2025年數(shù)字電子技術(shù)模擬試題（含答案）一、單項選擇題（每小題2分，共20分）1.邏輯函數(shù)\(F=\overline{A}BC+A\overline{B}C+AB\overline{C}+ABC\)的最簡與或表達式為（）A.\(F=AB+AC+BC\)B.\(F=A+B+C\)C.\(F=ABC\)D.\(F=AB+AC\)2.以下關(guān)于CMOS門電路的描述中，錯誤的是（）A.輸入阻抗高，靜態(tài)功耗低B.電源電壓范圍寬（3V~18V）C.輸出高電平約等于電源電壓\(V_{DD}\)D.輸入低電平允許范圍小于TTL電路3.已知JK觸發(fā)器的時鐘信號CP和J、K端波形如圖1所示（設(shè)初始狀態(tài)Q=0），則Q端的輸出波形應(yīng)為（）（圖1：CP為連續(xù)方波，J始終為1，K在第2個CP下降沿后變?yōu)?）A.0→1→1→0→1B.0→1→1→1→1C.0→0→1→1→0D.0→1→0→1→04.某4位二進制加法計數(shù)器的初始狀態(tài)為1001，經(jīng)過3個CP脈沖后，狀態(tài)變?yōu)椋ǎ〢.1010B.1011C.1100D.11015.若要將555定時器連接成施密特觸發(fā)器，需將（）A.TH和TR端短接作為輸入B.TH端接輸入，TR端接地C.TR端接輸入，TH端接\(V_{CC}\)D.TH和TR端分別接不同輸入6.用3線-8線譯碼器74LS138和輔助門電路實現(xiàn)邏輯函數(shù)\(F=\overline{A}B+A\overline{C}\)，需要連接的最小項是（）A.\(\overline{Y_2}\cdot\overline{Y_5}\cdot\overline{Y_6}\)B.\(Y_2+Y_5+Y_6\)C.\(\overline{Y_2+Y_5+Y_6}\)D.\(Y_1+Y_3+Y_4\)7.以下關(guān)于D/A轉(zhuǎn)換器（DAC）的描述中，正確的是（）A.分辨率僅取決于位數(shù)，與參考電壓無關(guān)B.轉(zhuǎn)換精度由分辨率和非線性誤差共同決定C.建立時間是指輸入數(shù)字量變化到輸出穩(wěn)定的時間D.8位DAC的分辨率為\(\frac{1}{2^8}\)8.同步時序邏輯電路與異步時序邏輯電路的根本區(qū)別是（）A.同步電路有統(tǒng)一時鐘，異步電路沒有B.同步電路所有觸發(fā)器狀態(tài)同時更新，異步電路不同時C.同步電路使用JK觸發(fā)器，異步電路使用D觸發(fā)器D.同步電路結(jié)構(gòu)更復(fù)雜9.某組合邏輯電路的輸入為A、B、C，輸出為F，其真值表如下：|A|B|C|F|||||||0|0|0|0||0|0|1|1||0|1|0|1||0|1|1|0||1|0|0|1||1|0|1|0||1|1|0|0||1|1|1|1|該電路的邏輯功能是（）A.3變量多數(shù)表決電路（2個及以上1時輸出1）B.奇校驗電路（輸入1的個數(shù)為奇數(shù)時輸出1）C.偶校驗電路（輸入1的個數(shù)為偶數(shù)時輸出1）D.三變量異或電路（\(F=A\oplusB\oplusC\)）10.用4位二進制計數(shù)器74LS161設(shè)計模12計數(shù)器，采用反饋清零法時，反饋信號應(yīng)取自（）A.狀態(tài)1011（十進制11）B.狀態(tài)1100（十進制12）C.狀態(tài)0000（十進制0）D.狀態(tài)1001（十進制9）二、填空題（每空2分，共20分）1.二進制數(shù)\(1011.01_2\)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)是______。2.邏輯函數(shù)\(F=A\overline{B}+BC\)的對偶式\(F'\)是______。3.TTL與非門的輸入短路電流\(I_{IS}\)是指______時的輸入電流。4.主從JK觸發(fā)器存在“一次翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，其根本原因是______。5.某同步計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為\(000\to001\to010\to011\to100\to000\)，該計數(shù)器的模是______。6.555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，輸出脈沖寬度\(t_W\)主要由______決定。7.若8位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓\(V_{REF}=-5V\)，則當輸入數(shù)字量\(D=10000000_2\)時，輸出模擬電壓\(V_O=\)______V。8.用74LS138（3線-8線譯碼器，輸出低電平有效）和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)\(F=\summ(1,3,5)\)，則\(F=\)______（表達式用\(\overline{Y_i}\)表示）。9.施密特觸發(fā)器的兩個重要參數(shù)是______和______。三、分析題（共30分）1.（10分）分析圖2所示組合邏輯電路的功能：（1）寫出輸出\(F_1\)、\(F_2\)的邏輯表達式；（2）化簡為最簡與或式；（3）列出真值表；（4）說明電路實現(xiàn)的邏輯功能。