021003[数字逻辑]课案

数字逻辑
请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。

第一组
一、论述题（20分）
1. 74LS138芯片构成的数据分配器电路和脉冲分配器电路如下图所示。

（1） 图(a)电路中，数据从G 1端输入，分配器的输出端得到的是什么信号。

（2） 图(b)电路中，G 2A 端加脉冲，芯片的输出端应得到什么信号。

（a ）
(b)
二、计算题（共50分）
1. 试用74LS151数据选择器实现逻辑函数。

（30分）
1）∑=
)7,4,2,1(C)B ,(A,F 1m
2)∑=)14,13,12,11,9,7,6,5,1(D)C,B ,(A,F 2m 。

3)∑∑+=
)15,14,13,12,11,10()9,8,7,6,5,3,2,0(D)C,B ,(A,F 3d m 。

2. 8选1数据选择器74LS151芯片构成如下图所示电路。

图中G 为使能端，G=0时，芯片正常工作；G=1时，Y=0（W=1）。

分析电路功能，写出电路输出函数F 的表达式。

（20分）
三、分析题（30分）
1. 试用中规模器件设计一并行数据监测器，当输入4位二进制码中，有奇数个1时，输出
F 1为1；当输入的这4位二进码是8421BCD 码时，F 2为1，其余情况F 1、F 2均为0。

第二组
一、论述题（20分）
1. 四位超前进位全加器74LS283组成如下图所示电路，分析电路，说明在下述情况下电路输出CO 和S 3S 2S 1S 0的状态。

（1）K=0 A 3A 2A 1A 0=0101 B 3B 2B 1B 0=1001 （2）K=0 A 3A 2A 1A 0=0111 B 3B 2B 1B 0=1101 （3）K=1 A 3A 2A 1A 0=1011 B 3B 2B 1B 0=0110 （4）K=1 A 3A 2A 1A 0=0101 B 3B 2B 1B 0=1110
二、分析题（共50分）
1. 试将74LS85接成一个五位二进制数比较器。

（20分）
2. 试用74LS 185实现六位二进制数到BCD 码的码组转换电路。

（30分）
三、计算题（30分）
1. 设每个门的平均传输延迟时间t pd =20ns ，试画出下图所示电路中A 、B 、C 、D 及v O 各点的波形图，并注明时间参数，设v I 为宽度足够的矩形脉冲．
第三组
一、论述题（20分）
1. TTL 或非门组成的电路如下图所示。

（1）分析电路在什么时刻可能出现冒险现象？
3 3 2 2 1 1 00D v I
1 v O &
ο 1 ο ο ο 1 1 & ο
A B C
（2）用增加冗余项的方法来消除冒险，电路应该怎样修改？
二、分析题（共80分）
1. 试写出 图（a ）中各触发器的次态函数（即Q 1 n+1 、 Q 2 n+1与现态和输入变量之间的函数式），并画出在图（b ）给定信号的作用下Q 1 、Q 2的波形。

假定各触发器的初始状态均为Q =0。

（30分）
1
A B
CP
＞1D C1
=1
A B
Q 1
Q 2
Q 2
(a)
B
A
(b)
2. 图（a ）、（b ）分别示出了触发器和逻辑门构成的脉冲分频电路，CP
脉冲如图（c ）所示，设各触发器的初始状态均为0。

（30分）
（1）试画出图（a ）中的Q 1、Q 2和F 的波形。

（2）试画出图（b ）中的Q 3、Q 4和Y 的波形。

Y
（b ）
（c ）
CP
Q 1
Q 2
（a ）
3. 电路如下图所示，设各触发器的初始状态均为0。

已知CP 和A 的波形，试分别画出Q 1、
Q 2的波形。

（20分）
Q 2
A 1
A
CP
第四组
一、分析题（共80分）
1. 电路如下图所示，设各触发器的初始状态均为0。

已知CP 1、CP 2的波形如图示，试分别画出Q 1、Q 2的波形。

（20分）
CP 1
CP 2
CP 1
CP 2
解：
111=+Q n 11
2=+Q n Q R D 21= Q R D 12=
CP 1
CP 2
Q 1Q 2
2 分析下图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程，设各触发器的初始状态为0，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。

