华电数电历年考题及答案详解

华北电力大学(北京)_2007-2008学年第_1_学期考试试卷(B)
课程名称
数字电子技术基础B
课程编号
00500410
考核日期时间
2007、11、27
专业班级
电力05级自动化05级
需要份数
送交日期
考试方式
闭卷
试卷页数
A B卷齐全
是
命题教师
李月乔
主任签字
备注
班级:姓名:学号:
一、（16分）设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定,但是其中一个人有最终的否决权，即只要这个人不同意，这件事就不能通过，但是这个人如果同意了这件事，这件事也不一定能通过，还要看另外两个人的意见，结果按“少数服从多数”的原则决定。
74X160的功能表
清零
预置数
使能
时钟
预置数据输入
输出
工作模式
CR
LD
ETEP
CP
D3D2D1D0
Q3Q2Q1Q0
0
×
× ×
×
× × × ×
0 0 0 0
异步清零
1
0
× ×
↑
D C B A
D C B A
同步置数
1
1
0 ×
×
× × × ×
保持
数据保持
1
1
× 0
×
× × × ×
保持
数据保持
1
1
1 1
↑
× × × ×
答案：
（1）约定：三个人的意见分别用字母A、B、C表示，表决结果用字母L表示。设同意用逻辑“1”表示；不同意用逻辑“0”表示。 表决结果通过用逻辑“1”表示；没通过用逻辑“0”表示。同时约定A是那个有最终的否决权的人。
（2）根据设计要求建立该逻辑函数的真值表。
ABC
L
0 0 0
0
0 0 1
0
0 1 0
答案：（1）单稳电路（3分）
（2）tpo=1.1×10×103×300×10-6=3.3×10-6秒（3分）
（3）（4分）
五、（8分）电路如图所示
（1）运放工作在线性区还是非线性区？（2分）
（2）这是哪种类型的解码网络？（2分）
（3）求当D4D3D2D1D0=10011时输出电压V0的值。（4分）
答案：（1）线性区（2分）
input A,B,C
output X,Y
reg E;
and G1(A,B,E);
NOT(Y,C);
OR(X,E,Y);
endmodule;
图9
答案：Module Ex1(A,B,C,X,Y);
input A,B,C;
output X,Y;
wireE;
not(Y,C);
or(X,E,Y);
endmodule
（2）列写真值表（4分）
A
B
G
Y
R
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
（2）写出逻辑表达式（6分）：
；
（3）画出逻辑图：（6分）
五、（20分）设计一个串行数据检测器。串行数据从A端输入，输出信号为Y；要求电路在A信号输入出现110序列时，输出信号Y为1，否则为0。要求使用米利型电路设计，要求使用JK触发器实现电路。
答案：（1）（3分）
a：初始状态或没有收到1时的状态；
b：收到一个1后的状态；
c：连续收到10后的状态；
（2）（6分）
（3）（3分）
现态
Q1nQ0n
Q1n+1Q0n+1／Y
A=0
A=1
00
00 / 0
01 /0
01
00 / 0
11 /0
11
00 / 1
11 /0
（4）（5分）
（5）（3分）
六、（6分）555定时器接成的电路如图6所示。
七、（6分）试分析图8所示电路，画出它的状态图，说明它是几进制计数器。
图8
解二进制。
八、（5分）用74X138设计一个将数据M从一路分配到八路D0D1D2D3D4D5D6D7送出去的数据分配器，送出去的数据不能反相。简略说明所设计电路的工作原理。74X138的符号如图8所示。
图8
解：
在A2A1A0的控制下，从000到111，数据D0D1D2D3D4D5D6D7依次从Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7送出。
图6
解：(1)根据电路列出三个方程组（5分）
输出方程组:Y=AQ1Q0
激励方程组:T0=A
T1=AQ0
将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组
(2)根据状态方程组和输出方程列出状态表（4分）
A=0
A=1
00
0 0 / 0
0 1 / 0
01
0 1 / 0
1 0 / 0
10
1 0 / 0
11/ 0
×1×
××1
0××
