數(shù)電練習(xí)題和答案 - 圖文-

1、數(shù)電習(xí)題和答案題3.1分析P3.1電路的邏輯功能,寫(xiě)出Y 1、Y 2的邏輯函數(shù)式,列出真值表,指出電 路完成什么邏輯功能。答案: 12(Y ABC A B C AB AC BC ABC ABC A Y AB BCAC=+=+=+由真值表可見(jiàn),這是一個(gè)全加器電路。A 、B 、C 為加數(shù)、被加數(shù)和來(lái)自低位的進(jìn)位,Y 1是和,Y 2是進(jìn)位輸出。題3.3用或非門(mén)設(shè)計(jì)四變量的多數(shù)表決電路。當(dāng)輸入變量A 、B 、C 、D 有3個(gè)或3個(gè)以上為1時(shí)輸出為1,輸入為其它狀態(tài)時(shí)輸出為0。答案:Y ABCD ABCD ABCD ABCD ABCDABC ABD ACD BCDABC ABD ACD BCD=+=+=

2、+ 題 3.7某醫(yī)院有一、二、三、四號(hào)病室4間,每室設(shè)有呼叫按鈕,同時(shí)在護(hù)士值班室內(nèi)對(duì)應(yīng)地裝有一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)4個(gè)指示燈。現(xiàn)要求當(dāng)一號(hào)病室的按鈕按下時(shí),無(wú)論其它病室的按鈕是否按下,只有一號(hào)燈亮。當(dāng)一號(hào)病室的按鈕沒(méi)有按下而二號(hào)病室的按鈕按下時(shí),無(wú)論三號(hào)、四號(hào)病室的按鈕是否按下,只有二號(hào)燈亮。當(dāng)一號(hào)、二號(hào)病室的按鈕沒(méi)有按下而三號(hào)病室的按鈕按下時(shí),無(wú)論四號(hào)病室的按鈕是否按下,只有三號(hào)燈亮。只有在一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)病室的按鈕均未按下而四號(hào)病室的按鈕按下時(shí),四號(hào)燈才亮。試用優(yōu)先編碼器74LS148和門(mén)電路設(shè)計(jì)滿足以上控制要求的邏輯電路,給出控制四個(gè)指示燈狀態(tài)的高、低電平信號(hào)。 答案:以1234A A

3、 A A 、分別表示按下一、二、三、四號(hào)病室按鈕給出的低電平信號(hào),以1234Y Y Y Y 、表示一、二、三、四號(hào)燈亮的信號(hào)。電路如圖A3.7。答案:1147Z Y Y Y M N PQ M N PQ M NPQ=+2258Z Y Y Y M NPQ M N PQ M N PQ=+3369Z Y Y Y M NPQ M NPQ M N PQ=+ 1Y ABCD ABCD ABCD ABCD=+2Y ABCD ABCD ABCD ABCD=+3Y AB = 答案:157Y AC ABC ABC Y Y =+=21347Y ABC ABC BC ABC ABC ABC ABC Y Y Y Y =+

4、=+=3046Y ABC ABC ABC Y Y Y =+=題3.16試用4選1數(shù)據(jù)選擇器產(chǎn)生邏輯函數(shù)Y ABC AC BC=+ 答案:將函數(shù)式化為Y ABC AB ABC ABC =+,令100123,1,A A A B D C D D C D C =,如圖A3.16題3.17用8選1數(shù)據(jù)選擇器CC4512產(chǎn)生邏輯函數(shù)Y ACD ABCD BC BCD =+答案:將函數(shù)式化為01011Y ABC ABC D ABC D ABC ABC D ABC ABC ABC =+令210,A A A B A C =并令051423670,1D D D D D D D D D D =,即得圖A3.17。

5、題3.25試?yán)脙善?位二進(jìn)制并行加法器74LS283和必要的門(mén)電路組成1個(gè)二-十進(jìn)制加法器電路。(提示:根據(jù)BCD 碼8421碼的加法運(yùn)算原則,當(dāng)兩數(shù)之和小于、等于9(1001時(shí),相加的結(jié)果和按二進(jìn)制數(shù)相加所得到的結(jié)果一樣。當(dāng)兩數(shù)之和大于9(即等于10101111時(shí),則應(yīng)在按二進(jìn)制數(shù)相加所得到的結(jié)果上加6(0110,這樣就可以給出進(jìn)位信號(hào),同時(shí)得到一個(gè)小于9的和。答案:由表可見(jiàn),若將兩個(gè)8421的二-十進(jìn)制數(shù)A 3A 2A 1A 0和B 3B 2B 1B 0用二進(jìn)制加法器相加,則當(dāng)相加結(jié)果9(1001時(shí),得到的和S 3S 2S 1S 0就是所求的二-十進(jìn)制的和。而當(dāng)相加結(jié)果10(1010以后

