状态×0×× ×清零10× ×预置数×110 1保持(包括 C状态)×11× 0保持(C=0)111 1计数&Q 0Q1 Q2 Q3CRLDCP74LS161 OC CTT CT P D0 D1 D2 D311五1,连线见图2,此电路为十进制加法计数器。状态转换图为: 0000 0001 0010 00110100 0101
20、0110 0111 1000 1001 (六)DA转换器的应用十位的D/ A电路如下图所示,当R f 2R,VREF = 5V,若电路的输入数字量D9 D8 D7 D6D5D4D3D2D1D0时=,试求:输出电压为多少?(六)DA转换器的应用四、分析题(共20 分)1、分析用图4(a)、(b)集成十进制同步可逆计数器CT74LS192组成的计数器分别是几进制计数器。CT74LS192的CR为异步清零端(高电平有效),为异步置数控制端(低电平有效),CPU、CPD为加、减计数脉冲输入端(不用端接高电平),和分别为进位 和借位输出端。(4分) 图4 (a) 图4 (b)2、 用ROM设计一个组合逻
21、辑电路,用来产生下列一组逻辑函数 列出ROM应有的数据表,画出存储矩阵的点阵图。3、试画出图5所示电路在CP、信号作用下Q1、Q2、Q3的输出电压波形,并说明Q1、Q2、Q3输出信号的频率与CP信号频率之间的关系。(6分) 图51、解:(a)为6进制加计数器;(2分) (b)为23进制加计数器。(2分)2、解:将函数化为最小项之和形成后得到 (2分)ROM的数据表(3分)ROM的存储矩阵图(3分) 3、 1分 1分 3分 1分 五、设计题(共20分)1、用74LS161设计一个10进制计数器。 (1)同步预置法,已知S00001。(2)异步清零法。(10分)2、集成定时器555如图6(a)所示
22、。 (1)用该集成定时器且在规格为100K、200K、500K的电阻,0.01uf、0.1uf、1uf的电容器中选择合适的电阻和电容,设计一个满足图5(b)所示波形的单稳态触发器。 (2)用该集成定时器设计一个施密特触发器,画出施密特触发器的电路图。当输入为图5(c)所示的波形时,画出施密特触发器的输出U0波形。 (10分)图6a图6b 图6(c)1、解:(1)S10001,M10,则SM-11010(5分) (2)S00000,M10,则SM1010(5分)2、(1)解:要实现的单稳态触发器设计如下 (5分,其中图3分,R、C参数各1分) 因为, 所以选。(2)施密特触发器及波形如图所示 (
23、5分,图3分,波形2分)六、综合分析计算题(共10 分)试分析图7所示电路的工作原理,画出输出电压0的波形图,列出输出电压值0的表。表3给出了RMA的16个地址单元中所存的数据。高6位地址A9A4始终为0,在表中没有列出。RAM的输出数据只用了低4位,作为CB7520的输入。因RAM的高4位数据没有使用,故表中也未列出。(8分)A3A2A1A0D3D2D1D000000000000100010010001100110111010011110101111101100111011100111000000110010000101000011011001111000101110101111110100
24、111111011 表3 图7 A3A2A1A0D3D2D1D00(V)000000000001000100100011001101110100111101011111011001110111001110000001100100000的电压值解:十进制计数器74LS160工作在计数状态,在CP脉冲序列的作用下,Q3Q2Q1Q0的状态从0000到1001循环计数,将存储器A9A0= 这十个地址单元中存储的数据依次读出,作为CB7520的数字量输入。CB7520高四位数字量输入d9d8d7d6每位为1时产生的输入模拟电压分别为+4V、+2V、+1V、+0.5V。输出电压值见表所示。输出电压V0的波
25、形如图所示。A3A2A1A0D3D2D1D00(V)000000000000100011/2001000113/2001101117/20100111115/20101111115/2011001117/2011100113/2100000011/21001000000的电压值V0的输出电压波形1. (代数法) 解: 2、 F 2 ( A,B,C,D)=m (0,1,2,4,5,9)+d (7,8,10,11,12,13)(卡诺图法) 00011110001110111×11××10×1××CDAB1用公式化简逻辑函数:CDAB000
