数字逻辑设计及应用实验整理

青姜(2017-6-23)
专业是软件,学校在数电的教学上面没有很深入。前一段时间数电实验考试的一些习题整理了一下。也算是纪念和厚B702实验室的盗版软件、几乎一半有问题的电箱共处的时光( ̄▽ ̄)"。

1.实现三人表决电路

  1. 用任意逻辑门实现该电路,分值65;
  2. 用指定器件实现,分值75;以上两个小问题二选一即可。
  3. 在实现前面功能基础上,附加下面功能:若表决成功,用数码管7显示“1”,若表决不成功,用数码管0显示“0”,同时蜂鸣器发出报警音,分值80。

解:

(1)三人表决电路


数字逻辑设计及应用实验整理_第1张图片
三人表决电路.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第2张图片
三人表决电路1.png

(2)三人表决电路变形【指定器件实现】

数字逻辑设计及应用实验整理_第3张图片
三人表决电路变形.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第4张图片
三人表决电路变形1.png

(3)实现三人表决电路附加功能:若表决成功用数码管7显示1;若表决失败用数码管0显示0,同时蜂鸣器发出警报音。

数字逻辑设计及应用实验整理_第5张图片
三人表决电路实现附加功能.png

2,教材P35,1-22(4个股东表决)

(1)实现基本功能,分值70;
(2)在实现前面功能基础上,附加下面功能:若表决成功,用数码管7显示“1”,若表决不成功,用数码管0显示“0”,同时蜂鸣器发出报警音,分值75。

解:四股东表决:F=AB+AC+BCD

(1)实现基本功能:


数字逻辑设计及应用实验整理_第6张图片
四股东表决.png

(2)


数字逻辑设计及应用实验整理_第7张图片
四股东表决2.png

3.实现一个秒表,功能越完善越好。视完成情况酌情给分。分值91~99。

解:

数字逻辑设计及应用实验整理_第8张图片
秒表.png

4,用置数法实现一个十三进制的加法计数器。

(1)使用74163完成电路,并说明使用74161和74163在连接方法上的异同。分值80分;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 12 --> 0 -->...。(注意,数码管会采用特殊字符表示10,11和12),分值90。
(3)利用该计数器控制数码管1和数码管0,显示计数值的变化规律。
即,02 --> 03 --> ... --> 12--> 14 --> 02 -->...。(参见P73,例2-6),分值97。

解:

(1)74163的清0和置数都是同步的,74161是异步清零同步置数

数字逻辑设计及应用实验整理_第9张图片
74163置数法13进制计数器1.png

(2)控制数码管0显示的:

数字逻辑设计及应用实验整理_第10张图片
74163置数法13进制计数器2.png

可以自己加数,就是把185号引脚的地方换成T触发器触发

数字逻辑设计及应用实验整理_第11张图片
74163置数法13进制计数器2.2.png

(3)控制数码管0和1显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第12张图片
74163置数法13进制计数器3.png

5,使用拨码开关和数码管n(n:0~7)。

(1)当sw1处于闭合on状态时,数码管0显示“1”,sw2处于闭合on状态时数码管1显示“2”。。。 当sw4处于闭合on状态时,数码管3显示“4”并且蜂鸣器响一声,。。。。,分值75。

解:

(1)

数字逻辑设计及应用实验整理_第13张图片
T5.png

6,产生三路不同频率的信号X,Y,Z。要求:

(1)X的频率范围在10002000Hz之间,Y的频率范围在100500Hz之间,Z的频率范围在1~50Hz之间。分值70分;
(2)占空比设置为50%。分值75分;
(3)用X,Y,Z三路信号分时控制蜂鸣器发出声音,用Key1(注意,需要按键消抖)作为三路信号的切换开关。分值85分。
举例:如果初始状态由X信号控制蜂鸣器发出声音,按一下Key1,则切换到由Y信号控制蜂鸣器发出声音,再按一下key1,则切换到Z信号控制蜂鸣器发出声音;再按一下key1,切换回初始的X信号控制蜂鸣器发出声音。

解:

数字逻辑设计及应用实验整理_第14张图片
T6.png

7,请用JK触发器构建八进制异步减法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值80;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,7--> 6 -- >5 --> ... -->0 --> 7 -->....。分值90。

解:

(1)实现基本原理:

数字逻辑设计及应用实验整理_第15张图片
jk触发器八进制异步减法1.png

(2)用数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第16张图片
jk触发器八进制异步减法2.png

8,请用JK触发器构建六进制异步加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值80;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> ... --> 5 --> 0--> ...。分值90。

解:

(1)

数字逻辑设计及应用实验整理_第17张图片
jk触发器六进制异步加法1.png

(2)控制数码管0显示

数字逻辑设计及应用实验整理_第18张图片
jk触发器六进制异步加法2.png

9,请用JK触发器构建十进制异步加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值80;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 9 --> 0 -->....。分值90。

解:

(1)

数字逻辑设计及应用实验整理_第19张图片
jk触发器十进制异步加法1.png

(2)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第20张图片
jk触发器十进制异步加法2.png

10,请用JK触发器构建五进制异步减法计数器。

(1)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,4--> 3-- >2 --> 1 -->0 --> 4 -->....。分值90。

解:

(1)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第21张图片
jk触发器五进制异步减法2.png

11, 用反馈清零法构建74163十进制加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值85;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 9 --> 0 -->...。分值90。

解:

(1)


数字逻辑设计及应用实验整理_第22张图片
74163清零法10进制1.png

(2)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第23张图片
74163清零法10进制2.png

12, 用反馈清零法构建74163十二进制加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值85;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 11 --> 0 -->...。(注意,数码管会采用特殊字符表示10和11),分值90。
(3)利用该计数器控制数码管1和数码管0,显示计数值的变化规律。
即,00--> 01-- >02 --> 03 --> ... --> 10 --> 11 --> 00 -->...。(参见P73,例2-6),分值95。

