数字电路与逻辑设计试卷有答案要点.doc

数字电路与逻辑设计（A卷）

班级 学号 姓名 成绩

一．单项选择题（每题1分，共10分）
1．表示任意两位无符号十进制数需要（ ）二进制数。
A．6 B．7 C．8 D．9
2．余3码10001000对应的2421码为（ ）。
A．01010101 B.10000101 C.10111011 D.11101011
3．补码1．1000的真值是（ ）。
A． +1.0111 B. -1.0111 C. -0.1001 D. -0. 1000
4．标准或-与式是由（ ）构成的逻辑表达式。
A．与项相或 B. 最小项相或 C. 最大项相与 D.或项相与
5.根据反演规则，的反函数为（ ）。
A. B.
C. D.
6．下列四种类型的逻辑门中，可以用（ ）实现三种基本运算。
A. 与门 B. 或门
C. 非门 D. 与非门
7． 将D触发器改造成T触发器，图1所示电路中的虚线框内应是（ ）。

图1
A. 或非门 B. 与非门 C. 异或门 D. 同或门

8．实现两个四位二进制数相乘的组合电路，应有（ ）个输出函数。
A． 8 B. 9 C. 10 D. 11
9．要使JK触发器在时钟作用下的次态与现态相反，JK端取值应为（ ）。
A．JK=00 B. JK=01 C. JK=10 D. JK=11
10．设计一个四位二进制码的奇偶位发生器（假定采用偶检验码），需要（ ）个异或门。
A．2 B. 3 C. 4 D. 5

二．判断题（判断各题正误，正确的在括号内记“∨”,错误的在括号内记“×”,并在划线处改正。每题2分，共10分）
1．原码和补码均可实现将减法运算转化为加法运算。 （ ）
2．逻辑函数则。 （ ）
3．化简完全确定状态表时，最大等效类的数目即最简状态表中的状态数目。（ ）
4．并行加法器采用先行进位（并行进位）的目的是简化电路结构。 （ ）
5. 图2所示是一个具有两条反馈回路的电平异步时序逻辑电路。 ( )

图2
三．多项选择题(从各题的四个备选答案中选出两个或两个以上正确答案，并将其代号填写在题后的括号内，每题2分，共10分)
1．小数“0”的反码形式有（ ）。
A．0．0……0 ； B．1．0……0 ；
C．0．1……1 ； D．1．1……1
2．逻辑函数F=A⊕B和G=A⊙B满足关系（ ）。
A. B. C. D.
3． 若逻辑函数则F和G相“与”的结果是（ ）。
A． B． 1 C． D．
4．设两输入或非门的输入为x和y，输出为z ，当z为低电平时，有（ ）。
A．x和y同为高电平 ； B． x为高电平，y为低电平 ；
C．x为低电平，y为高电平 ； D． x和y同为低电平.
5．组合逻辑电路的输出与输入的关系可用（ ）描述。
A．真值表 B. 流程表
C．逻辑表达式 D. 状态图

四． 函数化简题（10分）
1．用代数法求函数 的最简“与-或”表达式。（4分）

2．用卡诺图化简逻辑函数
F(A，B，C，D)＝∑m(2，3，9，11，12)+∑d(5，6，7，8， 10，13)
求出最简“与-或”表达式和最简“或-与”表达式。（6分）

五．设计一个将一位十进制数的余3码转换成二进制数的组合电路，电路框图如图3所示。（15分）

图3
要求：
1．填写表1所示真值表；
表1
ABCD
WXYZ
ABCD
WXYZ
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111

1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111

2．利用图4所示卡诺图，求出输出函数最简与-或表达式；

图4
3．画出用PLA实现给定功能的阵列逻辑图。

4．若采用PROM实现给定功能,要求PROM的容量为多大？

六、分析与设计（15分）
某同步时序逻辑电路如图5所示。

图5
(1) 写出该电路激励函数和输出函数；

(2) 填写表2所示次态真值表；
表2
输入
X
现态
Q2 Q1
激励函数
J2 K2 J1 K1
次态
Q2(n+1)Q1(n+1)
输出
Z

(3) 填写表3所示电路状态表；
表3
现态
次态 Q 2 (n+1) Q 1(n+1)
输出
Q 2 Q 1
X=0
X=1
Z
00

01

10

11

（4）设各触发器的初态均为0，试画出图6中Q1、Q2和Z的输出波形。

图6
（5）改用T触发器作为存储元件，填写图7中激励函数T2、T1卡诺图，求出最简表达式。

图7

图8

七．分析与设计（15分）
某电平异步时序逻辑电路的结构框图
如图8所示。图中：

要求：
1．根据给出的激励函数和输出函数表达式，填写表4所示流程表；

表4
二次状态
y2 y1
激励状态Y2Y1/输出Z
x2x1=00
x2x1=01
x2x1=11
x2x1=10
0 0

0 1

1 1

1 0

2. 判断以下结论是否正确，并说明理由。
① 该电路中存在非临界竞争；

② 该电路中存在临界竞争；

3．将所得流程表4中的00和01互换，填写出新的流程表5，试问新流程表对应的电路是否存在非临界竞争或临界竞争？
表5
二次状态
y2 y1
激励状态Y2Y1/输出Z
x2x1=00
x2x1=01
x2x1=11
x2x1=10
0 0