（30分）
CP
解： 驱动方程：J 0=K 0=1, J 1=K 1=Q 0, J 2=K 2=Q 0Q 1
状态方程：Q Q n
n 01
0=+，Q Q Q Q Q n n n n n 1
0101
1+=+，Q Q Q
Q Q
Q Q n
n n n n n n 21021012+=+
状态转换图：
110111101
Q 2Q 100
功能：同步三位二进制加法计数器，可自启动 。

3. 用JK 触发器和门电路设计满足下图所示要求的两相脉冲发生电路。

（30分）
解: 分析所给波形，可分为4个状态，00、01、11、01、00，由于有2个状态相同但次态不同，在实现途径上采用设计一个4进制计数器，再通过译码实现。

计数器采用同步二进制加法计数器，其状态方程如下：
Q Q n n 010=+ Q Q Q Q Q n n n 101011+=+
采用JK 触发器，把上述状态方程与其特性方程比较系数，可见J 0=K 0=1，J 1=K 1= Q
0，设计电路如下：
Y 0
1
分析图示电路，可得其工作波形如下所示，可见满足题目要求。

CP
Q
Q
1
Y
Y
1
二、论述题（20分）
1. 试用74160构成二十四进制计数器，要求采用两种不同的方法。

解：74160为同步10进制加法计数器，功能表及管脚与74161相同。

实现24进制计数器的途径是：先用2片74160扩展为100进制计数器，然后采用反馈清零法或者反馈置数法实现24进制计数器。

反馈清零法：LD=1，
反馈置数法：RD=1，DCBA=0000
讨论：也可用74160分别实现4进制和6进制计数器，然后级联；或者分别实现3进制和8进制计数器，然后级联。

第五组
一、分析题（共70分）
1. 试分析下图所示的时序电路（步骤要齐全）（20分）
2.试分别采用“反馈归零法”和“预置法”，用74LS163构成8进制计数器，要求：输出8421BCD码。

（20分）
答：
3. 图中，哪个电路是正确的？并对正确的写出其表达式。

（30分）
答：
（a）是集电极开路（OC）输出，必须接上拉电阻才能输出高电平信号，图中是线与逻辑：Y = (AB)' (CD)'
= (A' + B') (C' + D')
（b）接下拉电阻无意义，错误。

（c）、（d）是标准输出的逻辑门，不能并联，如果一个输出高电平、另一个输出低电平，不但是逻辑概念错误，而且器件会损坏。

（e）输出端是三态门并联，控制合理就行，C 是控制端。

C = 1 ：Y = B'
C = 0 ：Y = A'
二、论述题（30分）
1. 试说明能否将与非门、或非门、异或门当作反相器使用？如果可以，其他输入端应如何连接？
答：
与非门：
（1）将一与非门所有输入连接在一起当一个输入端,输入输出就是一个反相器,（2）将一与非门输入中一脚作输入,其余脚接1，输入输出也是一反向器.
或非门：
（1）将一或非门所有输入连接在一起当一个输入端,输入输出也是一反向器.（2）将一或非门的多个输入端中的一个脚作输入,其余输入脚的都接0,这样接法的输入输出也是一反向器.
异或门：
将一异或门的二个输入端中任意一脚接1(高电平等待人V),另一脚作输入,这样接法的输入输出也是一反向器.
要求：
1.独立完成，作答时要写明题型、题号；
2.作答方式：手写作答或电脑录入，使用A4格式白纸；
3.提交方式：以下两种方式任选其一，
1)手写作答的同学可以将作业以图片形式打包压缩上传；
2)提交电子文档的同学可以将作业以word文档格式上传；
4.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.rar”或“中心-学号-姓名-科
目.doc”；
5.文件容量大小：不得超过20MB。