华工06-07数电实验D卷

诚信应考, 考试作弊将带来严重后果! 华南理工大学2006-2007(下)期末考试 《数字电子技术实验》试卷 (D 卷)参考答案 注意事项:1. 考前请将密封线内填写清楚; 2. 所有答案请直接答在试卷上; 3.考试形式:闭卷;

一、判断题:请在你认为陈述正确的题目前圆括号内打“√”认为错误的打“×”(每题 1 分,共 10 分) 1. (× )数字信号的逻辑0的电平为0伏。 2. (× )TTL 与非门的输出端可直接接地。 3. (× )寄存器、计数器都属于组合电路;编码器、译码器属于时序电路。 4. (× )单稳态触发器无需外加触发脉冲就能产生周期性脉冲信号。 5. (× )Electronic Workbench可以实现电路硬件功能。 6. (× )触发器有电平触发和边沿触发方式,触发器的输出状态由触发方式决定。 7. (√ )二进制计数器既可实现计数也可用于分频。 8. (√)三态输出门的输出端在总线上可以并联使用。 9. (× )用数字示波器测量频率为20Hz 的方波信号,耦合方式设为交流时,显示的波形不会失真,只是测得的电压参数发生变化。 10. (√ )数字示波器TDS-2002两通道共用一个时基,用光标功能测量两路信号时间差时,可将任意一路信号设为信源。 二、选择题:下列各题目中,每题有A 、B 、C 、D 四个被选答案,其中只有一个答案是最佳的,请把最佳答案前的代号填入该题后的圆括号内(每题 2分,共 10 分) 1. 肖特基TTL 门电路如下图所示,引入肖特基三极管的主要目的是改进电路性能,下面错误说法是(C )。 (A).减少三极管饱和程度;(B ). 提高门电路的开关速度; 《数字电子技术实验》试卷 第 1 页 共 5 页

(C ). 增加三极管饱和深度,使电路工作稳定;(D )减少饱和深度,达到抗饱和目的。

2. TTL和CMOS 集成芯片最大的工作电压范围是_________伏。(A )

(A )4.5~5.5和3~18;(B )3~5.和4~18;(C )4.5~5.5和5~36;(D )3.5~5.5和3~12。

3. 在何种输入的条件下,“与非”运算的结果是逻辑0(D )

(A ) 输入都是0;(B )任一输入为0;(C )仅一输入为0;(D )全部输入是1。

4. 下列各函数相等,其中无冒险现象的函数式有(D )。

5. 根据集成电路功能可以将集成电路分为三类,下面不完成符合此分类法的电路是( B )

(A) 数字集成电路;(B) 定时集成电路;(C ) 模拟集成电路;(D ) 数模混合集成电路。

三、解答下列问题(共 20 分)

1.、在用两通道示波器测量某系统波形时,如果操作正确,测得其波形如下,请说明其正确的操作过程。(6分)

答:(1)选择d 路信号作为同步信号,接入示波器其中一个通道,设为CH1;(2分)

(2)示波器的触发信号源选择CH1,并调节触发电平和扫描速度旋钮,使其稳定显示和适合观察测量;(2分)

(3)d 路信号在整个观察测量过程中一直与CH1保持连接,并不能调节触发电平和扫描速度等旋钮,其它信号用CH2通道观察测量。(2分)

2.在观察和测量一个CMOS 非门电路的传输特性曲线时,芯片的工作电源为单电源6V ,示波器在Y-T 状态下观察到输入端的波形如下图,示波器的Y 轴灵敏度指示值为0.5V/格,水平T 轴为0.2ms/格,如果示波器调为X-Y 格式,连接及其他条件都正常,能否显示其完整的传输特性曲线,请说明理由。(7分)

答:不能。(2分)

因为从图中可以看出,锯齿波的幅度是1.25V ,而CMOS 非门电路的门槛电平V T 的理论值约为V DD /2,即约3V ,锯齿波的幅度远远小于V T 的理论值,所以不能完整地显示其传输特性曲线,只能显示一段高电平直线。(5分)

3.用集成电路芯片555构成的多谐振荡器时,电路如下图,电容C1起什么作用?如果第5脚不接电容,改接某合适的电位,对电路的工作会产生什么影响?(7分)

《数字电子技术实验》试卷 第 2 页 共 5 页

答:电容C1的起抗干扰的作用。(3分)

如果第5脚不接电容,改接某合适的电位,会使电路的阀值电平改变,从而使电路的充、放电的电平改变,时间也就改变。(4分)

四、实验设计(60分)

1、 用两个JK 触发器74LS73设计两个D 触发器,然后用该D 触发器设计一个两位的二进

制同步计数器,该计数器的输出为Q1、Q2,Q1为低位,Q2为高位,当Q2、 Q1同时为高电平时,电路输出端Z 为0,其它状态则输出端Z 为1,电路框图如下,请你设计该电路。

2、要求:

(1)根据题目要求写出D 触发器和二进制同步计数器详细的设计过程;

(2)设计的电路最简单,即使用的器件最少;

(3)用实验的方法验证你所设计的电路的正确性,即两位二进制计数器输入端clk 为1KH Z 时,用逻辑分析仪观察并把clk 、Q1、Q2、Z 端的波形描绘在试卷上,同时举手由监考老师确认方能拆除实验电路,否则操作分得0分;

3、可选器件及仪器包括:双 J-K 触发器74LS73两片、四2输入与非门74LS00两片;四2输入与非门CD4011一片、四2输入或非门74LS02一片、四2输入或门74LS32一片、异或门74LS86一片、集成计数器74LS161一片、555时基电路一片;100K 、10K 、1K 电位器各一个;12K 、3.3K 、6.6K 电阻各一个;0.1uF 、0.047uF 、0.01uF 电容各一片;1KHz 方波信号源一个,+5V直流稳压电源,万用表,TDS-2002数字示波器,虚拟仪器DSO2516A 等。

4、评分标准

(1)写出完整的设计过程(35分)

(2)画出符合要求的实验原理图(5分)

(3)成功完成实验操作并且结果(波形)正确(15分,如果是仿真只得10分)

(4)描绘波形和波形分析(5分)

5、部分集成电路芯片的管脚排列图

《数字电子技术实验》试卷 第 3 页 共 5 页

解:(1)D 触发器的设计(10分)

JK 触发器的特征方程为:Q

D 触发器的特征方程为:Q n +1=JQ n +kQ n n +1=D =D (Q n +Q n ) =DQ n +DQ n 由上述两式可的JK 触发器的驱动方程为J=D,K =D

故有JK 触发器构成的D 触发器原理图如下:

(2)两位的二进制同步计数器和该计数器输出电路的设计(25分) 两位二进制同步计数器的状态转换图和卡诺图为

由上可得Q1、Q2的卡诺图为

由上可得Q1、Q2的状态方程如下

Q n +1

1

n +1

2=Q 1n Q =Q n 2Q n 1+Q n 2Q n 1=Q ⊕Q 21n n

《数字电子技术实验》试卷 第 4 页 共 5 页

D 触发器的特征方程为:

由上述三式可以得到: Q n +1=D

D 1=Q ,D 2=Q ⊕Q 1n n 2n 1

输出电路的真值表为

2由上表可得Z =Q Q 1

(3)实验原理图如下(5分)

(4)通过实验,得到该电路的波形图如下(5分)

经分析,该波形图符合设计要求。

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