数字电路复习指导(有答案).docx

第一章逻辑代数根底一、本章知识点1 .数制及不同数制间的转换熟练掌握各种不同数制之间的互相转换。2 .码制定义、码的表示方法BCD码的定义，常用BCD码特点及表示十进制数的方法。3 .原码、反码、补码的表示方法正数及负数的原码、反码、补码。4 .逻辑代数的根本公式和常用公式掌握逻辑代数的根本公式和常用公式。5 .逻辑代数的三个根本定理定义，应用6 .逻辑函数的表示方法及相互转换7 .逻辑函数最小项之和的标准形式8 .逻辑函数的化简公式法化简逻辑函数卡诺图法化简逻辑函数的根本原理及化简方法二、例题1.1数制转换1 .(46.125)o=(1O111O.OO1)2=(56.1)8=(2E.2)62 .(13.A)i6=(00010011.1010)2=(19.625)03 .(1OO11.1)2=(23.4)8=(19.5)01.2 写出以下数的八位二进制数的原码、反码、补码原码，就是用最高位表示数符(0表示正数、1表示负数)。正数，原码=反码=补码；负数，反码：除符号位以外，对原码逐位取反；补码：反码+11. (-35)Io=(IolOOoII)原码=(IlOlllOO)反码=(IloolOI)补码2. (+35)0=(00100011)旧码=(OOlOoOIl)反码=(Oo100Oll)补码3. (-1IO1O1)2=(10110101)原码=(IlOOlOlO)反玛=(IloOIOlI)补码4. (+110101)2=(00110101加码=(OOlIolOD反码=(OoIlOlOI)补码5. (-17)8=(10001111)sw=(llllOoOo)反码二(IlllOoOl)补四1.3 .将以下三位BCD码转换为十进制数根据BCD码的编码规那么，四位一组展成对应的十进制数。余3码=(263)io2.8421W=(596)io1.4 分别求以下函数的对偶式Y'和反函数71. y=(A+)C+DY=(AB)+CDY=(AB)+CD2. Y=AB+C+ADY=(A+BC)(+D)r=(AB)+CD1.5 求以下函数的与非-与非式。1. Y=AB+ABK=ABAB1.6将以下函数展成最小项之和的标准形式1 .Y=AB+BCY=AB(C+C)+BC(A+A)=ABC+ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+ABC2. Y=S+RQY=S+RQ=S(R+R)(Q+Q)-RQ(S+S)=SRQ+SRQ+SRQ+SRQ+SRQ1.7用公式法化简以下函数1. Y(A1B,C)=AC+ABCBCABCY(A,B9C)=AC+ABC+BC+ABC=C(A+AB+B)+ABC=C+ABC=C2. K=AB+AC+C+CD+DY=AB+AC+BC+(CD+D)=AB+(AC+BC+C)+D=AB+A+B)÷C÷Z)=+c+5=1.8用卡诺图化简以下逻辑函数1. r(AB,C,D)=w(2,46J0,11,12,13,14,15)2. y(ABCD)=Z"Z(2,4,6,7,12,15)+Zd(OJ,3,8,9JD×CDy=CD+CD+AC3. Y(ABCO)=Zm(OJ,2,5,7,8,9),约束条件:A8+AC=O第二章门电路（二）简要分析熟练掌握各种功能门电路的逻辑功能。熟练掌握TTL门电路输入端的负载特性、输入/输出端的电压电流关系特性，会判断各种情况下输入端的逻辑值。熟练掌握集电极开路门的线与结构、三态门工作状态的判断、（M）S传输门工作状态的判断。在掌握以上知识点的前提下，具备以下分析能力：1、根据各种门电路的给定接法，写出相应的输出逻辑表达式。2、根据各种门电路的给定接法，求出相应的输出逻辑值。3、根据各种门电路的给定接法、及输入波形，画出相应的输出波形。4、分析给定的各种门电路的接法，指出电路中存在的问题并改正。三、例题1.指出以下图中由TTL门电路组成的逻辑电路的输出是什么（高电平、低电平、高阻）？解：YI=低电平Y4=局电平Y2=电平Y3二图阻2.图示11L门电路的输入端波形，试分别画出Yl、Y2、Y3、Y4的输出波形。AB解：波形如下图3.以下图电路均由TTL门组成，Rox=2K,R听=0.7K,试分别写出输出函数的表达式。解：Kl=A1+CO÷B=OY2=A+BC+DY3=ABC=ABC+ABC=AC-BC-ABC4.CMOS逻辑电路如下图，试写出输出逻辑函数Yl、Y2的表达式。Y2=AC+BC5.TTL门电路如下图。(1)图中多余输入端B应接(2)为使图中电路R=AA,C)正常工作，该电路是否还有错误？为什么？如有错误，请改正。在上述(1)、12)问题解决后:(3)如A=1、C=O,1门输出Y,F.