数字电路复习题及答案

《数字电子技术基础》复习题

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中） 1.处理 b 的电子电路是数字电路。

（a）交流电压信号 （b）时间和幅值上离散的信号 （c）时间和幅值上连续变化的信号 （d）无法确定 2.用不同数制的数字来表示2004，位数最少的是 d 。 （a）二进制 （b）八进制 （c）十进制 （d）十六进制 3.最常用的BCD码是 b 。

（a）5421码 （b）8421码 （c）余3码 （d）循环码 4.格雷码的优点是 c 。

（a）代码短 （b）记忆方便 （c）两组相邻代码之间只有一位不同 （d）同时具备以上三者

5.两个开关控制一盏灯，只有两个开关都闭合时灯才不亮，则该电路的逻辑关系是 a 。

（a）与非 （b）或非 （c）同或 （d）异或 6.已知F=ABC+CD，选出下列可以肯定使F=0的取值 d （a）ABC=011 （b）BC=11 （c）CD=10 （d）BCD=111 7.2004个1连续异或的结果是 a 。

（a）0 （b）1 （c）不唯一 （d）逻辑概念错误

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整）

1.5的5421BCD码是 0101 这个是8421码的 。

2.逻辑表达式中，异或的符号是 ⊕ ，同或的符号是 ⊙ 。 3.逻辑函数常用的表示方法有 真 值 表 、逻 辑 函 数 式 、逻 辑 图 和 卡 诺 图 。

4.用代数法化简逻辑函数需要一定的 经 验 和 技 巧 ，不容易确定化简结果是否是 最 简 。

5.用卡诺图化简逻辑函数，化简结果一般是最简 与 － 或 式。

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中）

1.实体（ENTITY）描述一个设计单元的 C D 的信息。 （a）行为、元件及连接关系 （b）元件、子程序、公用数据类型 （c）名称和端口的引脚等 （d）可编译的设计单元

2.结构体（ARCHITECTURE）用于描述设计单元的 A D 。 （a）行为、元件及连接关系 （b）元件、子程序、公用数据类型 （c）名称和端口的引脚等 （d）可编译的设计单元

3.在VHDL语言中，ARCHITECTURE中的语句都是 B 执行的语句。

（a）顺序 （b）并行 （c）即可顺序也可并行 （d）无法确定 4.在VHDL程序设计中，下面4个部分， C 不是可编译的源设计单元。

（a）ARCHITECTURE （b）ENTITY （c）PROCESS （d）PACKAGE

5.在VHDL程序中，以下4个部分， BC 可以有顺序执行语句。

（a）结构体（ARCHITECTURE） （b）进程（PROCESS）中的关键词BEGIN前 （c）进程（PROCESS）中的关键词BEGIN后 （d）程序包（PACKAGE）

6.结构体中的变量应在VHDL程序中 D 部分给予说明。 （a）结构体对应的实体的端口表中 （b）结构体中关键词BEGIN前 （c）结构体中关键词BEGIN后 （d）程序包（PACKAGE） 7.VHDL中的各种逻辑运算中，运算符 D 的优先级别最高。 （a）AND （b）OR （c）XOR （d）NOT 8.在VHDL语言中，不同类型的数据是 D 的。

（a）可以进行运算和直接代入 （b）不能进行运算和直接代入 （c）不能进行运算但可以直接代入 （d）可以进行运算但不能直接代入

9.在VHDL语言中，信号赋值语句使用的代入符是 C 。 （a）= （b）:= （c）＜= （d）==

10.在VHDL语言中，变量的赋值符是 B 。 （a）= （b）:= （c）＜= （d）==

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.两种复合数据类型是 记录 和 集合 。 2.进程启动、触发的条件是 敏感信号 发生变化。 3.进程的语句是 顺序 执行的。

