第21卷 数字电路基础——数制、逻辑门与逻辑代数 湖南省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）机电类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 数字电路基础——数制、逻辑门与逻辑代数 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 十六进制加法F+1, 正确的结果是（ ） A. （10）16 B. （16）16 C. （10000）16 D. （F1）16 2. 8421BCD码10000111表示的十进制数是（ ） A. 131 B. 87 C. 103 D. 13 3. 十进制数100对应的二进制数为_____B。（ ） A. 1100100 B. 1100010 C. 1011110 D. 11000100 4. （10010010）8421BCD对应的十进制数是（ ） A. 442 B. 92 C. 84 D. 146 5. 二进制数(11010)_{2}对应的十进制数是（ ） A. 36 B. 26 C. 34 D. 24 6. 在二进制数制中，数字 “1010” 表示的十进制数是多少？（ ） A. 8 B. 10 C. 12 D. 14 7. 符合如下图中表示的门电路的逻辑功能是（ ） A. 有1出0,全0出0 B. 相同出1,相异出0 C. 相同出0,相异出1 D. 有1出1,全0出0 8. 在一个组合逻辑电路中，如果某个输入始终为0，那么对应的逻辑门输出会如何？（ ） A. 始终为 B. 始终为1 C. 仅由该输入决定 D. 取决于其他输入 9. 以下哪个是基本的逻辑门电路？（ ） A. 与非门 B. 或非门 C. 异或门 D. 与门 10. 对于TTL数字集成电路来说，下列说法那个是错误的（ ） A. 电源电压极性不得接反，其额定值为5V B. 不使用的输入端接1 C. 输入端可串接电阻，但电阻值不应太大 D. OC门输出端可以并接 11. 下列哪个是逻辑“与”门的符号？（ ） A. ∨ B. ∧ C. ¬ D. → 12. 在逻辑门电路中，或门的输出为1只有当（ ） A. 所有输入都为0时 B. 所有输入都为1时 C. 至少一个输入为1时 D. 一个输入为1时 13. 在数字电路中，下列元件用于将输入信号取反的是（ ） A. 与门 B. 或门 C. 非门 D. 异或门 14. 如图所示逻辑电路中，当F=1时，输入ABC的状态为（ ） A. 000 B. 010 C. 101 D. 111 15. 下列哪个逻辑门可以产生与输入相反的输出？（ ） A. NOT门 B. OR门 C. AND门 D. XOR门 16. 能够实现“有0出1,全1出0”逻辑功能的逻辑门是（ ） A. 与非门 B. 或门 C. 与门 D. 异或门 17. 如图所示，逻辑电路中Y 的值是（ ） A. B B. A+B C. AB D. A 18. 一只四输入端或非门，使其输出为1的输入变量取值组合有（ ）种 A. 15 B. 8 C. 7 D. 1 19. 一个两输入端的门电路，当输入为1和0时，输出不为1的是（ ） A. 与非门 B. 或非门 C. 或门 D. 异或门 20. “异或门”输入与输出的逻辑关系是（ ） A. 有1出1,全0出0 B. 异出1,同出0 C. 有1出0,全0出1 D. 同出1,异出0 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 数字信号具有更好的稳定性和抗干扰能力，因为它们是连续的信号。（ ） 22. 数字信号是连续变化的模拟信号的近似表示。 （ ） 23. 二进制数（11010）2等于十进制数25。（ ） 24. 用八位二进制数能表示的最大十进制数是253。（ ） 25. 二进制数制中，每个位上的数字可以是0、1或2。（ ） 26. 多输入或门的输出至少有一个输入为1时，输出才为1；否则，输出为0。（ ） 27. 在与门后面接一个非门就构成与非 门，逻辑功能是“全1出0,有0出1”。（ ） 28. 在逻辑代数中，对任意逻辑变量A，与逻辑常量1进行与运算，结果仍为A。（ ） 29. 逻辑函数两次求反则还原，逻辑函数的对偶式再作对偶变换也还原为它本身。（ ） 30. 