解:

(1)实现基本功能:

数字逻辑设计及应用实验整理_第24张图片
74163清零法12进制1.png

(2)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第25张图片
74163清零法12进制2.png

(3)控制数码管1和数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第26张图片
74163清零法12进制3.png

13, 用反馈清零法构建74163十三进制加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值85;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 12 --> 0 -->...。(注意,单个数码管会采用特殊字符表示10和11),分值90。
(3)利用该计数器控制数码管1和数码管0,显示计数值的变化规律。
即,00--> 01-- >02 --> 03 --> ... --> 10 --> 12 --> 00 -->...。(参见P73,例2-6),分值95。

解:

(1):实现基本功能:

数字逻辑设计及应用实验整理_第27张图片
74163清零法13进制1.png

(2)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第28张图片
74163清零法13进制2.png

(3)控制数码管0和数码管1显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第29张图片
74163清零法13进制3.png

14, 用反馈清零法构建74161十二进制加法计数器。

(1)实现基本功能,解释清楚原理。分值85;
(2)利用该计数器控制数码管0,显示计数值的变化规律。
即,0--> 1-- >2 --> 3 --> ... --> 11 --> 0 -->...。(注意,数码管会采用特殊字符表示10和11),分值90。
(3)利用该计数器控制数码管1和数码管0,显示计数值的变化规律。
即,00--> 01-- >02 --> 03 --> ... --> 10 --> 11 --> 00 -->...。(参见P73,例2-6),分值95。

解:

(1)实现基本功能:


数字逻辑设计及应用实验整理_第30张图片
74161清零法12进制1.png

(2)控制数码管0显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第31张图片
74161清零法12进制2.png

(3)控制数码管0和数码管1显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第32张图片
74161清零法12进制3.png

15,用74163,实现BCD编码输出。

(1)按2421BCD码的规律进行输出,利用LED0~LED3的亮灭现象解释原理。分值85;
(2)按5421BCD码的规律进行输出,利用LED0~LED3的亮灭现象解释原理。以上两小题单独作出其中一道,分值为85,两道都做出来,分值90;
(3)在前面两个问题的基础上,改用数码管1和数码管0,显示各自的输出。分值95;
举例,如输出为0110,则数码管显示“06”,如输出为1111,则数码管显示“15”(参见P73,例2-6)。

解:

(1)按2421码规律输出:

数字逻辑设计及应用实验整理_第33张图片
2421.png

(2)5421码规律输出:


数字逻辑设计及应用实验整理_第34张图片
5421.png

(3)

数字逻辑设计及应用实验整理_第35张图片
2421.1.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第36张图片
5421.1.png

16,利用74192,用反馈置数法构建七进制减法计数器。

(1)基本功能实现,并解释清楚原理。分值85;
(2)利用数码管显示计数值的变化过程。即6-->5-->4-->....-->0-->6

解:

(1)

数字逻辑设计及应用实验整理_第37张图片
74192置数法7进制减法1.png

(2)用数码管显示计数值变化

数字逻辑设计及应用实验整理_第38张图片
74192置数法7进制减法2.png

17,利用74192,用反馈置数法构建5进制减法计数器。

(1)基本功能实现,并解释清楚原理。分值85;
(2)利用数码管显示计数值的变化过程。即4-->3-->....-->0-->4-->.... 分值90分。

解:

(1)


数字逻辑设计及应用实验整理_第39张图片
74192置数法5进制减法1.png

(2)控制数码管显示计数值变化:

数字逻辑设计及应用实验整理_第40张图片
74192置数法5进制减法2.png

18,利用74192,用反馈置数法构建9进制减法计数器。

(1)基本功能实现,并解释清楚原理。分值85;
(2)利用数码管显示计数值的变化过程。即8-->....-->0-->8-->.... 分值90分。

解:

(1)

数字逻辑设计及应用实验整理_第41张图片
74192置数法9进制减法1.png

(2)控制数码管显示:

数字逻辑设计及应用实验整理_第42张图片
74192置数法9进制减法2.png

19.某时序电路状态表如下。

数字逻辑设计及应用实验整理_第43张图片
T19.png

(1)请画出状态(转移)图;
(2)判断是摩尔型还是米里型电路。
注意:(1)(2)两个问题与实验无关,如果(3)没做出来,则分值区间为70~80。
(3)用两个D触发器和适当逻辑门,设计一个能满足此状态转移关系的电路。分值97分。注意:相关概念请参见教材P107~P109。

解:

(1)(2)


数字逻辑设计及应用实验整理_第44张图片
T19.1.jpg

(3)

数字逻辑设计及应用实验整理_第45张图片
T19状态转移.png

20教材P34,1-16(2),在草稿纸上写出完整的分析过程,用拨码开关和LED灯验证你结果的正确性。分值80

解:

数字逻辑设计及应用实验整理_第46张图片
T20.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第47张图片
T20最简与或式.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第48张图片
T20最简或与式.png

21,教材P34,1-16(11),在草稿纸上写出完整的分析过程,用拨码开关和LED灯验证你结果的正确性。分值85

解:

数字逻辑设计及应用实验整理_第49张图片
T21.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第50张图片
T21最简与或式.png
数字逻辑设计及应用实验整理_第51张图片
T21最简或与式.png

22,利用DAC0832进行数模转换。

(1)实现三角波。分值75
(2)实现频率可变的三角波,至少提供三个不同频率,使用key1按键进行频率切换。分值85

解:

数字逻辑设计及应用实验整理_第52张图片
T23.png

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