《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課后習(xí)題及參考答案

1、第1章習(xí)題與參考答案【題1T】 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。(1) 25; (2) 43; (3) 56; (4) 78解:(1) 25= (IlOOl) 2= (31) 8= (19) 6(2) 43= (IOlOlI) 2= (53) 8= (2B) 16(3) 56= (IllOOO) 2= (70) 8= (38) “(4) (IOOlIlO) 2、(116) 8. (4E) 16【題1-2】 將下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。(1) : (2)； (3); (4)解：(1) =177(2) =170(3) =241(4) =136【題1-3】將下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為

2、十進(jìn)制數(shù)。(1) FF; (2) 3FF； (3) AB； (4) 13FF解：(1) (FF) 16=255(2) (3FF) 16=1023(3) (AB) 16=171(4) (13FF) 16=5119【題1-4】將下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(1) 11; (2) 9C; (3) B1； (4) AF解：(1) (11) I6= (OOOlOOOl) 2(2) (90 16= O 2(3) (Bl) 16= (IOll OOOl)(4) (AF) 16= O 2【題1-5】 將下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。(1) ; (2)； (3); (4)解：(1 ) 0 2=(2) () 2二

3、(3) O 2=【題1-6】將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(1) ; (2)； (3); (4)解：(D = () 2(2) = () 2(3) = O 2(4) =()【題1-7】寫(xiě)出下列二進(jìn)制數(shù)的反碼與補(bǔ)碼(最高位為符號(hào)位)。(1) OllOll00; (2)； (3); (4)解：(1) OllOIlOO是正數(shù)，所以其反碼、補(bǔ)碼與原碼相同，為OllOIlOO(2) 反碼為，補(bǔ)碼為(3) 反碼為，補(bǔ)碼為(4) 反碼為，補(bǔ)碼為【題1-8】 將下列自然二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成格雷碼。000; 001; 010; 011; 100; 101: 110; 111解:格雷碼：000、001 > 011.

4、 010、110. 111. IOR 100【題1-9】 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼。(D 25; (2) 34； (3) 78; (4) 152解：(1) 25= (OOlO OlOl) BCo(2) 34= (OOll OlOO) BCD(3) 78= (OIll IOOO) BCD(4) 152= (OOOl 0101 OolO) BCD【題1-10試寫(xiě)出3位和4位二進(jìn)制數(shù)的格雷碼。解：4位數(shù)格雷碼；0000、OOOk OOIR 0010. 0110. OIlk OlOK 0100、門(mén)00、1101.IlIK 1010. IOIK IOOK 1000、第2章習(xí)題與參考答案【題2-1試畫(huà)

5、出圖題2T (a)所示電路在輸入圖題2T (b)波形時(shí)的輸出端E C的波形。解:圖題2-1解:L廠【題2-2】試畫(huà)出圖題2-2 (a)所示電路在輸入圖題2-2 (b)波形時(shí)的輸出端K /的波形。(a)(b>圖題2-2A J_|X _n1_Y -TJ!_J L【題2-3】 試畫(huà)出圖題2-3 (a)所示電路在輸入圖題2-3 (b)波形時(shí)的輸出端K Y的波形。JLL(b)圖題2-3解:LrnLT-LFl【題2-4】試畫(huà)出圖題2-4 (a)所示電路在輸入圖題2-4 (b)波形時(shí)的輸出端K Y的波形。tf5!LL<b)圖題2-4解:l_5 LrLrol-LrLnJ LrLnnr【題2-5】

6、試設(shè)計(jì)一邏輯電路，其信號(hào)M可以控制信號(hào)&使輸出丫根據(jù)需要為或BO解：可采用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)，y = ÷AB,邏輯電路如下：【題2-6】某溫度與壓力檢測(cè)裝置在壓力信號(hào)力或溫度信號(hào)3中 有一個(gè)出現(xiàn)高電平時(shí)，輸出低電平的報(bào)警信號(hào)，試用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)該 檢測(cè)裝置。解：壓力信號(hào)、溫度信號(hào)與報(bào)警信號(hào)之間的關(guān)系為：Y = ATBf 有如下邏輯圖?！绢}2-7】某印刷裁紙機(jī)，只有操作工人的左右手同時(shí)按下開(kāi)關(guān)S與3時(shí)，才能進(jìn)行裁紙操作，試用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)該控制。解：開(kāi)關(guān)A、B與裁紙操作之間的關(guān)系為Y = A + Bf邏輯圖如下:【題2-8】 某生產(chǎn)設(shè)備上有水壓信號(hào)M與重量信號(hào)E當(dāng)兩信號(hào) 同時(shí)為低電平時(shí)，檢測(cè)電

7、路輸出高電平信號(hào)報(bào)警，試用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn) 該報(bào)警裝置。解：水壓信號(hào)A、重量信號(hào)B與報(bào)警信號(hào)之間的關(guān)系為Y =邏輯圖如下：【題2-9】 如果如下乘積項(xiàng)的值為1,試寫(xiě)出該乘積項(xiàng)中每個(gè)邏 輯變量的取值。(1) AB (2) ABC； (3) ABC (4) ABC解：(1) A=1, B=I(2) A=R B二 1、C=O(3) A=O, B=1, C=O(4) A=I, B=O 或 C=I【題2-10如果如下和項(xiàng)的值為0,試寫(xiě)出該和項(xiàng)中每個(gè)邏輯 變量的取值。(1 ) A + B : (2) A + BC ； (3) A + B + C ； (4)A + B + C解：(1) A=0, B=O(2) A

