2025年脈沖與數(shù)字電路模擬試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于CMOS門電路的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.輸入高電平典型值為VDDB.靜態(tài)功耗極低C.輸出高電平與VDD無關(guān)D.抗干擾能力優(yōu)于TTL電路2.邏輯函數(shù)F=AB+BC+AC的最小項(xiàng)表達(dá)式為（）。A.Σm(3,5,6,7)B.Σm(1,2,4,7)C.Σm(2,3,5,7)D.Σm(3,4,5,6)3.若主從JK觸發(fā)器的CP脈沖為500kHz方波，且J=K=1，則輸出Q的頻率為（）。A.250kHzB.500kHzC.1MHzD.125kHz4.某4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的初始狀態(tài)為1001，經(jīng)過7個(gè)CP脈沖后，狀態(tài)變?yōu)椋ǎ?。A.0000B.0010C.0011D.01005.用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時(shí)，若觸發(fā)脈沖寬度大于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間，則會(huì)導(dǎo)致（）。A.輸出脈寬變窄B.電路無法正常翻轉(zhuǎn)C.輸出脈寬由觸發(fā)脈沖決定D.暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間延長6.8位D/A轉(zhuǎn)換器的最小分辨電壓為0.02V，當(dāng)輸入二進(jìn)制數(shù)10101010時(shí)，輸出電壓為（）。A.3.4VB.3.6VC.3.8VD.4.0V7.下列電路中，屬于時(shí)序邏輯電路的是（）。A.優(yōu)先編碼器B.數(shù)據(jù)分配器C.移位寄存器D.數(shù)值比較器8.若同步RS觸發(fā)器的R=1、S=0，CP上升沿到來時(shí)，輸出Q的狀態(tài)為（）。A.保持原態(tài)B.置1C.置0D.不確定（約束狀態(tài)）9.用3線-8線譯碼器74HC138和門電路實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A?B+AC，需要連接的輸入線為（）。（設(shè)A為高位，C為低位）A.Y?0、Y?2、Y?5、Y?7B.Y?1、Y?3、Y?4、Y?6C.Y?2、Y?3、Y?5、Y?7D.Y?0、Y?1、Y?6、Y?710.某施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓V_T+=3.5V，負(fù)向閾值電壓V_T-=1.5V，當(dāng)輸入信號(hào)為三角波（0~5V線性變化）時(shí)，輸出信號(hào)的高電平寬度對(duì)應(yīng)輸入電壓范圍是（）。A.1.5V~3.5VB.3.5V~5VC.0~1.5VD.1.5V~5V二、填空題（每空1分，共20分）1.邏輯代數(shù)中，吸收律A+AB=______，冗余律AB+A?C+BC=______。2.TTL門電路的輸入短路電流I_IL是指輸入端接地時(shí)的______電流，其值越大，對(duì)前級(jí)門的______能力要求越高。3.主從JK觸發(fā)器存在______現(xiàn)象，為避免該問題，應(yīng)保證在CP=1期間______。4.4位環(huán)形計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)數(shù)為______，若需要10個(gè)有效狀態(tài)，應(yīng)采用______計(jì)數(shù)器。5.555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器時(shí)，其振蕩頻率主要由______和______決定，占空比可通過調(diào)整______實(shí)現(xiàn)。6.8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為______（設(shè)滿量程電壓為5V），若輸入電壓為3.2V，轉(zhuǎn)換結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)為______。7.同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由______和______共同決定，其分析步驟包括：寫方程、列______、畫______。8.用4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC161構(gòu)成13進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用反饋清零法時(shí)，應(yīng)將狀態(tài)______譯碼后接至______端；采用反饋置數(shù)法時(shí)，若預(yù)置數(shù)為0001，則應(yīng)將狀態(tài)______譯碼后接至______端。三、分析題（共30分）1.（10分）分析圖1所示組合邏輯電路的功能。要求：寫出輸出F1、F2的邏輯表達(dá)式，化簡后列出真值表，說明電路功能。（圖中門電路均為CMOS器件）圖1：輸入A、B、C，經(jīng)與非門G1（輸入A、B）、或非門G2（輸入B、C），G1輸出接非門G3，G2輸出接非門G4；G3和G4輸出接與門G5得F1，G1和G2輸出接或門G6得F2。2.（10分）圖2為同步時(shí)序邏輯電路，其中FF1、FF2為邊沿D觸發(fā)器，CP為時(shí)鐘脈沖，分析其邏輯功能。要求：寫出驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程、輸出方程，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)圖，說明電路類型及特點(diǎn)。