数字电子技术江晓安答案
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第三章组合逻辑电路第一节重点与难点一、重点:1.组合电路的基本概念组合电路的信号特点、电路结构特点以及逻辑功能特点。
2。
组合电路的分析与设计组合电路分析是根据已知逻辑图说明电路实现的逻辑功能。
组合电路设计是根据给定设计要求及选用的器件进行设计,画出逻辑图。
如果选用小规模集成电路SSI,设计方法比较规范且容易理解,用SSI设计是读者应掌握的最基本设计方法.由于设计电路由门电路组成,所以使用门的数量较多,集成度低。
若用中规模集成电路MSI进行设计,没有固定的规则,方法较灵活。
无论是用SSI或MSI设计电路,关键是将实际的设计要求转换为一个逻辑问题,即将文字描述的要求变成一个逻辑函数表达式。
3.常用中规模集成电路的应用常用中规模集成电路有加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和数据分配器等,重要的是理解外部引脚功能,能在电路设计时灵活应用。
4。
竞争冒险现象竞争冒险现象的产生原因、判断是否存在竞争冒险现象以及如何消除。
二、难点:1。
组合电路设计无论是用SSI还是用MSI设计电路,首先碰到的是如何将设计要求转换为逻辑问题,得到明确的真值表,这一步既是重点又是难点.总结解决这一难点的方法如下:(1)分析设计问题的因果关系,分别确定输入变量、输出变量的个数及其名称。
(2)定义逻辑变量0、1信号的含义.无论输入变量、输出变量均有两个状态0、1,这两个状态代表的含义由设计者自己定义。
(3)再根据设计问题的因果关系以及变量定义,列出真值表。
2。
常用组合电路模块的灵活应用同样的设计要求,用MSI设计完成后,所得的逻辑电路不仅与所选芯片有关,而且还与设计者对芯片的理解及灵活应用能力有关。
读者可在下面的例题和习题中体会。
3.硬件描述语言VHDL的应用VHDL的应用非常灵活,同一个电路问题可以有不同的描述方法,初学者可以先仔细阅读已有的程序实例,再自行设计。
三、考核题型与考核重点1。
概念与简答题型1为填空、判断和选择;题型2为叙述基本概念与特点。
第4章触发器[题4.1]画出图P4.1所示由与非门组成的根本RS触发器输出端Q、Q的电压波形,输入端S、R的电压波形如图中所示。
图P4.1[解]见图A4.1图A4.1[题4.2]画出图P4.2由或非门组成的根本R-S触发器输出端Q、Q的电压波形,输出入端S D,R D的电压波形如图中所示。
图P4.2[解]见图A4.2[题4.3]试分析图P4.3所示电路的逻辑功能,列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.3 [解]:图P4.3所示电路的真值表S R Q n Q n+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0* 1 110*由真值表得逻辑函数式 01=+=+SR Q R S Q nn[题4.4] 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。
图P4.4[解] 见图A4.4图A4.4[题4.5] 在图P4.5电路中,假设CP 、S 、R 的电压波形如图中所示,试画出Q 和Q 端与之对应的电压波形。
假定触发器的初始状态为Q =0。
图P4.5[解]见图A4.5图A4.5[题4.6]假设将同步RS触发器的Q与R、Q与S相连如图P4.6所示,试画出在CP 信号作用下Q和Q端的电压波形。
己知CP信号的宽度t w = 4 t Pd 。
t Pd为门电路的平均传输延迟时间,假定t Pd≈t PHL≈t PLH,设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.6图A4.6[解]见图A4.6[题4.7]假设主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图P4.7中所给出,试画Q、Q端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.7[解] 见图A4.7图A4.7[题4.8]假设主从结构RS触发器的CP、S、R、DR各输入端的电压波形如图P4.8所示,1DS。
第3章[题3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能,写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路完成什么逻辑功能。
[解]BCAC AB Y BCAC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)(B 、C 为加数、被加数和低位的进位,Y 1为“和”,Y 2为“进位”。
[题3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图,写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时,Y 1~Y 4的逻辑式,列出真值表。
[解](1)COMP=1、Z=0时,TG 1、TG 3、TG 5导通,TG 2、TG 4、TG 6关断。
3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===, 4324A A A Y ++=(2)COMP=0、Z=0时,Y 1=A 1, Y 2=A 2, Y 3=A 3, Y 4=A 4。
