数电期中考试试卷答案

1、逻辑代数基础（15分，每题5分）（1
C
B
A
C
B
A
C
B
A
Y+
+
=
（2）用卡诺图化简法将下列函数化为最简与或形式。

D
C
BC
C
A
B
A
Y+
+
+
+
=
D
C
B
A
Y+
+
=
（3）将下列各函数式化为最小项之和的形式。

C
B
AC
BC
A
Y+
+
=
C
B
A
ABC
C
B
A
BC
A
Y+
+
+
=
2 逻辑门电路（10分，每题2分）
（1）．电路如图（a），（b）所示，设开关闭合为1、断开为0；灯亮为1、灯灭为0。

F对开关A、B、C
F1
F2
(a)(b)
Ａ．C AB F =1 )(2B A C F += Ｂ．C AB F =1 )(2B A C F +=
Ｃ． C B A F =2 )(2B A C F += （２）．某TTL 反相器的主要参数为I IH ＝20μA ；I IL ＝1.4ｍA ；I OH ＝400μA ； I OL ＝14ｍA ，带同样的门数（ ）。

Ａ．２０ Ｂ．２００ Ｃ．１０ Ｄ．１００ （３）在TTL 门电路的一个输入端与地之间开路，则相当于在该输入端输入（ ）。

A ．高阻态
B ．高电平
C ．低电平 （４）．在 正 逻 辑 条 件 下， 如 图 所 示 逻 辑 电 路 为( ) 。

A ．“ 与 ” 门 B ．“ 或” 门 C ．“ 非” 门
D ．“ 与非” 门
A
B
F
（5）．CMOS 门 电 路 的 扇 出 系 数 比 TTL 门 电 路( )。

(a) 小 得 多 (b) 小 (c) 大 得 多 １．Ａ ２．Ｃ ３．Ｂ ４．Ａ 5．Ｃ
3、组合逻辑电路（40分，每题10分）
(1) 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4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M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。

试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。

题3.4的真值表如表A3.4所示。

表A3.4
真值表中的C B A 、C B A 、C B A 、C AB 为约束项，利用卡诺图图A3.4(a)化简后得到：
C B A M S +=， B M L =（M S 、M L
的1状态表示工作，0状态表示
停止）。

逻辑图如图A3.4(b)。

(2)画出用两片4线-16线译码器74LS154组成5线-32
线译码的接线图。

图P3.9是74LS154的逻辑框图，图中B A S S 、是两个控制端（亦称片选端）译码器工作时应使B A S S 、同时为低电平，输入信号A 3、A 2、A 1、A 0为0000～1111这16种状态时，输出端从150Y Y 到依次给出低电平输出信号。

[解] 电路如图A3.9所示。

当A 4=0时，片（1）工作，150Y Y ⋅⋅⋅对应输出低电平；当A 4=1时，片（2）工作，3116Y Y ⋅⋅⋅对应输出低电平。

(3) 试画出用３线-８线译码器74LS138和门电路产生多输出逻辑函数的逻辑图（74LS138逻辑图如图P3.10所示，功能表如表P3.10所示）。

⎪⎩⎪
⎨⎧+=++==C AB C B Y BC C B A C B A Y AC Y 321
[解] 令A=A 2，B=A 1 ,C=A O 。

将Y 1Y 2Y 3写成最小项之和形式，并变
换成与非-与非形式。

∑===751Y Y )7 5i (mi Y
74312Y Y Y Y )7,4,3,1j (mj Y ===∑ ∑===6403Y Y Y 0,4,6)mk(k Y
用外加与非门实现之，如图A3.10所示。

（4）试用4选1数据选择器74LS153产生逻辑函数
BC C A C B A Y ++=
[解] 4选1数据选择器表达式为： 301201101010D A A D A A D A A D A A Y +++=
而所需的函数为
ABC BC A C B A C B A C B A BC C A C B A Y ++++=++= C AB C AB B A C B A ⋅+⋅+⋅+⋅=1
与4选1数据选择器逻辑表达式比较，则令 01A B A A ==，，C D C D D C D ====32101，，，
接线图如图A3.16所示。

4、集成触发器（35分）
（1）图P4.4所示为一个防抖动输出的开关电路。

当拨动开关S 时，由于开
关触点接触瞬间发生振颤，D S 和D R 的电压波形如图中所示，试画出Q 、
Q 端对应的电压波形。

(5分)
图P4.4
（2）已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端的电压波形如图所示，试画出Q、Q端对应的电压波形。

（10分）
（3）己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图所示，试画出Q、Q端对应的电压波形。

（10分）
（4）试画出电路在一系列CP 信号作用下Q 1、Q 2、Q 3端输出电压的波形，触发器为边沿触发结构，初始状态为Q = 0。

（10分）
[解]
）（CP CP Q Q n n ==+111
1
) 1221
2Q CP Q Q n n ==+（
)( 133213Q CP Q Q Q n n
n =⊕=+
波形见图。