圖2：FF1的D1=Q2?，F(xiàn)F2的D2=Q1⊕Q2，輸出Z=Q1Q2。3.（10分）圖3為555定時(shí)器構(gòu)成的應(yīng)用電路，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，C=0.1μF，VCC=12V。（1）判斷電路類型；（2）計(jì)算輸出信號(hào)的周期和占空比；（3）若將R2改為可調(diào)電阻（0~50kΩ），分析占空比的可調(diào)范圍。四、設(shè)計(jì)題（共30分）1.（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)3人表決電路，要求：當(dāng)至少2人同意（輸入A、B、C為1表示同意）時(shí)，輸出F=1（綠燈亮）；若3人全反對(duì)（A=B=C=0），輸出F=2（紅燈亮）；其他情況F=0（無燈亮）。要求用3線-8線譯碼器74HC138和最少的門電路實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。2.（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制電路，要求4盞燈L1~L4按以下規(guī)律循環(huán)：L1亮→L1L2亮→L2L3亮→L3L4亮→L4亮→全滅→重復(fù)（每個(gè)狀態(tài)持續(xù)1秒）?？捎闷骷?55定時(shí)器、4位雙向移位寄存器74HC194、門電路及必要電阻電容。（1）設(shè)計(jì)1Hz時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路（555多諧振蕩器，要求占空比約50%，選R1=R2=10kΩ，計(jì)算電容C）；（2）設(shè)計(jì)移位寄存器的控制邏輯，畫出完整電路圖。答案一、選擇題1.C2.A3.A4.B5.B6.A7.C8.C9.A10.B二、填空題1.A；AB+A?C2.輸入；拉電流驅(qū)動(dòng)3.一次變化；輸入信號(hào)不發(fā)生翻轉(zhuǎn)4.4；扭環(huán)形（約翰遜）5.R1、R2；C；R1、R2的比值6.5V/256≈0.0195V；10100011（近似值）7.輸入信號(hào)；當(dāng)前狀態(tài)；狀態(tài)轉(zhuǎn)換表；狀態(tài)圖8.1101（13）；CLR?；1110（14）；LOAD?三、分析題1.（1）邏輯表達(dá)式：G1輸出=A?B?（與非門），G2輸出=B?C?（或非門）；G3輸出=AB（非門反相），G4輸出=B+C（非門反相）；F1=G3·G4=AB(B+C)=AB（吸收律）；F2=G1+G2=A?B?+B?C?=B?(A?+C?)=B?(AC)?（摩根定律）。（2）真值表：ABC|F1F2000|01001|01010|00011|00100|01101|01110|10111|10（3）功能：F1在A=B=1時(shí)為1（與邏輯）；F2在B=0且A、C不同時(shí)為1時(shí)為1（B=0時(shí)檢測A和C是否全1）。2.（1）驅(qū)動(dòng)方程：D1=Q2?，D2=Q1⊕Q2；（2）狀態(tài)方程（CP上升沿觸發(fā)）：Q1??1=D1=Q2??，Q2??1=D2=Q1?⊕Q2?；（3）輸出方程：Z=Q1Q2；（4）狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：現(xiàn)態(tài)Q2Q1|次態(tài)Q2??1Q1??1|Z00|0⊕0=0,0?=1→01|001|0⊕1=1,1?=0→10|010|1⊕0=1,0?=1→11|011|1⊕1=0,1?=0→00|1（5）狀態(tài)圖：00→01→10→11→00（循環(huán)）；（6）功能：4狀態(tài)同步計(jì)數(shù)器，Z在狀態(tài)11時(shí)輸出1個(gè)脈沖，為模4計(jì)數(shù)器，自啟動(dòng)（無無效狀態(tài)）。3.（1）電路類型：多諧振蕩器（無穩(wěn)態(tài)電路）；（2）周期T≈0.7(R1+2R2)C=0.7×(10k+2×20k)×0.1μF=0.7×50k×0.1μ=3.5ms；占空比q=(R1+R2)/(R1+2R2)=(30k)/(50k)=60%；（3）R2可調(diào)時(shí)，占空比q=(R1+R2)/(R1+2R2)；當(dāng)R2→0時(shí)，q≈10k/(10k)=100%（不可行，因R2=0時(shí)電容無法放電）；當(dāng)R2→50k時(shí)，q=(10k+50k)/(10k+100k)=60/110≈54.5%。實(shí)際可調(diào)范圍約50%~90%（需保證R2≥小電阻避免短路）。四、設(shè)計(jì)題1.（1）功能分析：F=1（綠燈）：AB+AC+BC（至少2個(gè)1）；F=2（紅燈）：A?B?C?（全0）；其他情況F=0（A?B?C、A?BC?、AB?C?）。（2）74HC138輸出Y?0~Y?7對(duì)應(yīng)輸入A?B?C?~ABC（A為高位）。F1（綠燈）=AB+AC+BC=Σm(3,5,6,7)=Y?3·Y?5·Y?6·Y?7?（與非門實(shí)現(xiàn)）；F2（紅燈）=A?B?C?=Y?0；（3）邏輯圖：74HC138的A2=A，A1=B，A0=C；Y?3、Y?5、Y?6、Y?7接與非門輸入，輸出為F1；Y?0接非門輸出F2（紅燈），F(xiàn)1接綠燈。2.（1）555多諧振蕩器（占空比50%需R1=R2）：周期T=1s=0.7(R1+2R2)C（但占空比50%時(shí)需R1=R2，此時(shí)T=0.7×3R1×C）；因R1=R2=10kΩ，T=0.7×3×10k×C=21k×C=1s→C≈1s/(21k)≈47.6μF（取47μF）。（2）74HC194控制：初始狀態(tài)設(shè)為S1S0=10（右移），并行輸入D3D2D1D0=0001（L1亮）；狀態(tài)轉(zhuǎn)換：0001（L1）→右移→0010（L1L2）→右移→0100（L2L3）→右移→1000（L3L4