逻辑函数Y=A + B+ C+C 已是最简与或表达式。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 用红、黄、绿三个指示灯表示三台设备的工作情况：绿灯亮表示全部正常；红灯亮表示有一台不正常；黄灯亮表示两台不正常；红、黄灯全亮表示三台都不正常。列出控制电路真值表，要求用74LS138和适当的与非门实现此电路 32. 简述CMOS集成逻辑门电路种类。 33. 逻辑函数的三种表示方法如何相互转换？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某便携式设备检测台采用8位二进制状态码记录设备工作状态，当前状态码为11010110。控制输出由三个逻辑变量决定：A表示控制电源准备就绪，B表示防护罩闭合，C表示维护点动授权。根据控制逻辑，设备允许输出函数为 。检测台使用5 V集成门电路，且要求尽量降低电池能耗。（1）将状态码11010110分别转换为十进制数和十六进制数。（2）利用逻辑代数化简输出函数，并判断当 时设备是否允许输出。（3）若只使用二输入与非门实现化简后的逻辑函数，写出各级逻辑关系并计算所需与非门的最少数量；在TTL和CMOS集成门电路中选择一种更适合该便携式设备的类型，并说明一项使用注意事项。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省（对口招生）机电类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 数字电路基础——数制、逻辑门与逻辑代数 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 十六进制加法F+1, 正确的结果是（ ） A. （10）16 B. （16）16 C. （10000）16 D. （F1）16 【答案】A 【解析】十六进制中，F表示十进制数15。F+1=15+1=16，十六进制表示为10，因此选A。 2. 8421BCD码10000111表示的十进制数是（ ） A. 131 B. 87 C. 103 D. 13 【答案】B 【解析】8421BCD码按4位一组分别表示一个十进制数字。1000表示8，0111表示7，因此10000111表示十进制数87，选C。 3. 十进制数100对应的二进制数为_____B。（ ） A. 1100100 B. 1100010 C. 1011110 D. 11000100 【答案】A 4. （10010010）8421BCD对应的十进制数是（ ） A. 442 B. 92 C. 84 D. 146 【答案】B 【解析】将8421BCD码按4位分组：1001表示9，0010表示2，因此（10010010）8421BCD对应的十进制数为92，选B。 5. 二进制数(11010)_{2}对应的十进制数是（ ） A. 36 B. 26 C. 34 D. 24 【答案】B 【解析】（11010）_{2}=1×24+1×23+0×22+1×21+0×20=16+8+2=26，因此选C。 6. 在二进制数制中，数字 “1010” 表示的十进制数是多少？（ ） A. 8 B. 10 C. 12 D. 14 【答案】B 【解析】二进制数 1010 转换为十进制为 10。 7. 符合如下图中表示的门电路的逻辑功能是（ ） A. 有1出0,全0出0 B. 相同出1,相异出0 C. 相同出0,相异出1 D. 有1出1,全0出0 【答案】C 8. 在一个组合逻辑电路中，如果某个输入始终为0，那么对应的逻辑门输出会如何？（ ） A. 始终为 B. 始终为1 C. 仅由该输入决定 D. 取决于其他输入 【答案】D 【解析】在组合逻辑电路中，逻辑门的输出仅由当前输入决定。如果某个输入始终为0，那么对应的逻辑门的输出将取决于该逻辑门的类型和其他输入的状态。因此，不能简单地断定输出始终为0或1，答案取决于具体的逻辑门类型和其他输入。所以，答案是D。 9. 以下哪个是基本的逻辑门电路？（ ） A. 与非门 B. 或非门 C. 异或门 D. 与门 【答案】D 【解析】与非门、或非门和异或门属于由基本逻辑运算组合或扩展形成的逻辑门电路，而与门是基本的逻辑门电路。因此，答案是D。 10. 对于TTL数字集成电路来说，下列说法那个是错误的（ ） A. 