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
×××
×××
×××
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
0
0 1 1
0
1 0 0
0
1 0 1
1
1 1 0
1
1 1 1
1
二、（１4分）用维持阻塞D触发器设计一个同步计数器,计数器的输出Q3、Q2、Q1的状态转换为
要求：（１）列出状态转换驱动表（8分）
（２）求出最简驱动方程（6分）
答案：
（1）状态转换驱动表：5分
Ｑ3nＱ2nＱ1n
Ｑ3n+1Ｑ2n+1Ｑ1n+1
（1） （6分）
（2）（8分）
ABCi
S
Co
000
0
0
001
1
0
010
1
0
011
0
1
100
1
0
101
0
1
110
0
1
111
1
1
（3）全加器（2分）
四、（16分）555定时器接成的电路如下图所示。
4．该电路的名称是什么？
5．若+VCC=+10V,R=10K欧,C=300PF,计算其暂态脉冲宽度tpo
6．给定输入的波形，画出电容电压的波形和对应的输出波形。
L（A，B，C，D）=∑m（0，2，4，6，8）+∑d（10，11，12，13，14，15）
答案：
二、（8分）分析图2(a)、(b)所示的电路，写出输出F、G、L、M的标准与或表达式。
图2（a）
图2 (b)
图2
3线-8线译码器74138真值表
输入
输出
G1G2AG2B
A2A1A0
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
（5）画出在CP脉冲作用下三个触发器的状态信号和Z的波形图,设三个触发器的初态均为0。（4分）
答案：（1）先列出触发器的驱动方程：（6分）
J0=K0= 1J1=K1= J2=K2=
（2）状态表（4分）
Q2nQ1nQ0n
Q2n+1Q1n+1Q0n+1
000
001
001
010
010
011
011
100
100
（2）倒T型电阻网络（2分）
（3）（4分）
六、（12分）分析图7所示计数器的状态图，并说明计数器的模是多少？
图7
74LS90的功能表如表所列。
二进制计数状态图五进制计数状态图
七、（共20分）试分析如图所示的时序逻辑电路，要求：
（1）列出驱动方程（3分）
（2）状态方程（3分）
（3）状态表（4分）
（4）画出状态图（6分）
图3
解：
所以：
四、（9分）电路如图4所示，设触发器初态为0，试画出电路在CP信号作用下，写出各输出表达式，并画出各输出端波形。
图4
答案： (1分) （1分） （1分）
波形各2分
五、（8分）逻辑电路如图5所示，试分析其逻辑功能（包括逻辑表达式、真值表并说明其逻辑功能）。
图5
答案：（1）表达式：S=A⊕B⊕Ci 2分
十进制计数
加法计数
答案：
八、（20分）分析图8所示时序逻辑电路的功能。给定输入信号的波形，要求画出触发器状态和输出信号的波形。假设触发器的初态为0。
图8
答案：
九、(4分)下列Verilog程序描述了图9所述的电路，但程序中每一行有一个语法错误，请改正。（注意基本门级元件的调用名可以忽略）。
Module Ex1(A,B,C,X,Y)
（3分）L= （2分）
二、（12分）设8421BCD码ABCD的十进制数为N（N>0），当N能被3或4整除时，输出L为高电平1。列出该逻辑电路的真值表，写出该逻辑电路的逻辑表达式，并用与非门实现该逻辑电路。
解：（1）真值表（4分）
（2）逻辑表达式
A B C D
L
0 0 0 0
1
0 0 0 1
0
0 0 1 0
考核日期时间
2008、12、8
专业班级
电力06、自动化06、
计算机06、电管06
需要份数
送交日期
考试方式
闭卷
试卷页数
A B卷齐全
是
命题教师
电子全体教师
主任签字
备注
班级:姓名:学号:
一、（10分）化简下列等式：
（1)要求用代数法化简(5分)：
解：
（2）要求用卡诺图化简（5分）：L（A，B，C，D）=
解：
0
0 0 1 1
1
0 1 0 0
1
0 1 0 1
0
0 1 1 0
1
0 1 1 1
0
1 0 0 0
1
1 0 0 1
1
1010 ~ 1111
X
（2分）
（2分）
（3）与非门逻辑电路图（4分）
三、wenku.baidu.com7分）用数据选择器74X151实现四变量逻辑函数
。74X151的符号如图3所示。要求变量A、B、C如图3所示输入。
