数字电子技术:练习题和考试题

二进制数、逻辑门与布尔代数、卡诺图、多路选择器等组合逻辑构件、触发器、计数器和移位寄存器,以及模拟信号与数字信号之间的转换。考试把简短的手算与电路图和时序图结合起来。

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速成包(PDF)公式表、方法步骤和附完整解答的练习题,可直接打印。

本课程的主题

  1. 数制二进制和十六进制转十进制 · 补码 · 位、范围与存储计算
  2. 数字逻辑:门电路、卡诺图与触发器门电路、真值表与延迟 · 布尔代数、卡诺图与多路选择器 · 无关项、触发器与计数器计算
  3. 数据采集与采样奈奎斯特、LSB 与数据速率 · 混叠、位数与 UART 帧 · 谐波、SQNR 与系统设计计算

数字电子技术 考试技巧

  • 在放入任何一个 1 之前,先用格雷码(00, 01, 11, 10)标注卡诺图。
  • 让圈尽可能大并允许绕过边界;只在有帮助时才使用无关项。
  • 在时序图中,恰好在有效时钟边沿处读取每个输入,并在表格中写出每个边沿之后的 Q。

例题详解

数制简单
位权2256B16E1

把十六进制数 0x2BE 转换为十进制。求 N。

0x2BEA = 10 … F = 15

求: N

显示提示
  1. 十六进制各位从右往左的权为 1、16、256、4096。
  2. 把字母换成对应的值(A = 10 … F = 15),乘以位权后相加。
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
显示答案和分步解答

位置计数制:每个数位的值等于该数字乘以基数的某次幂。二进制各位的权为 1、2、4、8、16、……;十六进制为 1、16、256、……,A–F 代表 10–15。在 8 位补码中,最左边一位的权是 −128 而不是 +128,负数就是这样存储的。

每个数字乘以其位权

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

答案

0x2BE = 702
数字逻辑:门电路、卡诺图与触发器中等
ABCD00011110000111101111111

在这个卡诺图中,恰有一个 1 没有相邻的 1,所以它在最简 SOP 形式中仍是单个格子的圈(含四个文字的完整最小项)。跨越卡诺图边界的相邻关系也要计入。点选该格子。

F = Σm(0, 3, 4, 10, 13, 14, 15)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
显示提示
  1. 相邻的格子恰好只有一个变量不同。
  2. 最左列与最右列相邻,最上行与最下行也相邻。
  3. 检查每个 1 的四个邻格(上、下、左、右,循环绕回)。
显示答案和解析

卡诺图:各格按格雷码(00, 01, 11, 10)排列,所以相邻的格子(包括跨越边界的格子)恰好只有一个变量不同。把 1 圈成由 1、2、4、8 或 16 个格子组成的矩形,圈尽可能大、尽可能少,直到每个 1 都被覆盖。每个圈对应一个乘积项:圈内保持不变的变量。由 2ᵏ 个格子组成的圈会消去 k 个变量。无关项 (X) 可用来使圈变大,但不必被覆盖。改为圈 0 则得到最简 POS 形式。

每个 1 的邻格

有相邻 1 的 1 可以加入由两个或更多格子组成的圈。

m3: m2, m1, m7, m11 → 0
ABCD00011110000111101111111

孤立的 1

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

答案

AB = 00, CD = 11

练习方式

  • “练习本课程”会混合出该课程所有主题的题目,就像真正的考试一样。
  • 每道题的数值都不同,让你掌握方法,而不是记住答案。
  • 卡住了?先打开一个小提示,需要时再查看完整解析。
  • 模拟考试限时且没有提示,结束后你会得到分数和完整的回顾。

本课程的计算器

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