4.要使用VHDL的程序包时，要用 use 语句说明。

5.能与逻辑电路图中的器件一一对应的VHDL描述方式是 结构化描述 。

1.简述VHDL语言的主要优点。

答：VHDL语言的主要优点是：（1）覆盖面广，描述能力强，是一个多层次的硬件描述语言；（2）可读性好，既能够被计算机接受，也容易被人理解；（3）生命期长，它的硬件描述与工艺技术无关，不会因工艺变化而过时；（4）支持大规模设计的分解和已有设计再利用，有利于由多人或多项目组来共同完成一个大规模设计；（5）已成为IEEE承认的一个工业标准，成为一种通用的硬件描述语言。

2.判断如下VHDL的操作是否正确，如不正确，请改正。字符a和b的数据类型是BIT，c是INTEGER，执行c＜=a+b。 答：操作不正确，应把a和b的数据类型改为INTEGER。 3.一个VHDL模块是否必须有一个实体和一个结构体？是否可以有多个实体和结构体？简述它们的作用。

答：一个VHDL模块必须有一个实体，可以有一个或多个结构体。实体描述一个设计单元的外部接口以及连接信号的类型和方向；结构体描述设计单元内部的行为，元件及连接关系，结构体定义出了实体的功能。

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选

择其中一个最合适的答案填入空格中） 1.标准TTL门开门电平Uon之值为 D 。 （a）0.3V （b）0.7V （c）1.4V （d）2V 2.TTL与非门输出高电平的参数规范值是 C 。

（a）Uoh≥1.4V （b）Uoh≥2.4V （c）Uoh≥3.3V （d）Uoh=3.6V 3.TTL与非门输出低电平的参数规范值是 C 。

（a）Uol≤0.3V（b）Uol ≥0.3V （c）Uol≤0.4V （d）Uol=0.8V 4.TTL与非门阈值电压UT的典型值是 B 。 （a）0.4V （b）1.4V （c）2V （d）2.4V 5.TTL与非门输入短路电流IIS的参数规范值是 C 。 （a）20μA （b）40μA （c）1.6mA （d）16mA 6.TTL与非门高电平输入电流IIH的参数规范值是 B 。 （a）20μA （b）40μA （c）1.6mA （d）16mA 7.TTL与非门低电平输出电流IOL的参数规范值是 D 。 （a）20μA （b）40μA （c）1.6mA （d）16mA 8.TTL与非门高电平输出电流IOH的参数规范值是 B 。 （a）200μA （b）400μA （c）800μA （d）1000μA 9.某集成电路封装内集成有4个与非门，它们输出全为高电平时，测得5V电源端的电流为8mA，输出全为0时，测得5V电源端的电流为16mA，该TTL与非门的功耗为 C mW。 （a）30 （b）20 （c）15 （d）10

10.TTL电路中， B 能实现“线与”逻辑。

（a）异或门 （b）OC门 （c）TS门 （d）与或非门

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.二极管最重要的特性是 单向导电 。

2.逻辑电路中，电平接近于零时称为 低电平 ，电平接近Vcc时称为 高电平 。

3.数字电路中，三极管工作于 开关 状态。

4.三极管进入饱和后，若继续增加IB，集电极电流IC 减小 。 5.在三极管c、b极间并接 肖特基二极管 ，可提高三极管开关速度。

试分析TTL非门输入端接法如下时，相当于接什么电平？

（1）（a）接地；（b）接低于0.8V的电压；（c）接另一TTL电路的输出低平（0.3V）。

（2）（a）悬空；（b）接高于2V的电压；（c）接另一TTL电路的输出高电平（3.6V）。

解：（（1）（a）、（b）、（c）中的输入均小于TTL门的关门电平Uoff（UIILmax=0.8V），因此，相当于接低电平。

（2）（a）输入端悬空，相当于入端对地接无穷大电阻，它远大于开门电阻RON，TTL门输入悬空，相当于接高电平；（b）、（c）中的输入电压大于或等于TTL门的开门电平Uon（UIHmin=2V），因此，相当于接高电平。

设计一个发光二极管（LED）驱动电路，设LED的参数为UF=2.2V，ID=10mA；若Vcc=5V，且当LED发亮时，电路的输出为低电平，选择集成门电路的型号，并画出电路图。 解：根据题意，可画电路图

