數(shù)字電子技術(shù)- 下a卷

華南理工大學(xué)20062007（下）期末考試數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)試卷（A卷）參考答案注意事項(xiàng)1考前請(qǐng)將密封線內(nèi)填寫(xiě)清楚；2所有答案請(qǐng)直接答在試卷上；3考試形式閉卷；4本試卷共三大題，滿分100分，考試時(shí)間120分鐘。題號(hào)一二三四總分得分評(píng)卷人一、判斷題請(qǐng)?jiān)谀阏J(rèn)為陳述正確的題目前圓括號(hào)內(nèi)打“”認(rèn)為錯(cuò)誤的打“”（每題1分，共10分）1（）CMOS電路比TTL電路功耗大。2（）DSO25216邏輯分析儀功能可以準(zhǔn)確測(cè)量正弦波的電壓參數(shù)。3（）寄存器、計(jì)數(shù)器都屬于組合電路；編碼器、譯碼器屬于時(shí)序電路。4（）多諧振蕩器無(wú)需外加觸發(fā)脈沖就能產(chǎn)生周期性脈沖信號(hào)。5（）虛擬儀器DSO25216是示波器、邏輯分析儀、頻率計(jì)和失真度測(cè)試儀四合一儀器。6（）數(shù)字示波器TDS2002垂直靈敏度的粗調(diào)和細(xì)調(diào)的選項(xiàng)在觸發(fā)菜單下。7（）10進(jìn)制計(jì)數(shù)器既可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)也可用于分頻。8（）同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比異步計(jì)數(shù)器快。9（）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度與電路恢復(fù)周期之和大于觸發(fā)信號(hào)周期，其輸出恒為高電平。10（）數(shù)碼管有共陽(yáng)和共陰兩種，選用要根據(jù)譯碼器的類型而定。二、選擇題下列各題目中，每題有A、B、C、D四個(gè)被選答案，其中只有一個(gè)答案是最佳的，請(qǐng)把最佳答案前的代號(hào)填入該題后的圓括號(hào)內(nèi)（每題2分，共10分）1在何種輸入的條件下，“與非”運(yùn)算的結(jié)果是邏輯0（D）輸入都是0；（B）任一輸入為0；（C）僅一輸入為0；（D）全部輸入是1。2TTL和CMOS集成芯片最大的工作電壓范圍是_伏。（A）（A）4555和318；（B）35和418；（C）4555和536；（D）3555和312。3數(shù)字信號(hào)的邏輯0的電位值是（B）（A）0伏；（B）由具體電路而定，但應(yīng)該小于噪聲容限的最小值；（C）04伏（D）03伏4某系統(tǒng)的工作波形如下，要求用兩通道示波器觀察和測(cè)量時(shí)，測(cè)得波形正確，應(yīng)該選擇哪路信號(hào)作為同步信號(hào)效果較好（C）（A）A路；（B）B路；（C）C路；（D）D路。姓名學(xué)號(hào)學(xué)院專業(yè)座位號(hào)密封線內(nèi)不答題密封線線5在下列邏輯電路中，不是組合邏輯電路的有（D）。（A）譯碼器；（B）編碼器；（C）全加器；（D）寄存器。三、解答下列問(wèn)題（共20分）1用TDS2002數(shù)字示波器測(cè)量一路波形，被測(cè)信號(hào)由CH2輸入，若按AUTOSET鍵未能使被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定顯示，該如何進(jìn)行調(diào)節(jié)（6分）答調(diào)節(jié)方法如下（1）打開(kāi)觸發(fā)菜單，觸發(fā)信號(hào)源選擇CH2；（3分）（2）調(diào)節(jié)觸發(fā)電平和掃描速度，使其達(dá)到合適值。（3分）2TTL門能否實(shí)現(xiàn)線與邏輯為什么普通結(jié)構(gòu)CMOS門、OC門中哪種可以實(shí)現(xiàn)線與邏輯（7分）答（1）不能。因?yàn)槠胀ńY(jié)構(gòu)的TTL邏輯門的輸出端都不允許并聯(lián)使用，因?yàn)橛赏评捷敵鼋Y(jié)構(gòu)可以知道，如果并聯(lián)使用的邏輯門不同時(shí)為高或低電平時(shí)，低電平的門輸出阻抗很小，幾乎對(duì)地短路，輸出高電平的門的輸出電流就會(huì)很大，可能導(dǎo)致門電路損壞。（4分）（2）普通結(jié)構(gòu)CMOS門、OC門中OC可以實(shí)現(xiàn)線與邏輯。（3分）3同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器有何區(qū)別（7分）答（1）同步計(jì)數(shù)器內(nèi)部的觸發(fā)器擁有同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，在時(shí)鐘的作用下各觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)；異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部的觸發(fā)器沒(méi)有共同的時(shí)鐘信號(hào)；（3分）（2）相同條件下同步計(jì)數(shù)器比異步計(jì)數(shù)器工作速度高；（2分）（3）同步計(jì)數(shù)器比異步計(jì)數(shù)器不容易出現(xiàn)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。