【数字电路期末考试模拟题5及答案】以下是一份为数字电路课程设计的期末考试模拟题，适用于复习与自我检测。本题旨在帮助学生巩固所学知识，掌握基本逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路以及相关应用的基本原理和分析方法。
一、选择题（每题2分，共10分）
1. 下列哪种逻辑门可以实现“与非”功能？
A. 与门
B. 或门
C. 与非门
D. 异或门
2. 在二进制中，十进制数13对应的表示是：
A. 1010
B. 1101
C. 1001
D. 1110
3. 下列哪项属于组合逻辑电路？
A. 触发器
B. 计数器
C. 编码器
D. 寄存器
4. JK触发器在J=1、K=1时的功能是：
A. 置0
B. 置1
C. 保持
D. 翻转
5. 一个四位二进制计数器最多可以表示多少个不同的状态？
A. 4
B. 8
C. 16
D. 32
二、填空题（每空2分，共10分）
1. 逻辑函数F = A + BC 的最小项表达式为 __________。
2. 三态门的第三种状态称为 __________。
3. 74LS138是一个 __________译码器。
4. T触发器在T=1时的功能是 __________。
5. 逻辑电路中，若输入信号发生变化而输出没有立即变化，这种现象称为 __________。
三、简答题（每题5分，共15分）
1. 简述逻辑门的基本类型及其功能。
2. 说明什么是卡诺图，并简要描述其用途。
3. 请解释同步时序电路与异步时序电路的区别。
四、分析题（每题10分，共20分）
1. 设计一个三人表决电路，要求当至少两人同意时输出为1，否则为0。写出真值表并用逻辑门实现该电路。
2. 分析如下电路结构，写出其逻辑表达式，并画出其简化后的逻辑图。
```
A ──┐
│
B ──┤ NAND ── Y
│
C ──┘
```
五、综合题（15分）
设计一个4位二进制加法器，使用全加器（FA）构建。要求：
1. 列出所需全加器的数量；
2. 画出电路结构图；
3. 说明其工作原理。
六、附加题（10分）
请用Verilog语言编写一个4位二进制计数器模块，支持清零和使能控制。
参考答案
一、选择题
1. C
2. B
3. C
4. D
5. C
二、填空题
1. m1, m3, m5, m7
2. 高阻态
3. 3线-8线
4. 翻转
5. 险象
三、简答题
1. 常见逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）等，分别用于实现不同逻辑运算。
2. 卡诺图是一种用于简化逻辑函数的图形工具，通过将相邻的最小项合并，减少逻辑表达式的复杂度。
3. 同步时序电路的所有触发器由统一的时钟信号控制，而异步时序电路则没有统一的时钟，各触发器的状态变化依赖于输入信号的变化。
四、分析题
1. 真值表如下所示：
| A | B | C | 输出Y |
|---|---|---|-------|
| 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 |
逻辑表达式为：Y = AB + AC + BC
可用与门和或门实现。
2. 逻辑表达式为：Y = (A · B · C)'，即Y为A、B、C的与非结果。
五、综合题
1. 需要4个全加器。
2. 电路结构为逐级进位连接。
3. 每个全加器接收两个输入位和来自前一位的进位，产生当前位的和与新的进位。
六、附加题
```verilog
module counter_4bit (
input clk,
input rst,
input en,
output reg [3:0] count
);
always @(posedge clk or posedge rst)
begin
if (rst)
count <= 4'b0000;
else if (en)
count <= count + 1;
end
endmodule
```
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