COMP =0、Z=0的真值表从略。
[题3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。
当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1,输入为其他状态时输出为0。
[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示,逻辑图如图A3.3所示。
ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++= BCD ACD ABC ABC +++=B C D A C D A B D A B C ⋅⋅⋅=[题3.4] 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。
[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。
数字电子技术习题库一、填空题(每空1分,共20分)1. 有一数码10010011,作为自然二进制数时,它相当于十进制数( ),作为8421BCD 码时,它相当于十进制数( )。
2.三态门电路的输出有高电平、低电平和( )3种状态。
3.TTL 与非门多余的输入端应接( )。
4.TTL 集成JK 触发器正常工作时,其和端应接( )电平。
5. 已知某函数,该函数的反函数( )。
6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码,则至少要( )位二进制数码。
7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为( )V ,其输出高电平为( )V ,输出低电平为( )V , CMOS 电路的电源电压为( ) V 。
8.74LS138是3线—8线译码器,译码为输出低电平有效,若输入为A 2A 1A 0 110时,输出 应为( )。
9.将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。
该ROM 有( )根地址线,有( )根数据读出线。
10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后,最大计数容量为( )位。
11. 下图所示电路中, Y 1=( );Y 3 =( )。
12. 某计数器的输出波形如图1所示,该计数器是( )进制计数器。
13.驱动共阳极七段数码管的译码器的输出电平为( )有效。
d R d S ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=D C AB D C A B F F 01234567Y Y Y Y Y Y Y YABY 1 Y 2 Y 3二、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)(在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
)1. 函数F(A,B,C) AB+BC+AC 的最小项表达式为( ) 。
A .F(A,B,C) ∑m (0,2,4) B. (A,B,C) ∑m (3,5,6,7) C .F(A,B,C) ∑m (0,2,3,4) D. F(A,B,C) ∑m (2,4,6,7)2.8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ,当优先级别最高的I 7有效时,其输出的值是( )。
数字电子技术基础试题(一)一、填空题 : (每空1分,共10分)1. (30.25) 10 = ( ) 2 = ( ) 16 。
2 . 逻辑函数L = + A+ B+ C +D = 。
3 . 三态门输出的三种状态分别为:、和。
4 . 主从型JK触发器的特性方程= 。
5 . 用4个触发器可以存储位二进制数。
6 . 存储容量为4K×8位的RAM存储器,其地址线为条、数据线为条。
二、选择题: (选择一个正确的答案填入括号内,每题3分,共30分 )1.设图1中所有触发器的初始状态皆为0,找出图中触发器在时钟信号作用下,输出电压波形恒为0的是:()图。
图 12.下列几种TTL电路中,输出端可实现线与功能的电路是()。
A、或非门B、与非门C、异或门D、OC门3.对CMOS与非门电路,其多余输入端正确的处理方法是()。
A、通过大电阻接地(>1.5KΩ)B、悬空C、通过小电阻接地(<1KΩ)D、通过电阻接V CC4.图2所示电路为由555定时器构成的()。
A、施密特触发器B、多谐振荡器C、单稳态触发器D、T触发器5.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路()。
图2A、计数器B、寄存器C、译码器D、触发器6.下列几种A/D转换器中,转换速度最快的是()。
图2A、并行A/D转换器B、计数型A/D转换器C、逐次渐进型A/D转换器D、双积分A/D转换器7.某电路的输入波形 u I 和输出波形 u O 如图 3所示,则该电路为()。
图3A、施密特触发器B、反相器C、单稳态触发器D、JK触发器8.要将方波脉冲的周期扩展10倍,可采用()。
A、10级施密特触发器B、10位二进制计数器C、十进制计数器D、10位D/A转换器9、已知逻辑函数与其相等的函数为()。
A、B、C、D、10、一个数据选择器的地址输入端有3个时,最多可以有()个数据信号输出。