=如A=1、C=l, 1门输出Y解:(1)图中多余输入端B应接低电平。(2)或非门输入端通过IOK电阻接地，相当于常接高电平，封锁了或非门，使它出低电平，与A、C无关了。因此，为使图中电路R=F(A,C)正常工作，该电路确实有错误。改正：把IOK电阻改换为小于700C的电阻即可。(3)如A=1、C=0,1门输出Y0,F1=1；如A=1、C=l,1门输出Y高阻，Fp0；6.逻辑电路如下图，试分别写出Yl、Y2、Y3、Y4的输出逻辑值。解:H=IYl=OY3=高阻K4=0第三章组合逻辑电路一、本章知识点1.）概念1 .组合电路：电路在任一时刻输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。电路结构特点：只有门电路，不含存储（记忆）单元。2 .编码器的逻辑功能：把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。优先编码器：几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。3 .译码器的逻辑功能：输入二进制代码，输出高、低电平信号。显示译码器：半导体数码管（LED数码管）、液晶显示器（LCD）4 .数据选择器：从一组输入数据中选出某一个输出的电路，也称为多路开关。5 .加法器6 加器：不考虑来自低位的进位的两个1位二进制数相加的电路。7 加器：带低位进位的两个1位二进制数相加的电路。超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路比拟复杂，但其速度快。8 比拟两个数字大小的各种逻辑电路。9 .组合逻辑电路中的竞争一冒险现象竞争：门电路两个输入信号同时向相反跳变（一个从1变另一个从O变1）的现象。竞争-冒险：由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象。消除竞争一冒险现象的方法：接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计（二）组合逻辑电路的分析方法分析步骤：1 .由图写出逻辑函数式，并作适当化简；注意：写逻辑函数式时从输入到输出逐级写出。2 .由函数式列出真值表；3 .根据真值表说明电路功能。（三）组合逻辑电路的设计方法设计步骤：1.逻辑抽象：设计要求-文字描述的具有一定因果关系的事件。逻辑要求一真值表(1)设定变量-根据因果关系确定输入、输出变量；(2)状态赋值：定义逻辑状态的含意输入、输出变量的两种不同状态分别用0、I代表。(3)列出真值表逻辑函数式真值表函数式，有时可省略。4 .选定器件的类型可选用小规模门电路，中规模常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件。5 .函数化简或变换式(1)用门电路进行设计：从真值表一-卡诺图/公式法化简。(2)用中规模常用组合电路设计：把函数式变换为与所用器件函数式相似的形式。(3)使用存储器、可编程逻辑器件设计组合电路6 .画出逻辑图原理性设计(逻辑设计)完成。(四)常用组合逻辑电路的功能编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比拟器(五)用常用中规模集成组合逻辑器件计组合电路方法：(1)选择集成二进制译码器；(2)写函数的标准与非-与非式；(3)确认变量利输入关系；(4)画连线图。方法：(1)写出函数的标准与或式和数据选择器表达式；(2)对照比拟确定输入变量和地址码的对应关系；输入变量可能是变量(原变量或反变量)，也可能是常量(0或1)。(3)画连线图。-用在加(减)某一常数的场合二、例题1.组合电路如下图，分析该电路的逻辑功能。A B CABCLOOOOOO11O1O1O1111OO11O1111O1111O真值表解:由逻辑图逐级写出逻辑表达式P=ABC1.=AP+BP+CP=AABC+BABC+CABC(2)化简与变换1.=ABC(A+B+Q=ABC+A+B+C=ABC+ABC(3)由表达式列出真值表(4)分析逻辑功能由真值表可知，当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。2 .由3线-8线译码74LS138（输出低电平有效）和4选1数据选择器（74LS153）组成如下图的电路,BhB2和Ci、C2为二组二进制数，试列出真值表，并说明功能。