（1）决定限流电阻R之值（取UOL=0.4V） R=

VCC?UF?UOL5?2.2?0.4=×103Ω=240Ω

10ID（2）选用门电路的型号：由于电路输出为低电平时LED发光，要求所选门电路的IOLmax≥ ID=10mA，可选74系列TTL门7404非门。

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中）

1.10-4线优先编码器允许同时输入 D 路编码信号。 （a）1 （b）9 （c）10 （d）多

2.74LS138有 B 个译码输入端和 C 个译码输出端。 （a）1 （b）3 （c）8 （d）无法确定

3.利用2个74LS138和1个非门，可以扩展得到1个 C 线译码器。 （a）2-4 （b）3-8 （c）4-16 （d）无法确定

4.用原码输出的译码器实现多输出逻辑函数，需要增加若干个 B 。

（a）非门 （b）与非门 （c）或门 （d）或非门 5.七段译码器74LS138的输入是4位 D ，输出是 C 。

（a）二进制码 （b）七段码 （c）七段反码 （d）BCD码 6.多路数据选择器MUX的输入信号可以是 D 。

（a）数字信号 （b）模拟信号 （c）数模混合信号 （d）数字和模拟信号

7.与4位串行进位加法器比较，使用超前进位全加器的目的是 C 。 （a）完成自动加法进位 （b）完成4位加法 （c）提高运算速度 （d）完成4位串行加法

8.功能块电路内部一般是由 C 组成。

（a）单片MSI （b）多片MSI （c）各种门电路 （d）无法确定 9.某逻辑电路由一个功能块电路组成，整体电路的逻辑功能与这个功能块原来的逻辑功能 D 。

（a）一定相同 （b）一定不同 （c）不一定相同 （d）无法确定

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.所谓组合逻辑电路是指：在任何时刻，逻辑电路的输出状态只取决于电路各 输入信号 的组合，而与电路 原有状态 无关。 2.在分析门级组合电路时，一般需要先从 卡诺图 写出逻辑函数式。

3.在设计门级组合电路时，一般需要根据设计要求列出 布尔表达式 ，再写出逻辑函数式。

4.要扩展得到1个6-64线译码器，需要 9 个74LS138。 5.基本译码电路除了完成译码功能外，还能实现 逻辑函数发生 和

DMUX 逻辑函数发生 和 DMUX 功能。

试用译码器设计1位二进制数全减运算电路。 解：本题的目的是练习用译码器实现多输出逻辑电路。 （1）规定逻辑变量

设输入逻辑变量Ai为被减数、Bi为减数、Ci-1为低位的借位，输出逻辑函数Si为差、Ci为本级的借位输出信号。根据设计要求写出逻辑真值表。 （2）设计电路

由于本设计有Ai、Bi和Ci-1共3个输入量，故选用3-8线译码器实现电器最为简便。首先将输出逻辑表达式写为最小项和的形式 Si=?m(1,2,4,7) Ci=?m(1,2,3,7)

选用3-8线译码器74LS138和双4输入与非门74LS20实现的逻辑电路设计见图，将Ai、Bi、Ci-1接译码器的输入A2A1A0，74LS138的输出为低电平有效，故在输出端接与非门。

试设计一个码制转换电路。K为控制信号，K=0时，输入DCBA为8421码，输出L3L2L1L0为循环码。K=1时，输入为循环码，输出S3S2S1S0为8421码。

解：（1）规定逻辑变量和列代码转换表

当控制量K=0时，输入DCBA为8421码，输出L3L2L1L0为循环码；

当控制量K=1时，输入DCBA为循环码，输出S3S2S1S0为8421码。列出代码转换表。 （2）电路设计

分析上述逻辑关系，电路可用2个功能电路实现。其一为最小项产生电路，用4-16线译码器74154实现较为方便；另一为控制、输出电路，在控制信号K作用下，输出不同的码制，选用SSI器件实现。将输入输出逻辑式用译码器的逻辑函数形式写出。 表和公式略