6、,必須將這個(gè)結(jié)果在另一個(gè)二進(jìn)制加法器加6(0110進(jìn)行修正,才能得到二-十進(jìn)制的和及相應(yīng)的進(jìn)為輸出。由表可知,產(chǎn)生進(jìn)為輸出'O C 的條件為'3231O O C C S S S S =+,產(chǎn)生' O C 的同時(shí),應(yīng)該在S 3S 2S 1S 0上加6(0110,得到的''''3210S S S S 和'O C 就是修正后的結(jié)果。故得到圖A3.25電路。題4.2畫(huà)出圖P4.2由或非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器輸出端Q、Q的電壓波形,輸入端S D、R D的電壓波形如圖中所示。 答案:見(jiàn)圖A4.2。 題4.5在圖P4.5電路中,若CP、S、R電

7、壓波形如圖中所示,試畫(huà)出Q、Q端與之對(duì)應(yīng)的電壓波形。假定觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。 答案見(jiàn)圖A4。5 題4.8若主從結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器的CP、S、R、D R各輸入端的電壓波形如圖P4.8所示, S ,試畫(huà)出Q、Q端對(duì)應(yīng)的電壓波形。1D 答案:見(jiàn)圖A4.8。 題4.9已知主從結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器J、K和CP的電壓波形如圖P4.9所示,試畫(huà)出Q、Q 端對(duì)應(yīng)的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。答案:見(jiàn)圖A4.9。 題4.11已知維持阻塞結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器各輸入端的電壓波形如圖P4.11所示,試畫(huà)出Q、Q端對(duì)應(yīng)的電壓波形。 答案:見(jiàn)圖A4.11。 題4.13設(shè)圖P4.13中各觸發(fā)器的初始狀態(tài)皆為Q=0,試畫(huà)出在C

8、P信號(hào)連續(xù)作用下各觸發(fā)器輸出端的電壓波形。 答案:見(jiàn)圖A4.13。 題4.20試畫(huà)出圖P4.20電路輸出端Y、Z的電壓波形。輸入信號(hào)A和CP的電壓波形如圖中所示。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為Q=0。 答案:見(jiàn)圖A4.20。 題4.22試畫(huà)出圖P4.22電路在一系列CP信號(hào)作用下Q1、Q2、Q3的輸出電壓波形。觸發(fā)器均為邊沿觸發(fā)結(jié)構(gòu),初始狀態(tài)均為Q=0。答案:見(jiàn)圖A4.22。 題5.1分析圖P5.1時(shí)序電路的邏輯功能,寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程, 畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,說(shuō)明電路能否自啟動(dòng)。答案:11322131233;J K Q J K Q J Q Q K Q =3Y Q =電路能自啟動(dòng)。

9、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A5.1。題5.7在圖P5.7電路中,若兩個(gè)移位寄存器中的原始數(shù)據(jù)分別為A 3A 2A 1A 0=1001,B 3B 2B 1B 0=0011,試問(wèn)經(jīng)過(guò)4個(gè)CP 信號(hào)作用以后兩個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)如何?這個(gè)電路完成什么功能?答案:經(jīng)過(guò)四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作用以后,兩個(gè)寄存器里的數(shù)據(jù)分別為:A 3A 2A 1A 0=1100,B 3B 2B 1B 0=0000。這是一個(gè)四位串行加法計(jì)數(shù)器。 題5.8分析圖P5.8的計(jì)數(shù)器電路,說(shuō)明這是多少進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160 答案:圖P5.8電路為七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 答案:電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A5.9。這是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 答案:見(jiàn)圖A5.10

10、答案:M=1時(shí)為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器,M=0時(shí)為八進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 答案:第(1片74160接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,第(1片74160接成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第(1片到第(2片之間為十進(jìn)制,兩片串接組成三十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 答案:由圖可見(jiàn),計(jì)數(shù)器74160工作在可預(yù)置數(shù)狀態(tài),每當(dāng)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出C=1時(shí)(即Q3Q2Q1Q0=1001時(shí),在下一個(gè)CP上升沿到達(dá)時(shí)置入編碼器74LS147的輸出狀態(tài)Y3Y2Y1 Y0。再?gòu)膱DA5.20給出的74160的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知,當(dāng)A=0時(shí),Y3Y2Y1Y0=0001,則狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序?qū)⑷鐖D中虛線所示,即成為九進(jìn)制計(jì)數(shù)器。輸出脈沖Y 的頻率為CP 頻率的1/9。依此類(lèi)推便可得到下表: 題5.

