数字逻辑和设计基础 期末复习题
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1、采用3-8线译码器74LS138和门电路构成的逻辑电路如图所示,请对该电路进行分析,写出输出方程,并化解为最简与-或式。(10分)
1、解:分析此图,可知:F1=0134m m m m +++,
F2=4567m m m m +++ 化简过程:由卡诺图及公式化简均可,此处略 化简得:1F A C BC =+(2分)
2F A =
2.已知逻辑函数: F A BC ABC ABC A BC ABC =++++,试用一片4选1数据选择器和门电路实现该逻辑函数,要求采用代数法,写出设计全过程,并画出电路图。 (10分)
A 1
ST Y
D 0D 1D 2D 3
A 0
① 写出逻辑函数F 的表达式(2分)
==F A B C AB C ABC A BC ABC
A B C AB C C A BC ABC
A B C AB A BC ABC
=+++++++++++()
② 写出4选1数据选择器输出端逻辑函数Y 的表达式(2分)
100101102103Y A A D A A D A A D A A D =+++
③令 10A A A ==、B ,比较F 和Y 两式可得:(2分)
01231D C D D D C ====
④ 根据上式画出的逻辑图。(4分)
五、 画出下列各触发器Q 端的波形:(设Q n = 0)(10 分,每小题5 分)
1、已知JK 触发器输入信号J 和K 、时钟脉冲CP 、异步置位端D R 和D S 的波形如下图
所示,试画出触发器输出端Q 的波形,设初始状态为0。(5分)
Q
CP
J
S S D
R D
K J
2、下图由边沿D 触发器构成的触发器电路,设其初始状态为0。输入信号如右
图所示,试画出Q 端的输出波形。(5分)
CP Q
D R D R
六、 小规模时序逻辑电路设计(15分) 1.分析下图所示电路。(15分)
要求: 1)、写出驱动方程、状态方程、输出方程;
2)、列出状态转换真值表,画出状态转换图; 3)、说明电路的逻辑功能及启动特性。
Y
解:1.写方程式
102
02
110102
12
12
1 Y=n n n n n n n
n n n n D Q Q Q D Q Q Q Q Q
D Q Q Q +++⎧⎧==⎪⎪⎪⎪==⎨⎨⎪⎪==⎪⎪⎩⎩驱动方程
状态方程
输出方程
2.列状态转换真值表
CP 脉冲序列
2
n Q 1n
Q 0n
Q +1
0n Q +1
1n Q +12n Q 000000112345
0010110111111111101101001000000011011
1
1
Y
00010001
无效状态
3.画状态转换图
电路为同步模6计数器,不能自启动
74LS161采用置数法实现十进制计数器的逻辑图。(12分)
1.由CT74LS151数据选择器和非门组成的逻辑电路如图所示,①简述数据选择
器ST 端的作用;②给出输出逻辑函数的表达式并化解为最简与或表达式。 (10分)
F=Y
解:输出逻辑表达式为:Y ABC ABC ABC ABC =+++ (4分) 化简得:Y AC AC =+(4分))
2.采用3—8线译码器74LS138和门电路设计下列组合逻辑电路,使其输出输出逻辑函数为:1F AB BC =+,2F AB ABC =+。写出设计过程,并画
出最终的逻辑电路图。(12分
1、2672671F AB BC ABC ABC ABC m m m Y Y Y =+=++=++=
0160162F AB ABC ABC ABC ABC m m m Y Y Y =+=++=++=
逻辑图如下:
F1正确(3分)、F2正确(3分)、F1逻辑图正确(2分)、F2逻辑图正确(2分)
五. 画出下列各触发器Q端的波形:(设Q n= 0)(共10分,每题5分)
1、如图所示,触发器为上边沿触发的D触发器,设其初始状态为0。输入信号如右图所示,试画出Q端的输出波形。(5分)
1234567
CP
A
Q
2、已知JK触发器输入信号J和K、时钟脉冲CP的波形如下图所示,试画出触发器输出端Q的波形,设初始状态为0。(5分)
K
J
Q
CP
J
K
K
J
Q
CP
J
K
试分析下图所示时序逻辑电路(12分)
要求:(1)写出电路的输出方程、驱动方程、状态方程;
(2)列出状态转移表;
(3)说明电路的逻辑功能并判断该电路能否自启动。
解:1)写方程式
输出方程:21Y=n n
Q Q
驱动方程:001101220120
1 n
n n
n n n J K Q J Q K Q J Q Q K Q ⎧==⎪==⎨⎪==⎩
状态方程:10011101211201202+++n n n n n n n n
n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +++⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩
2)列状态转换真值表
CP 脉冲序列
2
n
Q 1n
Q 0n
Q +1
0n Q +1
1n Q +12n Q 001111012
1101011010111
110000000010010110010111
1
1
Y
00100001
无效状态
3)此电路为同步三进制计数器,能自启动
2.采用异步清零法,使用74LS161设计一个模11的计数器,要求写出二进制代