26、1111000×101111110111解:2用卡诺图化简逻辑函数: ,且A,B,C,D不可能同时为0。将下列函数化简成与或式(每题5分,共15分)1解:2解:3解:将下列函数化简成与或式(每题5分,共15分)1(代数法) 解:2 解:图二3用卡诺图把下逻辑函数化简成最简与或式。给定约束条件为解: CD00011110 AB 00 01 11 1010011000XXXX01XX1用公式法化简函数:2用卡诺图法将下列逻辑函数化简为最简与或式:Y=m(0,1,2,3,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)解: 12二、分析、简答题1用卡诺图化简成最简的与或式。F(A、B、C
27、、D)=m(0,2,8,9,10,11,13,15)000111100011011111101111ABCD2用公式化简逻辑表达式。1)2)解:1) 2) 3试画出用反相器和集电极开路与非门实现逻辑函数 。解:(2分)逻辑图略(2分)4图1、2中电路由TTL门电路构成,图3由CMOS门电路构成,试分别写出F1、F2、F3的表达式。 解: 1试分析图示时序逻辑电路,写出驱动方程,状态方程和输出方程,并画出状态图。说出该电路的功能,设触发器的初态为000。解:驱动方程(3分): 输出方程(1分):000001011111110100110101Q3Q2Q1状态方程(4分):状态图(5分):六位循环
28、码计数器2下图是用二个4选1数据选择器组成的逻辑电路,试写出输出Z与输入M、N、P、Q之间的逻辑函数式(10分)。解:1用74161及适当的门电路构成十二进制计数器,要求利用同步置数端,并且置数为2(0010),画出状态图(按Q3Q2Q1Q0排列)及逻辑连线图。&1CPC110010Q3Q2Q1Q0001101000101011001111000100110101011110011012用3线8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路,输入为被减数、减数和来自低位的借位,输出为二数之差和向高位的借位信号(15分)。解:设A为被减数,B为减数,BO为向高位的借位,BI为来自
29、低位的进位,S为差(2分)BIABSBO0000000111010100110010011101011100011111(5分)设A2=BI,A1=A,A0=B则逻辑图略三、已知电路及输入波形如图4(a)(b)所示,其中FF1是D锁存器,FF2是维持-阻塞D触发器,根据CP和D的输入波形画出Q1和Q2的输出波形。设触发器的初始状态均为0。四、分析图5所示电路,写出Z1、Z2的逻辑表达式,列出真值表,说明电路的逻辑功能。解: ABCZ1Z20000000111010110110110010101001100011111真值表:(3分)这是一个全减器电路。五、试分析图6各是多少进制的计数器,电路的
30、分频比是多少?。EPETD0D1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS1601CP1&CEPETD0D1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS1610CP11EPETD0D1D2D3CQ0Q1Q2Q374LS161Y11 图6解:九进制计数器,分频比为1:9;63进制计数器,分频比为1:63六、电路如图7所示,其中RA=RB=10k,C=0.1f,试问:1在Uk为高电平期间,由555定时器构成的是什么电路,其输出U0的频率f0=?2分析由JK触发器FF1、FF2、FF3构成的计数器电路,要求:写出驱动方程和状态方程,画出完整的状态转换图,说明电路能否自启动;3 Q3、Q2、Q1的初态为000,
31、Uk所加正脉冲的宽度为Tw=5/f0,脉冲过后Q3、Q2、Q1将保持在哪个状态? 解:1多谐振荡器2驱动方程 000001011111110101Q3Q2Q1100101状态方程(3分):状态图五进制计数器,能自启动3五个周期后Q3、Q2、Q1将保持在100状态。ATGCY3二、指出下图所示各符号表示电路的名称,并叙述其功能,写出Y表达式。ABC&ENY2AC&Y11OC门,。三态输出门,EN=1,;EN=0,Y2为高阻态。CMOS传输门,C=0,Y3为高阻态;C=1,Y3=A。三、化简下列各式(1)用代数法将函数F化为最简与或式。解:=ABCD000111100011110111111110111(2)用卡诺图化简函数P 四、作图题CP0t0tJ0tK0tQ0t若主从结构JK触发器CP、J、K端的电压波形如下图所示,试画出Q端对应的电压波形。 四、 设计一个A、B、C三人表决电路,以表决某一提案是否通过,如多数赞成,则提案通过,同时A有否决权。1用4选1数据选择器74LS153来实现,连线时可附加适当门电路。ABCY0000001001000110100