华北电力大学(北京)_2007-2008学年第_1_学期考试试卷(A)
课程名称
数字电子技术基础B
课程编号
00500410
考核日期时间
2007、11、27
专业班级
电力05级自动化05级
需要份数
送交日期
考试方式
闭卷
试卷页数
A B卷齐全
是
命题教师
李月乔
主任签字
备注
班级:姓名:学号:
一、（4分）用卡诺图化简逻辑函数
Ｄ3Ｄ2Ｄ1
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 0 1
0 1 0
1 0 0
1 0 1
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 0 1
0 0 0
0 0 1
0 1 1
1 1 0
1 1 1
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
（2）卡诺图，共6分
三、（14分）逻辑电路如图所示，试分析其逻辑功能（包括逻辑表达式、真值表并说明其逻辑功能）。
1．该电路的名称是什么？
2．若+VCC=+10V,R=10K欧,C=300PF,计算其暂态脉冲宽度tpo
3．给定输入的波形，画出电容电压的波形和对应的输出波形。
图6
答案：（1）单稳电路（3分）
（2）tpo=1.1×10×103×300×10-6=3.3×10-6秒（3分）
（3）（4分）
七、（10分）用计数器芯片74X160设计6进制计数器，要求用清零端实现。要求给出状态图和电路图。
四、（18分）一个电动机的故障指示电路，要求如下：两台电动机同时工作时，绿灯亮；一台电动机发生故障时，黄灯亮；两台电动机同时故障时，红灯亮。要求用与非门实现。
答案：（1）约定：假设两台电动机分别用A，B表示，电动机正常工作用1表示，故障用0表示；绿灯用G表示；黄灯用Y表示；红灯用R表示，灯亮用1表示，灯不亮用0表示。（2分）
输入
输出
6脚
2脚
4脚
3脚
放电管T
X
X
0
0
导通
X
<1/3VCC
1
1
截止
>2/3VCC
>1/3VCC
1
0
导通
<2/3VCC
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0
答案：
M=A•B•C
三、（10分）试分析如图3所示逻辑电路的功能。
图3
答案：
（2分）
（2分）
11
1 1 / 0
0 0 / 1
(3)画出状态图（2分）
(5)画出时序图（4分）
(6)逻辑功能分析（2）
观察状态图和时序图可知，电路是一个由信号A控制的可控二进制计数器。当A=0时停止计数，电路状态保持不变；当A=1时，在CP上升沿到来后电路状态值加1，一旦计数到11状态，Y输出1，且电路状态将在下一个CP上升沿回到00。输出信号Y的下降沿可用于触发进位操作。
（4分，每行0。5分）
A B C
L1L2
0 0 0
0 0
0 0 1
1 0
0 1 0
1 0
0 1 1
0 1
1 0 0
1 0
1 0 1
0 1
1 1 0
0 1
1 1 1
1 1
（2分）由真值表分析，可见此电路实现了考虑低位进位的一位二进制数的加法功能， 为加法的和， 为加法的进位，这种电路被称为一位二进制全加器。
2分
（2）真值表2分
ABCi
S Co
0 0 0
0 0
0 0 1
1 0
0 1 0
1 0
0 1 1
0 1
1 0 0
1 0
1 0 1
0 1
1 1 0
0 1
1 1 1
1 1
（3）功能：全加器---2分
六、（17分）试分析如图6所示时序电路的逻辑功能。列出方程组，状态表，画出状态图、时序图（初始状态从00开始），分析功能。
101
101
110
110
111
111
000
（3）作状态图（4分）
（4）时序图（4分）
触发器构成模8计数器，和数据选择器74151产生所需序列01101100，所以整个电路构成序列发生器。
华北电力大学(北京)_2008-2009学年第_1_学期考试试卷(B)
课程名称
数字电子技术基础B
课程编号
00500410
九、（6分）图9所示为两个555定时器组成的电子门铃电路，当按下按钮S时可使门铃以1.2kHz频率鸣响10秒钟。
（1）说明555(1)芯片和555(2)芯片分别接成什么电路，并分析整个电路的工作原理。
（2）改变电路中什么参数可改变铃响持续时间？
（3）改变电路中什么参数可改变铃响音调高低？
图9
555电路芯片引脚图及功能如下