0 1

1 1

1 0

八．分析与设计（15分）
某组合逻辑电路的芯片引脚图如图9 所示。

图9
1．分析图9 所示电路，写出输出函数F1、F2的逻辑表达式，并说明该电路功能。

2．假定用四路数据选择器实现图9 所示电路的逻辑功能，请确定图10所示逻辑电路中各数据输入端的值，完善逻辑电路。

图10
3．假定用EPROM实现图9 所示电路的逻辑功能，请画出阵列逻辑图。

《数字电路与逻辑设计》试卷A参考答案
一．单项选择题（每题1分，共10分）
1．B ； 2．C ； 3．D ； 4．B ； 5. A ；
6．D ； 7．D ； 8．A ； 9．D ； 10．B 。
二．判断题（判断各题正误，正确的在括号内记“∨”,错误的在括号内记“×”,并在划线处改正。每题2分，共10分）
1．反码和补码均可实现将减法运算转化为加法运算。 （×）
2．逻辑函数则。 （×）
3．化简完全确定状态表时，最大等效类的数目即最简状态表中的状态数目。（∨）
4．并行加法器采用先行进位（并行进位）的目的是提高运算速度。（×）
5. 图2所示是一个具有一条反馈回路的电平异步时序逻辑电路。 (×)

三．多项选择题(从各题的四个备选答案中选出两个或两个以上正确答案，并将其代号填写在题后的括号内，每题2分，共10分)
1．AD； 2．ABD； 3．AC； 4．ABC； 5．AC 。
四． 函数化简题（10分）
1．代数化简（4分）

2．卡诺图化简（共6分）

最简“与-或”表达式为： （3分）
最简“或-与”表达式为： （3分）
五．设计（共15分）

1．填写表1所示真值表；（4分）
表1 真值表
ABCD
WXYZ
ABCD
WXYZ
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
dddd
dddd
dddd
0000
0001
0010
0011
0100
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
0101
0110
0111
1000
1001
dddd
dddd
dddd

2．利用卡诺图，求出输出函数最简与-或表达式如下：（4分）

3．画出用PLA实现给定功能的阵列逻辑图如下：（5分）

4．若采用PROM实现给定功能,要求PROM的容量为：（2分）

六、分析与设计（15分）
（1） 写出该电路激励函数和输出函数；（3分）

（2） 填写次态真值表；（3分）
输入
X
现态
Q2 Q1
激励函数
J2 K2 J1 K1
次态
Q2(n+1)Q1(n+1)
输出
Z
0
0
0
0
1
1
1
1
00
01
10
11
00
01
10
11
0 1 0 1
1 0 0 1
0 1 0 1
1 0 0 1
0 1 1 0
1 0 1 0
0 1 1 0
1 0 1 0
0 0
1 0
0 0
1 0
0 1
1 1
0 1
1 1
0
1
0
0
0
1
0
0

（3）填写如下所示电路状态表；（3分）
现态
次态 Q 2 (n+1) Q 1(n+1)
输出
Q 2 Q 1
X=0
X=1
Z
00
00
01
0
01
10
11
1
10
00
01
0
11
10
11
0

（4）设各触发器的初态均为0，根据给定波形画出Q1、Q2和Z的输出波形。（3分）

（5）改用T触发器作为存储元件，填写激励函数T2、T1卡诺图，求出最简表达式。（3分）

最简表达式为：

七．分析与设计（15分）
1．根据给出的激励函数和输出函数表达式，填流程表； （5分）
二次状态
y2 y1
激励状态Y2Y1/输出Z
x2x1=00
x2x1=01
x2x1=11
x2x1=10
0 0
00/0
00/0
01/0
00/0
0 1
00/0
00/0
01/0
10/0
1 1
11/0
00/0
11/1
10/0
1 0
11/0
01/0
11/1
10/0

2. 判断以下结论是否正确，并说明理由。（6分）
① 该电路中存在非临界竞争；
正确。因为处在稳定总态（00，11），输入由00变为01或者处在稳定总态（11，11），输入由11变为01时，均引起两个状态变量同时改变，会发生反馈回路间的竞争，但由于所到达的列只有一个稳定总态，所以属于非临界竞争。
② 该电路中存在临界竞争；
正确。因为处在稳定总态（11，01），输入由11变为10时，引起两个状态变量同时改变，会发生反馈回路间的竞争，且由于所到达的列有两个稳定总态，所以属于非临界竞争。
3．将所得流程表3中的00和01互换，填写出新的流程表，试问新流程表对应的电路是否存在非临界竞争或临界竞争？（4分）
新的流程表如下：
二次状态
y2 y1
激励状态Y2Y1/输出Z
x2x1=00
x2x1=01
x2x1=11
x2x1=10
0 0
01/0
01/0
00/0
10/0
0 1
01/0
01/0
00/0
01/0
1 1
11/0
01/0
11/1
10/0
1 0
11/0
00/0
11/1
10/0

新流程表对应的电路不存在非临界竞争或临界竞争。

八．分析与设计（15分）
1．写出电路输出函数F1、F2的逻辑表达式，并说明该电路功能。（4分）

该电路实现全减器的功能功能。（1分）

2．假定用四路数据选择器实现该电路的逻辑功能，请确定给定逻辑电路中各数据输入端的值，完善逻辑电路。（5分）

3．假定用EPROM实现原电路的逻辑功能，可画出阵列逻辑图如下：（5分）