11、22圖P5.22是一個(gè)移位寄存器型計(jì)數(shù)器,試畫(huà)出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,說(shuō)明這是幾進(jìn) 制計(jì)數(shù)器,能否自啟動(dòng)。答案: 23n n n Q D Q Q Q Q Q Q Q D Q Q D Q Y Q Q +=+=電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A5.22。這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。題5.26用JK 觸發(fā)器和門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)4位循環(huán)碼計(jì)數(shù)器,它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表應(yīng)如表P5.26所示。 答案:按照表P5.26給出的計(jì)數(shù)順序,得到圖A5.26(a 所示的11113210n n n n Q Q Q Q +的卡諾圖。從卡諾圖寫(xiě)出狀態(tài)方程,經(jīng)化簡(jiǎn)后得到133130210(n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q

12、 Q Q Q Q Q Q Q Q +=+=+=+122120310(n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +=+=+=+1110320320(321n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +=+=+=+從以上各式得到32103210231023101320132003210321;(J Q Q Q K Q Q Q J Q Q Q K Q Q Q J Q Q Q K Q Q Q J Q Q Q K Q Q Q =進(jìn)位輸出信號(hào)為3210C Q Q Q Q

13、 =得到的邏輯圖如圖A5.26(b所示。 題5.27用D 觸發(fā)器和門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器,并檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)。答案:若取計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)如表中所示,則即可得到如圖A5.27(a 所示的卡諾圖。由卡諾圖得到四個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程分別為13312101221202101110310103010n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +=+=+=+=+由于D 觸發(fā)器的1n Q D +=,于是得到圖A5.27(b 的電路圖。電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖A5.27（c） ，可見(jiàn)電路能夠自啟動(dòng)。 題 5.28 設(shè)計(jì)一個(gè)控制步進(jìn)

14、電動(dòng)機(jī)三相六狀態(tài)工作的邏輯電路。如果用 1 表示電機(jī)繞 組導(dǎo)通，0 表示電機(jī)繞組截止，則 3 個(gè)繞組 ABC 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖應(yīng)如圖 5.28 所示。M 為輸入 控制變量，當(dāng) M1 時(shí)正轉(zhuǎn)，當(dāng) M0 時(shí)反轉(zhuǎn)。 答案： 取 Q1 、Q2、 Q3 三個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)分別表示 A、B、C 的狀態(tài)。由圖 P5.28 可見(jiàn)，輸 出的狀態(tài)與 A、B、C 的狀態(tài)相同，故可直接得到 ya= Q1、yb= Q2、yc= Q3。 根據(jù)圖 P5.28 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫(huà)出 Q 1 Q 2 Q 3 作為 Q 1 Q 2 Q 3 和 M 的邏輯函數(shù)的卡 諾圖，如圖 A5.28（a） 。由卡諾圖寫(xiě)出狀態(tài)方程為 n +1 n +1

15、n +1 n n n ìQ1n +1 = M Q2 + M Q3 ï ï n +1 íQ2 = M Q3 + M Q1 ï n +1 ï îQ3 = M Q1 + M Q2 若采用 D 觸發(fā)器，則根據(jù) Q n +1 = D ，即得到 ì D1 = M Q2 + M Q3 ï ï í D2 = M Q3 + M Q1 ï ï î D3 = M Q1 + M Q2 題 5.29 設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售票機(jī)的邏輯電路。每次只允許投入一枚五角或一元硬幣，累 計(jì)投入兩元硬貝

16、給出一張郵票。 如果投入一元五角硬幣以后再投入一元硬幣， 則給出郵票的 同時(shí)還應(yīng)找回五角錢(qián)。要求設(shè)計(jì)的電路能自啟動(dòng)。 答案： 以 A=1 表示投入 1 元硬幣的信號(hào)，未投入時(shí) A=0；以 B=1 表示投入 5 角硬幣的信號(hào)， 未投入時(shí) B=0；以 X=1 表示給出郵票，未給時(shí) X=0；以 Y=1 表示找錢(qián)， Y=0 表示不找錢(qián)。 若未投幣前狀態(tài)為 S0,投入 5 角后為 S1，投入 1 元后為 S2，投入 1.5 元后為 S3，則進(jìn)入 S3 狀態(tài)再投入 5 角硬幣（B=1）時(shí) X=1，返回 S0 狀態(tài)；如果投入一元硬幣，則 X=Y=1，返 回 S0 狀態(tài)。于是得到圖 A5.29（a）的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。今以觸發(fā)器 Q1Q0 的四個(gè)狀態(tài)組合 00、 01、10、11 分別表示 S0、S1、S2、