01234567-Y -Y -Y -Y-Y-Y -Y -Y 381LsAoA1A27S1一 & -S3 日EB B 1解：输出表达式：F=C2Ci+D1C2C1+D2C2G+D3C2C1=gG+XGG+匕Gc+KGG=4a4GCl+4A4c2G+4AA)c>G+4A4GG=BrB、C2C+B-,B.C2C,÷B-,C,2G÷B2C,2C1真值表功能说明：由地址码CqCi选择B2Bi的最小项的反变量输出3 .设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否那么视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。要求：（1）用门电路实现（2）用3-8线译码器实现（3）用4选1数据选择器实现。SlS2+S3A2AlAOYOYlY2Y3Y4Y5Y6?71000001111111100011011111110010110111111001111101111101001111011110101111110111011011111101101111111111074LS138功能表解：(1)用门电路实现逻辑抽象输入变量：R、A、G,红、黄、绿灯；灯亮为L不亮为0。输出变量：Z-故障信号，正常工作Z为0,发生故障Z为1。列出真值表否用也RAGZOOOOO1O1OO111OO1O111O1111O010111写出函数式并化简Z=去K不+RAG+RAG+RAG+RAG经卡诺图化简得：Z=RAG-RA+RG+AG画出电路图a-B用3-8线译码密RAG = 7叫）+ 多 + 吗 + /缘+的标准与或式化成与非-与非式Z=+叫+叫+恤+g=人afn6,叫设R=A2、A=AxG=Ao那么Z=不匕石名耳画连线图IZ 34g 67 -Y -Y - Y -Y -Y-Y -Y -Y1 LsA0A1A274斯 & _S33)用4选1数据选择器实现标准与或式Z=RAG-RAG+RAG+RAG+RAGS=I时4选1Y=D0,4+D,4+D2414+确定输入变量和地址码的对应关系令A=A1,G=AoZ=R(AG)+R(AG)+R(AG)+IAG那么：DO=RD=D1=RD3=1画连线图74 .分别用74LS153（4选I数据选择器）和74LS152（8选1）实现函数F=AB+BC+C.解：（1）用4选1数据选择器来设计标准与或式F=ABC+ABC+ABC+ABC数据选择器=Dj1A)+。区4+AAA+AA4确定输入变量和地址码的对应关系令A=A,Aq=BY=DqAB+DiAB+D2AB+D3ABF=ABC+ABC+AB+ABO那么Do=OD=D2=C。3=1画连线图Y1/274LS153D3D2D1DOAlAoS11TClAB(2)用8选1数据选择器来实现标准与或式F=ABC+ABC+ABC+ABC=0(ABC)÷0(ABC)÷0(C)+l(C)+0(ABC)+l(ABC)+l(ABC)+l(ABC)8l数据选择器：Y=Do4,4A)+DlAI4A)+D>A74A)+D3A7AA)+DAA2A+A74A)+D°A2A4+D4,44确定输入变量和地址码的对应关系令A=A2B=A1,C=AD=D=D=Dj=1Qo=O=>2=D=0画图aA2丫BA174LS152MCAoDoDID2D3D4D5D6D7第四章触发器二、练习题举例分析：1、JK触发器的触发信号和输入信号如下图。试画出QI端的输出波形。（所有触发器的初态为0）JuUwUwlUUUBBllA!I!LCjwLA三W1三IIIIIIII：IIlI；IllU&IIIrIIIIIIIiIIIIII11IIi11IIIIIIIIIi2、用主从的D触发器和边沿触发的JK触发器组成的电路如下图。触发信号和输入信号,试画出Qi、Q2的输出波形。（所有触发器的初态为0）II第五章时序逻辑电路一、本章知识点1、时序逻辑电路通常由组合电路和存储电路两局部组成，而存储电路是必不可少的。2、时序逻辑电路逻辑功能特点：任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，且取决于电路原来的状态。3、米利、穆尔型（MealyMoore）时序逻辑电路的概念。4、熟练掌握根据单片集成计数器的功能表构成N进制计数器的方法（置0法、置数法、74LSI60、74LS16K74LS162,注意同步、异步的区别）1、熟练掌握用JK、D触发器构成的同步时序逻辑电路的分析方法2、熟练掌握用JK、D触发器设计同步计数器的方法二、练习题举例（一J分析：1、分别用置数法和置0法将十进制计数器74LS160接成九进制计数器。解:CPLDEPET工作状态×0XXX0J10XX 数J1111计 数741 60功年自表s Qi Qj Qj->CPRdEPLBETDG Di Dz D 0置。