数电3 - 答案

试 卷 答 案

宁波大学 2011 / 2012 学年 第 一 学期考试卷（B）

课号： 101G03H 课名： 数字电子技术

一、简答题（共30分）

1、将二进制数 (11.001)2转换为等值的十六进制数。（3分） 答：(11.001)2=(3.2)16 （3分）

2、将函数式Y?LM?MN?NL化为最小项之和的形式。（3分） 答：

Y=LM+MN+NL????LMN+LMN+LMN+LMN+LMN+LMN（3分）

3、试分析图示CMOS逻辑门电路，写出Y的逻辑表达式。（3分）

答：Y=A+B=AB（3分）

4、CPLD与FPGA中，哪种断电后配置数据丢失？哪种采用查找表结构？哪种

具有加密性？（3分）

答： FPGA断电后，器件中的配置数据自动丢失

FPGA采用基于SRAM工艺的查表结构 CPLD具有加密性能，而FPGA不可加密 （每点1分）

5、下图是一个数模转换器（DAC），它的转换误差主要有比例系数误差、漂移误

差、非线性误差。试说明这三类转换误差的产生原因。（3分）

答：①比例系数误差：主要是由基准电压VREF和运算放大器增益不稳定造成的 ②漂移误差：漂移误差是由运算放大器的零点漂移造成的；

③非线性误差：模拟开关的导通内阻、导通压降不等于零，电阻阻值偏差引起。（每点1分）

6、在CMOS电路中有时采用下图所示的扩展功能用法，写出Y的逻辑式。已知

电源电压VDD?10V，二极管的正向导通压降为0.7V。（5分）

VDDRBACDF≥1YE≥1

答：Y?A?B?C?D?E?F （5分）

7、下图是74161芯片接成的计数器。请说出下图是多少进制计数器，并画出状

态图。（5分）

答：图示电路为十进制计数器（2分），根据74161功能表知，电路采用同步置数，其电路状态转换图为：

0110011110001111CP↑111010011010110111001011（3分）

8、画出下图电路在一系列CP信号作用下Q1 ,Q2, Q3端输出的波形。触发器均为

边沿触发结构， Q1 ,Q2, Q3的初始状态均为0。（5分）

答：电路输出波形为：

CPtQ1tQ2tQ3t（5分）

二、分析计算题（共70分）

1、用卡诺图把式Y?AB?AC?BC化简为最简与或式，然后用与非门实现，最后

画出逻辑电路图。（10分）

解：化简的卡诺图为：

ABC00011110011001011C用与非门实现的逻辑电路为：

AB?AC?AB?AC（2分）

ABY=AB+AC0（3分）

（2分）

利用卡诺图化简的最简与或式为：Y=AB+AC+BC =AB?AC （3分）

2、分析下图的时序电路，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电

路的状态转换图，说出电路实现的功能。A为输入逻辑变量。（10分）

A&Cl1D&&1DClQ2&YFF1CPQ1FF2

解：根据时序电路图有：

?D1?AQ2?①电路的驱动方程：?（2分）

Q1Q2?A?(Q1?Q2)??D2?A?n?1??Q1?AQ2②电路的状态方程：? （2分） n?1??Q2?A?(Q1?Q2)③电路的输出方程：

Y?AQ2Q1 （1分）

④电路的状态转换图为：

0/00/01/0000/0010/01/0Q2Q1A/Y101/11/011 （3分）

电路功能：根据电路的状态转换图可知，该电路为串行数据检测电路，当检测到1000时输出Y=1（2分）

3、用PROM产生一组多输出逻辑函数：F0?AB?AB，F1?A?B?A，F2?AB?A，

（10F3?A。试在下图中画出地址译码点阵图和数据点阵图。

分）

解：根据题意，设A1=A，A0=B，F0、F1、F2、 F3分别对应于图中的Y0、Y1、Y2、Y3，则

画出的地址译码点阵（红色点）和数据点阵（蓝色点）如图示：

（红色点阵正确5分，蓝色点阵正确5分）

4、下图是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路。CMOS电路的电源电

压为5V，阈值电压为2.5V。分析它的转换电平VT?、VT?与控制电压VCO的关系。

R2ViVcoR1R21G11G2V0

解：设反相器G1输入端的电压为V?，跨接在G1和G2两端的电阻记为R3，由叠加定理有：

V??ViR2//R3R1//R3R1//R2 （2分） ?VCO?VoR1?R2//R3R3?R1//R2R2?R1//R31）、在Vi升高过程中Vo=0，当使V?=VTH时，Vi=VT?，此时可得：

VTH?VT?R2//R3R1//R2 （2分） ?VCOR1?R2//R3R3?R1//R2∴ VT???VTH?VCO???R1R1?R1R1//R2?R1?R2//R3 ?VTH?1????VCO（2分）?R3?R1//R2?R2//R3?R3R2?R32）、在Vi下降过程中Vo=VDD，当Vi下降至使V?=VTH时，Vi=VT?，这时有：

VTH?VT?R2//R3R1//R3R1//R2 （2分） ?VCO?VDDR1?R2//R3R3?R1//R2R2?R1//R3?R1//R3?R1?R2//R3R1//R2VT???VTH?VCO?VDD?R?R//RR?R//R312213??R2//R3∴ （2分）

?RR?R?VTH?1?1?1??1VCO?R3R2?R35、用D触发器和与非门设计一个串行数据检测器。对它的要求是：当检测到1000

时输出为1，其它输入情况输出为0.要求画出状态转换图、卡诺图，写出驱动方程和输出方程。（10分）

解：设A为串行数据输入；Y为检测结果输出；

状态分配：状态S0表示检测到1个或1个以上1；状态S1表示检测到1个0；状态S2表示连续检测到2个0；状态S3表示连续检测到3个或3个以上0。电路共有四个状态，故可知需要两个触发器，且规定初始状态为S0。根据状态分配可以画出电路的状态转换图为：

1/01/0S01/1S30/00/01/00/0S10/0S2SiA/Y1/01/0001/1110/00/01/00/0010/010Q1Q0A/Y （3分）

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