电源电压极性不得接反，其额定值为5V B. 不使用的输入端接1 C. 输入端可串接电阻，但电阻值不应太大 D. OC门输出端可以并接 【答案】B 11. 下列哪个是逻辑“与”门的符号？（ ） A. ∨ B. ∧ C. ¬ D. → 【答案】D 【解析】：逻辑“与”门通常使用符号“∧”表示，而逻辑“或”门使用“∨”表示，逻辑“非”门使用“¬”表示，逻辑“蕴含”或“如果...则...”使用“”表示。 12. 在逻辑门电路中，或门的输出为1只有当（ ） A. 所有输入都为0时 B. 所有输入都为1时 C. 至少一个输入为1时 D. 一个输入为1时 【答案】C 【解析】选项C：在或门电路中，或门的输出为1只有当至少一个输入为1时。 13. 在数字电路中，下列元件用于将输入信号取反的是（ ） A. 与门 B. 或门 C. 非门 D. 异或门 【答案】C 【解析】非门用于将输入信号取反. 14. 如图所示逻辑电路中，当F=1时，输入ABC的状态为（ ） A. 000 B. 010 C. 101 D. 111 【答案】C 15. 下列哪个逻辑门可以产生与输入相反的输出？（ ） A. NOT门 B. OR门 C. AND门 D. XOR门 【答案】A 【解析】NOT门（非门）的功能是产生与输入相反的输出。AND门（与门）和OR门（或门）的输出由多个输入决定，而XOR门（异或门）的输出在输入不同时为1，相同时为0。因此，正确答案是A。 16. 能够实现“有0出1,全1出0”逻辑功能的逻辑门是（ ） A. 与非门 B. 或门 C. 与门 D. 异或门 【答案】A 【解析】与非门的逻辑功能是先进行与运算再取反。只要输入中有一个0，与运算结果就是0，取反后输出1；只有全为1时输出0。因此选C。 17. 如图所示，逻辑电路中Y 的值是（ ） A. B B. A+B C. AB D. A 【答案】D 18. 一只四输入端或非门，使其输出为1的输入变量取值组合有（ ）种 A. 15 B. 8 C. 7 D. 1 【答案】D 【解析】四输入端或非门的输出为1，当且仅当所有输入均为0。因此只有1种输入变量取值组合能使输出为1，选D。 19. 一个两输入端的门电路，当输入为1和0时，输出不为1的是（ ） A. 与非门 B. 或非门 C. 或门 D. 异或门 【答案】B 【解析】当两个输入为1和0时，与非门输出1，或门输出1，或非门输出0，异或门输出1。因此输出不为1的是或非门，选C。 20. “异或门”输入与输出的逻辑关系是（ ） A. 有1出1,全0出0 B. 异出1,同出0 C. 有1出0,全0出1 D. 同出1,异出0 【答案】B 【解析】异或门在两个输入不相同时输出1，在两个输入相同时输出0，即“异出1，同出0”，因此选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 数字信号具有更好的稳定性和抗干扰能力，因为它们是连续的信号。（ ） 【答案】错误 【解析】数字信号由离散的数值表示，相比之下，模拟信号是连续的。 22. 数字信号是连续变化的模拟信号的近似表示。 （ ） 【答案】错误 【解析】错误。数字信号是离散的，不是连续变化的。 23. 二进制数（11010）2等于十进制数25。（ ） 【答案】错误 【解析】二进制数（11010）2转换为十进制数，根据转换规则得到的结果是（1×24 + 1×23 + 0×22 + 1×21 + 0×20） = 16 + 8 + 0 + 2 + 0 = 26，而不是25。 24. 用八位二进制数能表示的最大十进制数是253。（ ） 【答案】错误 【解析】无符号八位二进制数的最大值为111111112=28−1=255，而不是253。因此题干说法错误。 25. 二进制数制中，每个位上的数字可以是0、1或2。（ ） 【答案】错误 【解析】二进制数制中，每个位上的数字只能是0或1。 26. 多输入或门的输出至少有一个输入为1时，输出才为1；否则，输出为0。（ ） 【答案】正确 【解析】多输入或门的输出只有在至少一个输入为1时才为1，否则为0。 27. 在与门后面接一个非门就构成与非 门，逻辑功能是“全1出0,有0出1”。（ ） 【答案】正确 【解析】在与门后面接一个非门就构成与非门，逻辑功能是“全1出0,有0出1”。 28. 在逻辑代数中，对任意逻辑变量A，与逻辑常量1进行与运算，结果仍为A。