法置数法2、由4位同步二进制计数器74LS162组成的可变进制计数器如下图。试分析当控制变量A为1和。时电路各为几进制计数器，并画出状态转换图。A=IW,电路为十四进制计数器；A=O时，电路为十进制计数器A=IQyQ2QlQi状态转换图A=O时,03022）状态转换图3、分析图示的时序电路，写出驱动方程、输出方程、状态方程，画出电路的状态图，检查电路能否自启动，说明电路的功能。JI=K=142=K2=A9Y=AQG+AQ1Q2输出方程：er1=e1状态方程：q"=A。2自行计算状态表；电路的状态图:A=O时作二进制加法计数，A=I时作二进制减法计数。电路能自启动。4、用JK触发器按8421码设计一个同步六进制加法计数器，以OOo为起始状态编码。（思考：按8421码设计一个同步六进制减法计数器，或设计一个同步循环码八进制计数器，其状态So、S1sS2、S3、S八S5、S6、S?的编码分别为Oo0、OOkOlK010、110、Ilk101、100o）（可参考P277例5.4.1）解：自行画出原始状态图、状态图得状态转换卡诺图00011110001/0010/0100/0011/0101/0000/1××××××××卡诺图分解，并化简得到电路的状态方程：Q2,+'=QlQ0+Q2Qo<21,1+l=<2o+212oQr1=Qo输出方程为：C=Q2Qo3）将状态方程变换为JK触发器特性方程的标准形式：q,+i=QjQq+Q2Q0=QIQO（Q2+Q2）+QzQo=QIQoQ2+QoQiQn+1=QlQo÷Q；QQon+,=1Q+IQo4）将上式与JK触发器的特性方程对照，那么各个触发器的驱动方程为：=QiQo?=Q（）JI=QIQo电路图略KI=QoO=K（）=1第六章脉冲波形的产生和整形二、例题1、在施密特电路，单稳态电路和多谐振荡器三种电路中，没有稳态的电路是,有一个稳态的电路是,有二个稳态的电路是,工作过程中不需要外触发信号的电路是O解：依次为：多谐振荡器，单稳态电路，施密特电路及多谐振荡器。2、某多谐振荡器输出信号频率为IKHZ,q=0.4,求输出信号低电平的宽度。解：T=-y=lmy,7.=1×(1-)=0.6ns3、图示施密特电路中，Rl=10K,R2=20K,Gl和G2是CMOS反相器，VDD=IoV。求：V+>VT及AVt(2)画出Vo波形R2解：V+=(1+4l=7.5V4、以下图是延迟报警器。当开关S断开后，经一定的延迟时间后扬声器发声。试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。图中Gl是CMOS反相器，输出的高、低电平分别为12V和0V。Gi解：左边定时器接成了施密特电路，右边定时器接成了振荡器。2当开关断开后电容C充电，充至匕+=1%r=8V时反相器GI输出高电平，振荡器开始振荡。故延迟时间为Tn=RCln2"=IlSVcc-Vr+扬声器发出声音频率为：f=9.66KHz(/?,+2R2)C,In2注：该题有如下几种演变情况，请思考如何分析。1、左边定时器接成单稳态电路，右边不变。2、左边定时器接成低频振荡器，右边定时器接成高频振荡器。第九章数-模和模-数转换二、例题1 .一个8位D/A转换器，Vref=IOV,其线性误差为±1LSB,当输入为IoOOloOo时,其输出电压实际值的范围为(1360-10)/256-5.35V;其中(100O100O)IF(136)U).2 .设有一被测量温度的变化范围为10°C800,要求分辨率为1,那么应选用的A/D转换器的分辨率至少为10位。3.D/A转换器如下图，当。=I时，对应的Si开关接运放-端，O=O时，对应的S,开关接运放+端，(匕仃=一10丫，R=l°k)(1)、试推算从匕心提供的电流I；(2)、写出输出电压的表达式，并计算V。的取值范围，；(3)、该D/A电路的分辨率是多少？RF=R解:提示(1).IR=-1010=-lmA(2) .V0=-VrefD2S0V150/16V=(3) .4位4.图示由D/A转换器CB7520和N进制计数器构成的波形发生器电路。Vref=-IOVt74LS161是二进制加法计数器(EP、ET为选通端，而为同步预置端，而为异步清零端)。(1)画出N进制计数器的状态转换图。(2)试对应CP波形画出的波形，并标出波形图上各点的电压幅度。0000解:提示1 ,8进制；OOOfOoliOIOfOlltIIll-HOTOI-IOo2 ,VO=-VREFD21°=10D1024d5=l-*25=32,d6=126=4,d7=127=128000-*OiOVOOIf32-*010-*(HIfIll-对应CP波形的Vo波形