中南大学数电期末试题与解答

"中南大学数电期末四套试卷与详细答案.pdf包含了中南大学信息科学与工程学院《数字电子技术》课程的四套期末考试试卷及其对应的详细解答。试卷内容涉及逻辑函数、半导体存储器、D/A和A/D转换器、555定时器的应用、脉冲整形电路、GAL器件、数据选择器、逻辑设计以及触发器的应用等多个核心知识点。" 本文将详细解析这些关键知识点： 1. **逻辑函数**：逻辑函数是数字电路的基础，常见的标准形式有与或非表达式（AND-OR-NOT）和与或非门等。在填空题中提到了逻辑函数的两种标准形式，通常指的就是这两种。 2. **异或运算**：异或运算具有交换律和结合律，对于大量相同信号异或，如果数量是偶数，结果为0；如果是奇数，结果为1。题目中提到2004个“1”异或，因为2004是偶数，所以结果为0。 3. **半导体存储器**：存储器主要由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器组成。地址译码器负责选择特定存储单元，存储矩阵用于存储数据，输出缓冲器则将存储单元的数据放大后输出。 4. **D/A转换器**（数模转换器）：8位D/A转换器表示最大可以有256种不同的电压等级。当输入数字量为5v，如果只有最低位为高电平，即00000001，对应的电压是5v/256=0.0196v。而输入全1时，即11111111，输出电压为5v。 5. **A/D转换器**：逐次逼近型A/D转换器抗干扰能力强，但速度较慢；双积分型A/D转换器转换速度快，但抗干扰能力相对较弱。 6. **555定时器**：555定时器能构成多种电路，如单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器，都是脉冲整形电路的例子。 7. **GAL器件**：与传统的PAL（可编程阵列逻辑）相比，GAL（通用阵列逻辑）具有可编程的输出结构，通过编程可以设定不同输出的工作模式。GAL采用EPLD（可编程逻辑器件）工艺，可以重复编程，增加了灵活性。 8. **数据选择器**（如74LS151）：这是一种多路复用器，可以基于地址信号选择多个输入中的一个，用于实现复杂的逻辑功能。 9. **十进制数的四舍五入电路**：设计这类电路通常需要考虑进位和舍弃规则，用与非门实现时，需要构建一个比较器和加法器结构。 10. **触发器**：题目中提到了T触发器和JK触发器，它们是数字电路中的基本存储元件，可以保持和改变状态。通过分析触发器的波形，可以确定其连接方式和工作状态。 11. **555定时器的应用**：555定时器在电路中可以形成各种定时或振荡电路，例如多谐振荡器或单稳态触发器。题目中提到的电路可能是其中一个。 12. **计数器电路**：计数器通常由触发器和逻辑门构成，可以对输入脉冲进行计数。题目中要求分析其驱动方程、状态方程、状态转换表和状态转换图，这些都是理解计数器工作原理的关键。 总结：这份资料全面覆盖了数字电子技术的基础概念和应用，包括逻辑操作、模拟-数字转换、存储器、逻辑门电路、触发器以及定时器的使用，对于学习和复习数字电子技术的学生来说非常有价值。