（圖2：輸入A、B、C，第一層門：G1為\(A\oplusB\)（異或門），G2為\(A\cdotB\)（與門）；第二層門：G3為\(G1\oplusC\)（異或門，輸出\(F_1\)），G4為\(G1\cdotC+G2\)（與或門，輸出\(F_2\)））2.（10分）分析圖3所示時序邏輯電路：（1）寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程；（2）寫出狀態(tài)方程和輸出方程；（3）列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)圖；（4）判斷電路是否具有自啟動能力。（圖3：由2個JK觸發(fā)器FF1、FF0組成，F(xiàn)F1的J1=Q0，K1=Q0；FF0的J0=\(\overline{Q1}\)，K0=1；時鐘CP同時接兩個觸發(fā)器的時鐘端，輸出Z=Q1·Q0）3.（10分）圖4為555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路，已知\(R_1=10k\Omega\)，\(R_2=20k\Omega\)，\(C=0.1\muF\)，\(V_{CC}=12V\)。（1）說明電路工作原理；（2）計算輸出脈沖的周期T和占空比q；（3）若要增加占空比，應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)？四、設(shè)計題（共30分）1.（10分）設(shè)計一個3人表決電路（A、B、C為輸入，同意為1，反對為0；F為輸出，多數(shù)同意時F=1）。要求：（1）列出真值表；（2）寫出最簡與或表達式；（3）用與非門實現(xiàn)，畫出邏輯電路圖。2.（10分）用4位同步二進制計數(shù)器74LS161（同步置數(shù)，異步清零，\(\overline{LD}\)為置數(shù)端，低電平有效；\(\overline{CR}\)為清零端，低電平有效；\(CT_P=CT_T=1\)時計數(shù)）設(shè)計一個模15的計數(shù)器，要求采用置數(shù)法，且狀態(tài)從0000到1110循環(huán)。畫出電路接線圖（需標注\(\overline{LD}\)、\(D_3D_2D_1D_0\)、CP、\(\overline{CR}\)等引腳連接）。3.（10分）用D觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為\(S_0(00)\toS_1(01)\toS_2(11)\toS_3(10)\toS_0(00)\)，要求：（1）寫出狀態(tài)編碼表；（2）求出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程和驅(qū)動方程；（3）畫出邏輯電路圖。參考答案一、單項選擇題1.A（化簡后\(F=AB+AC+BC\)）2.D（CMOS輸入低電平允許范圍更大）3.B（J=1，K=0時JK觸發(fā)器置1；K=0后保持1）4.C（1001+3=1100）5.A（TH和TR短接作為輸入，構(gòu)成施密特觸發(fā)器）6.C（\(F=\overline{A}B+A\overline{C}=m_2+m_5+m_6\)，74LS138輸出低電平有效，故\(F=\overline{\overline{Y_2}\cdot\overline{Y_5}\cdot\overline{Y_6}}\)）7.C（建立時間定義正確）8.B（同步電路所有觸發(fā)器狀態(tài)同時更新）9.D（\(A\oplusB\oplusC\)的真值表與題目一致）10.B（反饋清零法在狀態(tài)1100時清零，回到0000）二、填空題1.\(11.25\)（\(8+2+1+0.25=11.25\)）2.\((A+\overline{B})(B+C)\)（對偶式將·變+，+變·，0變1，1變0）3.輸入接地（輸入接低電平時）4.主觸發(fā)器在CP=1期間會隨輸入信號翻轉(zhuǎn)一次5.5（5個狀態(tài)循環(huán)）6.外接電阻R和電容C（\(t_W\approx1.1RC\)）7.\(2.5\)（\(V_O=-\frac{V_{REF}}{2^8}\cdotD=-\frac{-5}{256}\times128=2.5V\)）8.\(\overline{\overline{Y_1}\cdot\overline{Y_3}\cdot\overline{Y_5}}\)（74LS138輸出低電平有效，\(F=Y_1+Y_3+Y_5=\overline{\overline{Y_1}\cdot\overline{Y_3}\cdot\overline{Y_5}}\)）9.上限閾值電壓\(V_{T+}\)、下限閾值電壓\(V_{T-}\)（或回差電壓\(\DeltaV_T=V_{T+}-V_{T-}\)）三、分析題1.（1）邏輯表達式：\(F_1=(A\oplusB)\oplusC=A\oplusB\oplusC\)\(F_2=(A\oplusB)\cdotC+A\cdotB\)（2）化簡：\(F_1\)已是最簡異或式；\(F_2=AC\overline{B}+\overline{A}BC+AB=AB+AC+BC\)（展開后合并）（3）真值表：|A|B|C|\(F_1\)|\(F_2\)||||||||0|0|0|0|0||0|0|1|1|0||0|1|0|1|0||0|1|1|0|1||1|0|0|1|0||1|0|1|0|1||1|1|0|0|1||1|1|1|1|1|（4）功能：\(F_1\)為3變量異或（奇校驗），\(F_2\)為3變量多數(shù)表決（2個及以上1時輸出1）。