简述用译码器或多路选择器实现组合逻辑电路的不同之处。 答：不同器件都各具特点，如译码电路除具有译码功能外，还可实现多输出逻辑函数的电路功能以及作为多路分配电路使用；多路选择器可实现单输出逻辑函数功能电路，还可将并行数据转换为串行输出。

根据什么判断简单电路中的险象存在？ 答：方法如下：

（1）代数法。代数法是通过电路的逻辑表达式来检查电路中是否存在险象的方法。对于n个变量的逻辑表达式L=f(X1,X2?，Xn)，当任选其中n-1个输入变量之值为0或1，使表达式仅为某一单变量X的函数，并可写为L=XX或L=X+X的形式时，可判定险象存在。 （2）卡诺图法。在卡诺图中，某两项所对应的包围圈存在相邻而不相交的关系，则可判断逻辑电路中存在险象。

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中）

1.从电路结构上看，时序电路必须含有 B 。

（a）门电路 （b）存储电路 （c）RC电路 （d）译码电路 2.下面描述同一逻辑电路内、外输入输出逻辑关系的方程中， C 表明该电路为时序逻辑电路。

（a）Z（tn）=F[X(tn),Q(tn)] （b）W(tn)=H[X(tn),Q(tn)] （c）Q(tn+1)=G[W(tn),Q(tn)] （d）Y(tn)=G[X(tn),Q(tn)] 3.时序电路的逻辑功能不能单由 A 来描述。

（a）时钟方程 （b）状态方程 （c）状态转换表 （d）状态转换图

4.每经十个CP脉冲状态循环一次的计数电路，知其有效状态中的最大数为1100，则欠妥的描述是 D 。

（a）模10计数器 （b）计数容量为10 （c）十进制计数器 （d）十二进制计数器

5.欲把36kHz的脉冲信号变为1Hz的脉冲信号，若采用十进制集成计数器，则各级的分频系数为 B 。

（a）（3，6，10，10，10） （b）（4，9，10，10，10） （c）（3，12，10，10，10） （d）（6，3，10，10，10） 6.用集成计数器设计n进制计数器时，不宜采用 D 方法。 （a）置最小数 （b）反馈复位 （c）反馈预置 （d）时钟禁止

7.欲把一脉冲信号延迟8个TCP后输出，宜采用 C 电路。 （a）计数器 （b）分频器 （c）移位寄存器 （d）脉冲发生器 8.欲把并行数据转换成串行数据，可用 C 。

（a）计数器 （b）分频器 （c）移位寄存器 （d）脉冲发生器

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.全同步集成计数器是指除构成计数器的所有触发器公司同一CP源外，其他任何操作都必须借助于 的计数器。

2.用集成计数器实现任意进制时，采用 N进制 控制计数循环的方法实现的电路工作较为可靠。

3.用 异步操作 控制计数循环的方法实现任意进制计数电路时存在瞬态。

4.X进制计数电路中，若所有Q同时输出，则为 功能；若仅由最高位输出，则为 功能。 5. 的计数器称为可逆计数器。

6.首尾相连的n位移位寄存器被称为 寄存器，其工作循环的独立状态数为 。

7.n位移位寄存器最高位Qn-1取非后再反馈到串行数据输入DSR，被称为 寄存器，其工作循环的独立状态数为 。 8.顺序脉冲分配器分为 型和 型。

现有异步十进制加法集成计数器74290，要求

（1）试用74290设计5421码十进制计数器； （2）列出计数器态序表； （3）画出各Q的波形图。

解：本题的目的是让学习者了解74290构成十进制计数器的另一种方法，了解5421BCD码，认识其计数态序表和工作波形图。 （1）只要将外CP送入74290的CP1，而将Q3接到CP0，即可构成5421 BCD计数器，电路逻辑图如图。此时，其输出高低位顺序与前不同，为Q0Q3Q2Q1，如外端子标注Q3Q2Q1Q0。 （2）计数态序表

CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 （3）5421 BCD计数器的波形如图。

试用同步十进制集成计数器74160设计同步六十进制计数器。 解：本题的目的是为了进一步练习用M进制集成计数器增模设计N＞M的任意进制计数器时，级间连接（控制）方式。 （1）N=60=6×10=N2×N；

（2）LD2=Q6Q4CO1，D6D5D4=S0=000，（N1=10，自然完成十进制，无需控制）。 （3）画逻辑图

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中）

1.半导体存储器可分为 a 和 c 两大类。 （a）RAM （b）DRAM （c）ROM （d）EPROM 2.随机存储器可分为 a 和 c 两大类。 （a）SRAM （b）ROM （c）DRAM （d）EPROM

3.小容量RAM内部存储矩阵的字数与外部地址线数n的关系一般为 a 。

（a）2n （b）22n （c）＞22n （d）＜2n

4.采用双地址译码且分时送入行和列地址信号DRAM内部存储矩阵的字数与外部地址线数n的关系一般为 。 （a）2n （b）22n （c）＞22n （d）＜2n

5.用1M×4的DRAM芯片通过 D 扩展可以获得4M×8的存储器。

（a）位 （b）字 （c）复合 （d）位或字 6.27系列EPROM存储的数据是 c 可擦除的。 （a）不 （b）电 （c）紫外线 （d）融断器

7.采用浮栅技术的EPROM中存储的数据是 b 可擦除的。 （a）不 （b）紫外线 （c）电 （d）高压电 8.电可擦除的PROM器件是 b 。

（a）EPROM （b）E2PROM （c）PLA （d）PAL

9.ROM可以用来存储程序、表格和大量固定数据，但它不可以用来实现 B 。

（a）代码转换 （b）逻辑函数 （c）乘法运算 （d）计数器 10.若停电数分钟后恢复供电， C 中的信息能够保持不变。 （a）RAM （b）COMP （c）ROM （d）MUX

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.PLA、PAL和GAL这一类半定制芯片称为 可编程 逻辑器件。 2.PROM实质上是一种可编程逻辑器件，因此可用阵列图来描述它。它的与阵列（地址译码器）是 的，它的或阵列是 的。 3.PAL是一种阵列型的低密度可编程逻辑器件，它的与阵列 是 可编程 的，它的或阵列是 固定 的。

4.GAL与PAL的最大区别是：它的每一个输出端上都有一个 宏单元 。

5.GAL采用 电可擦除CMOS 技术，因此无需紫外线照射即可随时进行修改逻辑。

6.已学过的2种高密度可编程逻辑器件是 PAL 和 GAL 。 7.具有硬件加密功能的高密度可编程逻辑器件是 HDPLD 。 8.基于SRAM结构的高密度可编程逻辑器件是 HDPLD 。 9.一旦断电，就会丢失所有的逻辑功能的高密度可编程逻辑器件是 。

10.现代数字系统设计一般采用 自上而下 的模块化设计方法。

存储容量为512×4、8K×8和256K×1的SRAM各有多少根外部地址线和数据线？

解：本题的目的是搞清RAM存储容量与外地址线和数据线数的关系，常用的方法是先把存储容量改写成2n×m的形式，则对一般较小容量SRAM，地址线数为n、数据线数为m。 本题各RAM外部地址线和数据线数如表所示

RAM 512×4 8K×8 256K×1

DRAM4164有2根片选线（RAS和CAS）、8根地址线和1根数据线。请判断它的存储容量为多少？

解：本题的目的是搞清复用地址线的DRAM存储容量与外地址线和

地址线数（n） 数据线数（m） 9 13 18 4 8 1 数据线数的关系。对一般DRAM，由于存储容量较大，地址线采用复用方式，存储容量与地址线和数据线数的关系为：存储容量=22n×m。