（ ） 【答案】正确 【解析】与逻辑常量1进行与运算时，变量的逻辑状态不发生改变，因此A与1的运算结果仍为A。 29. 逻辑函数两次求反则还原，逻辑函数的对偶式再作对偶变换也还原为它本身。（ ） 【答案】正确 【解析】逻辑函数取反两次可恢复原函数，即（Y′）′=Y。对偶变换具有对合性，对偶式再作一次对偶变换可恢复原表达式。因此题干说法正确。 30. 逻辑函数Y=A + B+ C+C 已是最简与或表达式。（ ） 【答案】错误 【解析】由幂等律C+C=C，原函数可化简为Y=A+B+C。原式含有重复项C，不是最简与或表达式，因此题干说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 用红、黄、绿三个指示灯表示三台设备的工作情况：绿灯亮表示全部正常；红灯亮表示有一台不正常；黄灯亮表示两台不正常；红、黄灯全亮表示三台都不正常。列出控制电路真值表，要求用74LS138和适当的与非门实现此电路 【答案】根据题意，列出真值表 A B C R Y G 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 由题意可知，令输入为A、B、C表示三台设备的工作情况，“1”表示正常，“0”表示不正常，令输出为R，Y，G表示红、黄、绿三个批示灯的 状态，“1”表示亮，“0”表示灭。 由真值表列出逻辑函数表达式为： 根据逻辑函数表达式,选用译码器和与非门实现，画出逻辑电路图。 32. 简述CMOS集成逻辑门电路种类。 【答案】① 基本的CMOS-4000系列：该系列数字集成电路为国际通用 标准系列，其特点是电路功耗很小，价格低，但工作速度较低，工作电源电压范围为3～18V。 ② 高速的CMOS-HC(HCT) 系列：该系列数字集成电路的特点是工作速度较快，但品种较少，74HC/HCT 系列与74LS 系列的产品 只要最后3位数字相同，则两种器件的逻辑功能、外形尺寸，引脚排列顺序也完全相同，这样就为CMOS 产品代替TTL 产品提供了方便。 ③ 先进的CMOS-AC(ACT)系列：该系列的工作频率得到了进一步提高，同时保持了CMOS 超低功耗的特点。 【解析】主要考查CMOS集成逻辑门电路种类 33. 逻辑函数的三种表示方法如何相互转换？ 【答案】通常从真值表容易写出标准最小项表达式，从逻辑图易于逐级推导得逻辑表达式，从与或表达式或最小项表达式易于列出真值表。 【解析】逻辑函数通常有真值表、逻辑表达式和逻辑图三种表示方法。由真值表可直接写出标准最小项表达式：找出输出为1的输入组合，将对应最小项相或。由逻辑表达式可逐级画出逻辑图；由逻辑图可按照各级逻辑门的功能逐级写出逻辑表达式。由逻辑表达式或逻辑图可逐一列出各输入组合下的输出值，从而得到真值表。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某便携式设备检测台采用8位二进制状态码记录设备工作状态，当前状态码为11010110。控制输出由三个逻辑变量决定：A表示控制电源准备就绪，B表示防护罩闭合，C表示维护点动授权。根据控制逻辑，设备允许输出函数为 。检测台使用5 V集成门电路，且要求尽量降低电池能耗。（1）将状态码11010110分别转换为十进制数和十六进制数。（2）利用逻辑代数化简输出函数，并判断当 时设备是否允许输出。（3）若只使用二输入与非门实现化简后的逻辑函数，写出各级逻辑关系并计算所需与非门的最少数量；在TTL和CMOS集成门电路中选择一种更适合该便携式设备的类型，并说明一项使用注意事项。 【答案】（1）十进制数为 ；四位分组为 ，十六进制数为 D6。（2）。当 时，，设备允许输出。（3）设 、、、、，共需5个二输入与非门。选择CMOS集成门电路，其静态功耗较低；所有输入端不得悬空，应接至确定的高电平或低电平。 【解析】（1）按二进制位权展开并求和，得到214；从右向左每四位分组，1101和0110分别对应D和6。（2）提取公因式并利用逻辑代数基本定律，可将函数化为A与B、C的或逻辑，代入状态值可知输出有效。（3）利用与非门自反馈实现非逻辑，再按德摩根定律构成或逻辑，最后完成与逻辑，共需5门。CMOS静态功耗低，但输入不能悬空。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $