《数字电路与逻辑设计》试题及答案

《数字电路与逻辑设计》试题
院校_ _ 年级_____ _____ 专业
层次专升本姓名______________ 分数______________
一. 填空题(每小题2分，共10分)
1．任何有限的逻辑关系，不管多么复杂，其逻辑函数都可通过逻辑变量的与、或、非三种运算符加以实现，但逻辑函数的一般表达式唯一的，而其标准表达式唯一的。

2．任意两个最小项之积为，任意两个最大项之和为。

3．对于逻辑函数BC
A
AB
F+
=，但这=，为了化简，利用逻辑代数的基本定理，可表示为C
AB
+
A
C
F+
可能引起型险象，因为在B=1、C=1时，化简前逻辑函数的值恒为1，但化简后逻辑函数的值为A
A+。

4．当我们在计算机键盘上按一个标为“9”的按键时，键盘向主机送出一个ASCII码，这个ASCII码的值为。

5．在3.3V供电的数字系统里，所谓的高电平并不是一定是3.3V，而是有一个电压范围，我们把这个电压范围称为容限；同样所谓的低电平并不是一定是0V，而也是有一个电压范围，我们把这个电压范围称为容限。

二. 选择题(每小题2分，共10分)
1．在下列程序存储器的种类中，可在线改写的有。

a. PROM；
b. E2PROM；
c. EPROM；
d. FLASH_M
2．为了实现某种逻辑运算关系，其实现方法有多种多样，其中历史上曾经用到的有以下几种方式，但实现的空间密度最小、能耗最低、能得到普及应用的实现方式是。

a. 机械式；
b.电磁式；
c. 分立元件式；
d. 集成电路
3．在数字电路中，根据电路是否具有反馈记忆功能，将其分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种。

下列各项中，为组合逻辑电路的是，为时序逻辑电路的是。

a. 触发器；
b. 译码器；
c. 移位寄存器；
d. 计数器；
e. 加法器；
f. 编码器；ｇ. 数值比较器； h. 寄存器； i. 多路选择器
4．卡诺图上变量的取值顺序是采用的形式，以便能够用几何上的相邻关系表示逻辑上的相邻。

a. 二进制码；
b. 循环码；
c. ASCII码；
d. 十进制码
5．在可编程逻辑芯片中，有PROM、PAL、GAL、CPLD等多种结构方式，其中PROM是，PAL是，GAL是，CPLD是。

a. 与阵列可编程；
b.或阵列可编程；
c. 与或阵列皆可编程
三. 简答题(每小题10分，共50分)
1．分别画出JK和D触发器的电路符号图，并分别画出将JK触发器转换成D触发器以及将D触发器转换成JK触发器的电路连接图。

2．三个人在做翻手掌游戏，当有一位出掌信息（掌心、掌背）与其他两位不同时，该位出局。

请按组合逻辑电路设计的步骤，写出表示所有出局可能的函数表达式，并画出其电路图。

3．请分别说明A/D与D/A转换器的作用，说明它们的主要技术指标，并进一步说明在什么情况下必须在A/D转换器前加采样·保持电路。

4．用ROM构成能实现函数2
y 的运算表电路（注：输入x为3位二进制数B2、B1、B0，输出y为5位
x
二进制数Y5、Y4、Y3、Y2、Y1、Y0）。

四. 分析设计题(每小题15分，共30分)
1．请设计一个两位二进制比较电路（进行比较的两个两位二进制数分别为A1、A0和B1、B0）。

2．用J-K触发器设计一个七进制可逆计数器，要求当X=1时，进行加1计数；当X=0时，进行减1计数，并判定它们能否自启动。

答案
一。

填空题(10) 1．不是 、是 2． 0 、 1 3． 0 4． 39 5． 高电平、低电平 二选择题(10) 1． b 、d 2． d
3． befgi 、acdh 4． b
5． b 、 c 、 a 、 a 三简答题(50)
1．答：JK 和D 触发器的电路符号图如下图所示，JK 触发器转换成D 触发器以及将D 触发器转换成JK 触
发器的电路连接图也如下图所示。

2．答：三人命名为A 、B 、C ，掌心为1，掌背为0，F 是输出函数，为1表示有人出局。

则有如下真值表。

A B C F 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1
1
J
K
Q
Q
CP
D
Q Q
CP
j
k
Q Q
CP
D d
Q
Q
CP
+
J K
1 0 1 1 1 1 0 1 1
1
1
由真值表可得输出函数)C B A )(C B A (F ++++=。

3．答：A/D 与D/A 转换器是连接模拟电路和数字系统的接口电路，A/D 将模拟信号转换成数字信号，D/A
将数字信号转换为模拟信号。

它们的主要技术指标有转换分辨率（或位数）和转换时间（或建立时间）。

对于快速变化的被转换信号，因为A/D 转换需要一定的时间，如果在A/D 转换期间，模拟信号量在变化，就需要加采样·保持电路。

4．答：根据题意，实现这种运算的真值表如下： 由上表可得函数如下：
120120*********
12012012012012012012012B B B B B B 5Y B B B B B B B B B 4Y B B B B B B 3Y B B B B B B 2Y 0
1Y B B B B B B B B B B B B 0Y +=++=+=+==+++=
5． 答：图5.1的表达式为D C AB D C B A F +=，
图5.2的表达式为)D C B A )(D C B A (F ++++++=， 四分析设计题(30)
1．解：由题意，其输出有F1、F2、F3三个函数，F1表示Ai>Bi 、F1表示Ai ＝Bi 、F1表示Ai<Bi 。

则有如下真值表： A1 A0 B1 B0 F1 F2 F3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0
1
1
1
B2 B1 B0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1
1
1
1
1
1
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1
1
1
1
1
可得各自的表达式如下：
010101010101010101010101B B A A B B A A B B A A B B A A B B A A B B A A 1F +++++=0101010101010101B B A A B B A A B B A A B B A A 2F +++=
01010101010101010101B B A A B B A A B B A A B B A A B B A A 3F ++++=
由此可得各自的实现电路图如下：
2．解：根据题意，三个JK 触发器分别为Q2Q1Q0，可得实现上述功能的状态转换图为： 由状态转换图可得总的卡偌图为：
XQ2/Q1Q0/Y1Y2 00 01 11 10 00 001/00 010/00 100/00 011/00 01 101/00 110/00 ***/** 000/10 11 011/00 100/00 ***/** 101/00 10
110/01
000/00
010/00
001/00
由此可得各自的卡偌图。

Q0的卡偌图为： XQ2/Q1Q0 00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 1 0 * 0 11 1 0 * 1 10
1
Q0的表达式为：
000
X=1X=0
001
X=1
X=0010
X=1
X=0011
X=1
X=0
X=0
X=1
110
X=0
X=1101
X=0
X=1100
Q 2Q 1Q 0
Q1的卡偌图为： XQ2/Q1Q0 00 01 11 10 00 0 1 0 1 01 0 1 * 0 11 1 0 * 0 10
1
1
Q1的表达式为： Q2的卡偌图为： XQ2/Q1Q0 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 1 1 * 0 11 0 1 * 1 10
1
Q2的表达式为： Y1的卡偌图为： XQ2/Q1Q0 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 * 1 11 0 0 * 0 10
Y1的表达式为：12Q Q X 1Y = Y2的卡偌图为： XQ2/Q1Q0 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 * 0 11 0 0 * 0 10
1
Y2的表达式为：012Q Q Q X 2Y =
由Q2Q1Q0组成的状态方程，根据JK 触发器的特征方程n n n Q K Q J Q +=，可得J0、K0，J1、K1，J2、K2的驱动方程，由触动方程及输出方程Y1、Y2可画出其电路图，同时非有效状态111可以进入计数器循环体，因此可自启动。