A、4B、6C、8D、16三、逻辑函数化简(每题5分,共10分)1、用代数法化简为最简与或式Y= A +2、用卡诺图法化简为最简或与式Y= + C +A D,约束条件:A C + A CD+AB=0四、分析下列电路。
数字电子技术江晓安答案 【篇一:数字电路教学大纲】 txt>一、课程基本情况 教学要求: 二、课程的性质、目的和任务: ①、课程性质: 《数字电子技术》是机电一体化技术、电气自动化技术等专业的一门专业基础课,是理论和实际紧密结合的应用性很强的一门课程。是在学完《电路基础》和《模拟电子技术》课程后,继续学习数字电子技术方面知识和技能的一门必修课。 ②、本课程的目的: 从培养学生的智力技能入手,提高他们分析问题、解决问题以及实践应用的能力,为学习其它有关课程和毕业后从事电子、电气工程、自动化以及计算机应用技术方面的工作打下必要的基础。 ③、本课程的任务: 本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论、基础知识和基本技能,熟悉数字电路中一些典型的、常用的集成电路原理,功能及数字器件的特性和参数。掌握数字电路的分析方法和设计方法。通过这门课程的学习和训练,达到掌握先进电子技术的目的。并为今后学习有关专业课及解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。 本课程的研究内容 该课程教学内容主要包括:逻辑代数基础、门电路、触发器等与数电技术及相关的课题。 本课程的研究方法 三、本课程与相关课程的联系(先修后修课程) 本课程的先修课程是高等数学、普通物理、电路理论及模拟电子技术,本课程应在电路理论课学过一学期之后开设。要求学生在网络定理(如戴维南定理、迭加原理和诺顿定理等)、双口网络、线性交流电路和暂态分析等方面具有一定基础。? 四、教学内容和基本要求 各章节主要内容、重点难点及学生所需掌握的程度。(一般了解,理解和重点掌握) 教学内容: 第一章 数制和码制 第一节 概述 第二节 几种常用的数制 第三节 不同数制间的转换 第四节 二进制算术运算 第五节 几种常用的编码 第一节 概述 第二节 逻辑代数中的三种基本运算 第三节 逻辑代数的基本公式和常用公式 第四节 逻辑代数的基本定理 第五节 逻辑函数及其表示方法 第六节 逻辑函数的化简方法 第七节 具有无关项的逻辑函数及其化简 第三章 门电路 第一节 概述 第二节 半导体二极管门电路 第三节 cmos门电路 第四节 ttl门电路 第四章 组合逻辑电路 第一节 概述 第二节 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 第三节 若干常用的组合逻辑电路 第四节 组合逻辑电路中的竞争——冒险现象 第五章 触发器 第一节 概述 第二节sr锁存器 第三节 电平触发的触发器 第四节 脉冲触发的触发器 第五节 边沿触发的触发器 第六节 触发器的逻辑功能及其描述方法 第一节 概述 第二节 时序逻辑电路的分析方法 第三节 若干常用的时序逻辑电路 第四节 时序逻辑电路的设计方法 第五节 时序逻辑电路中的竞争——冒险现象 第七章 半导体存储器 第一节 概述 第二节 只读存储器(rom) 第三节 随机存储器(ram) 第四节 存储器容量的扩展 第五节 用存储器实现组合逻辑函数 第八章 可编程逻辑器件 第一节 概述 第二节 可编程阵列逻辑(pal) 第三节 通用阵列逻辑(gal) 第四节 可擦除的可编程逻辑器件(epld) 第五节 复杂的可编程逻辑器件(cpld) 第六节 现场可编程门阵列(fpga) 第七节 在系统可编程通用数字开关(ispgds) 第八节 pld的编程 第九章 脉冲波形的产生和整形 第一节 概述 第二节 施密特触发器 第三节 单稳态触发器 第四节 多谐振荡器 第五节 555定时器及其应用 第十章 数-模和模-数转换 第一节 概述 第二节 d/a转换器 第三节 a/d转换器 五、课程考核办法 课程成绩由两部分组成:平时成绩和期末考试 平时成绩考核方式: 由学习中心辅导教师负责考核或网上作业系统自测 期末考试考核方式:大作业/考试笔试/口试开卷/闭卷 总评成绩构成:平时成绩20%;考试成绩80%。 六、课程学时分配表 【篇二:数电课程设计数字钟的设计】
题 目 课 程 专 业 班 级 学 号 姓 名 指 导 教 师 完 成 时 间 目录 1设计的目的及任务 .........................................(3) 1.1 课程设计的目的 ............................................... (3) 1.2 课程设计的任务与要求 ......................................... (3) 2 电路设计总方案及原理框图 ................................ (3) 2.1 数字电子钟基本原理 ........................................... (3) 2.2 原理框图 ..................................................... (4) 3.单元电路设计及元件选择………………………………………………(4) 3.1 六十进制计数器 .................................................. (4) 3.2二十四进制计数器 ................................................ (5) 3.3 显示屏 .......................................................... (6) 3.4 校时电路 ........................................................ (6) 3.5报时电路…………………………………………………………………………(7) 4 电路仿真 .................................................. (8) 4.1 multisi ......................................................... (8) 4.2 数字钟总电路图 .................................................. (8) 一 设计的目的及任务 1.1课程设计的目的 1掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法; 2进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力; 3提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力; 4培养书写综合实验报告的能力。 1.2设计任务和要求 1.2.1设计要求 1.显示时,分,秒。 2.采用二十四小时制或者十二小时制。 3.具有校时功能。可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。 4.具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。 5.为了保证计时准确,稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。 1.2.2方案论证,确定总体电路原理方框图。 1.2.3单元电路设计,元器件选择。 1.2.4仿真调试及测量结果 1.2.2内容要求 ① 设计指标。 ② 画出设计的原理框图,并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 ③ 列出元器件清单,并画出管脚分配图和芯片引脚图。 ④ 画出各功能模块的电路图,加上原理说明(如2、5进制到10进制转换,10进制 到6进制转换的原理,个位到十位的进位信号选择和变换等)。 ⑥ 画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画,关键的连接应单独画出,计数器到 译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法,但集成块的引脚须按实际位置画,并注明名称)。 ⑦ 数字钟的运行结果和使用说明。 ⑧ 设计总结:设计过程中遇到的问题及解决办法;设计过程中的心得体会;对课程设 计的内容、方式等提出建议。 2 电路设计总方案及原理框图 1.数字电子钟基本原理 数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。 2.原理框图 2—1 3单元电路设计及元器件选择 (一)计数器 秒脉冲信号经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制,小时为二十四进制。 3.1六十进制计数 由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到60秒时产生一个进位信号,所以,选用两片74ls48n组成六十进制计数器,来实现六十进制计数。其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。如图3-1所示。 3-1(60进制计数构造) 【篇三:数字逻辑知识点】
>进位计数制的基本概念,进位基数和数位的权值。 常用进位计数制:十进制二进制八进制十六进制 数制转换: 把非十进制数转换成十进制数:按权展开相加。 十进制数转换成其它进制数:整数转换,采用基数连除法。 纯小数转换,采用基数连乘法。 二进制数转换成八进制数或十六进制数:以二进制数的小数点为起点,分别向左、 向右,每三位(或四位)分一组。对于小数部分,最低位一组不足三位(或四位)时,必须在有效位右边补0,使其足位。然后,把每一组二进制数转换成八进制(或十六进制)数,并保持原排序。对于整数部分,最高位一组不足位时,可在有效位的左边补0,也可不补。 八进制(或十六进制)数转换成二进制数:只要把八进制(或十六进制)数的每一位数 码分别转换成三位(或四位)的二进制数, 并保持原排序即可。整数最高位一组左边的0,及小数最低位一组右边的0,可以省略。 常用代码:二-十进制码 (bcd码 binary coded decimal) —— 用二进制码元来表示十进制数符“0 ~ 9”主要有: 8421bcd码 2421码 余3码 (注意区分有权码和无权码) 可靠性代码:格雷码和奇偶校验码 具有如下特点的代码叫格雷码: 任何相邻的两个码组(包括首、尾两个码组)中,只有一个码元不同。格雷码还具有反射特性,即按教材表中所示的对称轴,除最高位互补反射外,其余低位码元以对称轴镜像反射。格雷码属于无权码。 在编码技术中,把两个码组中不同的码元的个数叫做这两个码组的距离,简称码距。由于格雷码的任意相邻的两个码组的距离均为1,故又称之为单位距离码。另外,由于首尾两个码组也具有单位距离特性,因而格雷码也叫循环码。