故4164的存储容量=216×1=64K×1。

试提出数字频率计的三种设计方案，比较各种方案的特点。如果用HDPLD来实现，设计方案是最佳吗？简述理由。

答：如果是考虑本课程已经学过的内容，数字频率计的三种设计方案为

（1）以门电路和触发器等小规模集成电路为主的设计方案； （2）以计数器、译码器等中规模集成电路为主的设计方案； （3）以HDPLD、FPGA等高密度可编程逻辑电路为主的设计方案，特点是IC数量少、设计周期短。

比较以上方案，显然用HDPLD来实现的设计方案是最佳。但是如果用数字频率计专用集成电路来设计，方案可能会更好，这显然已超过了本课程的范围。

一.选择填空题（以下每小题后均给出了几个可供选择的答案，请选择其中一个最合适的答案填入空格中）

1.与倒T形电阻网络DAC相比，权电流网络D/A转换器的主要优点是消除了 A 对转换精度的影响。 （a）网络电阻精度 （b）模拟开关导通电阻

（c）电流建立时间 （d）加法器

2.集成D/A转换器不可以用来构成 A 。

（a）加法器 （b）程控放大器 （c）数-模转换 （d）波形发生电路

3.如要将一个最大幅度为5.1V的模拟信号转换为数字信号，要求输入每变化20mV，输出信号的最低位（LSB）发生变化，应选用 B 位ADC。

（a）6 （b）8 （c）10 （d）12

4.如要将一个最大幅度为9.99V的模拟信号转换为数字信号，要求ADC的分辨率小于10mV，最少应选用 C 位ADC。 （a）6 （b）8 （c）10 （d）12

5.若双积分A/D转换器第一次积分时间T1取20ms的整倍数，它便具有 b 的优点。

（a）较高转换精度 （b）极强抗50Hz干扰 （c）较快的转换速度 （d）较高分辨率

6.逐次渐近型A/D转换器转换时间大约在 B 的范围内。 （a）几十纳秒 （b）几十微秒 （c）几十毫秒 （d）几百毫秒 7.双积分A/D转换器转换时间大约在 D 的范围内。

（a）几十纳秒 （b）几十微秒 （c）几百微秒 （d）几十毫秒 8.取样-保持器按一定取样周期把时域上 A 信号变为时域上C 信号。

（a）连续变化的 （b）模拟 （c）离散的 （d）数字

二、填空题（请在空格中填上合适的词语，将题中的论述补充完整） 1.集成DAC常采用两种类型是 电压型 和 电流型 。 2.电压输出型D/A转换器的单位量化电压U△的大小等于输入 时，DAC输出的模拟电压值。

3.DAC的单位量化电压为U△，则它的最大输出电压 。 4.电流输出型的D/A转换器的后面一般要接一个 电路。 5.A/D转换器的最小分辨电压为U△，则它的输出Dn为 【Ui/ U△ 】 ，最大的输入电压UImax为 (2n-1) U△ 。

6.按转换速度，集成ADC可分为 由高到低并行比较型 ， 逐次渐近型

一个8位D/A转换器的最大输出电压为5.10V，它的单位量化电压为多少伏？当输入代码分别为10000000、10001000时，输出电压uo为多少伏？

解：本题的目的是搞清楚D/A转换器最大输出和单位量化电压的关系。DAC的单位量化电压 U△=uomax/(28-1)=0.02V 输入代码为10000000时 uo=D8U△=128×0.02=2.56V 输入代码为10001000时 uo=D8U△=136×0.02=2.72V

和 双积分型 模-数转换器。

如果要对输入二进制数码进行D/A转换，要求输出电压能分辨2.5mV的变化量，最大输出电压要达到10V。试选择D/A转换器的位数n。 解：本题的目的是根据使用要求正确选择D/A转换器。 根据题目要求 2.5mV×（2n-1）≥10V

可以解出n=12，故应选择12位D/A转换器。

双积分型数字电压表是否需要取样-保持电路？请说明理由。 解：双积分型数字电压表不需要取样-保持电路。因为它内部的双积分型A/D转换器每一次A/D转换需要几十到几百毫秒，它测量的是输入电压在A/D转换时间的平均值。双积分型数字电压表一般是用来测量基本不随时间改变的电压。

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