2.（1）驅(qū)動方程：\(J_1=Q_0\)，\(K_1=Q_0\)；\(J_0=\overline{Q_1}\)，\(K_0=1\)（2）狀態(tài)方程（JK觸發(fā)器特性方程\(Q^{n+1}=J\overline{Q^n}+\overline{K}Q^n\)）：\(Q_1^{n+1}=Q_0\overline{Q_1^n}+\overline{Q_0}Q_1^n=Q_1^n\oplusQ_0^n\)\(Q_0^{n+1}=\overline{Q_1^n}\cdot\overline{Q_0^n}+0\cdotQ_0^n=\overline{Q_1^n}\cdot\overline{Q_0^n}\)輸出方程：\(Z=Q_1Q_0\)（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：|\(Q_1^n\)|\(Q_0^n\)|\(Q_1^{n+1}\)|\(Q_0^{n+1}\)|Z||--|--|||||0|0|0|1|0||0|1|1|0|0||1|0|1|0|0||1|1|0|0|1|狀態(tài)圖：\(00\to01\to10\to10\to\)（錯誤，修正后正確狀態(tài)轉(zhuǎn)換應(yīng)為\(00\to01\to10\to11\to00\)，原推導(dǎo)有誤，正確狀態(tài)方程應(yīng)為：\(Q_0^{n+1}=\overline{Q_1^n}\cdot\overline{Q_0^n}\)（當\(K_0=1\)，\(J_0=\overline{Q_1}\)，故\(Q_0^{n+1}=\overline{Q_1^n}\cdot\overline{Q_0^n}\)）重新計算：-\(Q_1^n=0,Q_0^n=0\):\(Q_1^{n+1}=0\oplus0=0\),\(Q_0^{n+1}=1\cdot1=1\)（錯誤，正確計算\(\overline{Q_1^n}\cdot\overline{Q_0^n}=1\cdot1=1\)，故\(Q_0^{n+1}=1\)，狀態(tài)00→01）-\(Q_1^n=0,Q_0^n=1\):\(Q_1^{n+1}=0\oplus1=1\),\(Q_0^{n+1}=1\cdot0=0\)（\(\overline{Q_1^n}=1,\overline{Q_0^n}=0\)，故\(Q_0^{n+1}=0\)，狀態(tài)01→10）-\(Q_1^n=1,Q_0^n=0\):\(Q_1^{n+1}=1\oplus0=1\),\(Q_0^{n+1}=0\cdot1=0\)（\(\overline{Q_1^n}=0\)，故\(Q_0^{n+1}=0\)，狀態(tài)10→10，陷入死循環(huán)）-\(Q_1^n=1,Q_0^n=1\):\(Q_1^{n+1}=1\oplus1=0\),\(Q_0^{n+1}=0\cdot0=0\)（\(\overline{Q_1^n}=0\),\(\overline{Q_0^n}=0\)，故\(Q_0^{n+1}=0\)，狀態(tài)11→00）實際有效循環(huán)為\(00\to01\to10\to10\)（無效）和\(11\to00\)，因此電路無自啟動能力。3.（1）工作原理：555定時器通過外接R1、R2和C構(gòu)成多諧振蕩器。電容C充電時，電壓從\(\frac{1}{3}V_{CC}\)上升到\(\frac{2}{3}V_{CC}\)，輸出高電平；放電時，電壓從\(\frac{2}{3}V_{CC}\)下降到\(\frac{1}{3}V_{CC}\)，輸出低電平，如此循環(huán)。（2）周期計算：充電時間\(t_{PH}\approx0.7(R_1+R_2)C=0.7\times(10k+20k)\times0.1\muF=0.7\times30k\times0.1\muF=2.1ms\)放電時間\(t_{PL}\approx0.7R_2C=0.7\times20k\times0.1\muF=1.4ms\)周期\(T=t_{PH}+t_{PL}=3.5ms\)占空比\(q=\frac{t_{PH}}{T}=\frac{2.1}{3.5}=60\%\)（3）增加占空比需增大充電時間或減小放電時間，可增大R1或減小R2（但R2不能為0，否則放電管過流）。四、設(shè)計題1.（1）真值表：|A|B|C|F|||||||0|0|0|0||0|0|1|0||0|1|0|0||0|1|1|1||1|0|0|0||1|0|1|1||1|1|0|1||1|1|1|1|（2）最簡與或式：\(F=AB+AC+BC\)（3）與非門實現(xiàn)：\(F=\overline{\overline{AB}\cdot\overline{AC}\cdot\overline{BC}}\)，邏輯圖由三個與門（A·B、A·C、B·C）和一個三輸入與非門組成。2.模15計數(shù)器設(shè)計（置數(shù)法）：74LS161的置數(shù)條件為當計數(shù)到1110（14）時，\(\overline{LD}=0\)，下一個CP到來時將0000置入。因此，\(\overline{LD}=\overline{Q_3Q_2Q_1\overline{