（2分）四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（60分）1、設(shè)計(jì)題目用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)6進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，輸出3位2進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1按以下規(guī)律變化000010100101110011設(shè)計(jì)一個(gè)頻率為250HZ的脈沖源作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。2、要求（1）根據(jù)題目要求寫(xiě)出詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程；（2）設(shè)計(jì)的電路最簡(jiǎn)單，即使用的器件最少；（3）用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證你所設(shè)計(jì)的電路的正確性，即第一，用示波器測(cè)量脈沖源輸出信號(hào)的實(shí)際頻率；第二，用脈沖源輸出作為計(jì)數(shù)器輸入，用邏輯分析儀觀察并把脈沖源輸出端和計(jì)數(shù)器三個(gè)輸出端的波形描繪在試卷上，同時(shí)舉手由監(jiān)考老師確認(rèn)方能拆除實(shí)驗(yàn)電路，否則操作分得0分；3、提示（1）設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器時(shí)，可以利用無(wú)關(guān)項(xiàng)使電路的化簡(jiǎn)簡(jiǎn)單化，使用器件少，如Q2、Q3的狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖4、可選器件及儀器包括雙JK觸發(fā)器74LS73兩片、四2輸入與非門74LS00兩片；四2輸入與非門CD4011一片、四2輸入或非門74LS02一片、四2輸入或門74LS32一片、異或門74LS86一片、集成計(jì)數(shù)器74LS161一片、555時(shí)基電路一片；100K、10K、1K電位器各一個(gè)；12K、33K、68K電阻各一個(gè)；01UF、0047UF、001UF電容各一片；1KHZ方波信號(hào)源一個(gè)，5V直流穩(wěn)壓電源，萬(wàn)用表，TDS2002數(shù)字示波器，虛擬儀器DSO2516A等。5、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（1）計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)方程的完整理論推導(dǎo)（25分）（2）脈沖信號(hào)源的設(shè)計(jì)（5分）（3）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（計(jì)數(shù)器、脈沖信號(hào)源各5分）（10分）（4）成功完成實(shí)驗(yàn)操作并且結(jié)果（波形）正確（15分，如果是仿真只得10分）（5）描繪波形和波形分析（5分）6部分集成電路芯片的管腳排列圖解計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)（1）Q3、Q2、Q1的狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖為（10分）Q1的狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖為（5分）1321321321NNNNNNQQAAJK觸發(fā)器的特征方程為1JK由上面兩式解得，132N姓名學(xué)號(hào)學(xué)院專業(yè)座位號(hào)密封線內(nèi)不答題密封線線Q2的狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖為（5分）1231212312312NNNNNNNQQAAA解得23131,NNJKAQ3的狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖為（5分）13323NNNQA解得1,JK（2）根據(jù)JK觸發(fā)的驅(qū)動(dòng)方程可以畫(huà)得計(jì)數(shù)器的原理圖如下（5分）脈沖信號(hào)源的設(shè)計(jì)根據(jù)要求脈沖信號(hào)源可以用555集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)用其它電路芯片省略，