8、=0, B=I 或 C=I(3) A=1, B=0, C=I(4) A=0, B=I 或 C=O【題2-11對(duì)于如下邏輯函數(shù)式中變量的所有取值，寫(xiě)出對(duì)應(yīng) 卩的值。(1 ) Y = ABC+ AB : (2) Y = (A + B)(A + B)解：(1 ) Y = ABC +AB =A (C+B)ABCY00000010010001101001101111001111(2) r = (A + B)(A÷) =A當(dāng)A取1時(shí)，輸出Y為1,其他情況Y二0?！绢}2-12試證明如下邏輯函數(shù)等式。(1 ) ABABC = AB ；(2) AB(Ce)AC = ABAC ；(3) A(BCBC)

9、AC A(BC) + AC解：(1 )左邊=ABABC = AB(i + C) = AB =右邊(2) 左邊=AB (C + C)÷AC = AB÷C=右邊(3) 左邊二 A (C÷BC) + C=A (BC)+ AC =右邊【題2-13對(duì)如下邏輯函數(shù)式實(shí)行摩根定理變換。(1 ) YX =÷B ； (2) 2 AB ； (3) Y3= AB(CD) ； (4) Kt = (A÷C÷CD)+ BC解：(1)K=A + 8 = AB(2) Y2AB AB(3) Y3 =AC÷D) = AB + (C + D) = + B + C

10、D(4)K4 = (A ÷ BC +CD)÷ BC = (ABCXC +D)÷ C = ABC÷ ABCD +BC = BC +BC = B÷fiC【題2-14試用代數(shù)法化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。(1 ) Y1 =(A÷) : (2) Y2 BC BC : (3) YA(AAB)解:匕=A(A + B) =A(2) Y2 BC BC=Q(3) h=A(A +亦)=A【題2-15試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)與或式。(1 ) Yi AB ABC ABCD ABC DE : (2) Y2ABABCA ；(3) E=AB+7 +扇 CAB解

11、:(1)YX AB ABC+ ABCD ABC DE AB(2) Y2= AB ABC A= A+C(3) Y3=AB(A + B) CAB = B+C【題2-16試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)與或式。(I)K =ABC + (A + B + C) + CD ； (2) Y2 ABCD ABCD ABCD ；(3) Y3 = ABC(AB ÷C(BC÷ Ac)W: (1 ) Yl =ABC(AB+A B CD = AB(2) Y2 ABCDABCDABCD= AB+CD(3) h= ABC( AB ÷C(BC + AC)二 ABC【題2-17將如下邏輯函數(shù)式

12、轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)之和形式。(1 ) Yl =(A÷B)(C÷) ； (2) Y2=(ABC)C ； (3) 5=AB + CD(aE + CD);(4) YA=AB(BCBD)解：(1 ) Yl =(A÷B)(C + B) = Y/n (1,567)(2) Y2 (ABC)C = m (57)(3) 人=AB+ CD么用+ CD)二工加(3,7,11,12,13,14,15)(4) Y4 AB(BCBD) (1345)【題2-18試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。(1 ) Yi ABC ABC B ；(2) K> =A÷BC÷AB ；(3) Y3

13、ACABAB ；(4) YaAB C + AC + C解:(1 ) =ABCABCBYI = A÷B(2) y2 = aabcab ;< 1111A弋 OO DI 11 10Y2=A(3) YyACABAB(4) K4 =AB C + AC + CY4=A + C【題2-19試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。解:(1 ) F(A".UD) =藝加(0丄2,&9,1(M2,13,14.15)；(2) F(A、BeD) =工m(2.4.567,11245)；(3) F(A,B,C,D) = Z m(09 2.4.6,7. & 12,14,15)L1UAD OO

14、 011110YCD + AD +BC【題2-20試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下具有任意項(xiàng)的邏輯函數(shù)式。解:(1 ) F(AMCD) = 01(3,5,&9,10,12) + 藝(0丄2,13)；解:(2) F(A,B,C,D) = Em(4,5,6,13,14,15) +d(&9,10.12)；A×sD 00011110Y1= BC +BD +AB(3) F(B,GD) = m(Q9 2,9,11,13) +d(4,8,10,15)Yi=AD+ BD【題2-21將如下邏輯函數(shù)式畫(huà)成真值表。(I) W HAB十BC -XOOOOAOOOOBOOXOOCkMOOOOO-<(2

15、) 丁 H(A+ B)C -OOOAOOBOXOCOOOYXXOOOOOOXOk兵 h(a + b)(0+c)XOOOOAOOOOBOXOOOCOkMOOOY【題2-22將如下邏輯函數(shù)式畫(huà)成真值表。解：ABCYOOOOOO1OO1O1O11O1OOO1O1111OO1111(1 )斤 ABC BCABC ；F1 ABCD ABCDABCD ABCDXXXOOOOOOOOAOOOOOOOOBOOOOOOOOCOXOOXOOMOXODOOOOOOOOOOY111OO1111O【題2-23寫(xiě)出圖題2-23所示邏輯電路的邏輯函數(shù)式。圖題2-23解：(1) y = AB = A + B(2) r = (

16、A + B)C = C + C【題2-24畫(huà)出如下邏輯函數(shù)式的邏輯電路圖。(1 ) ABAB :AB(2) ABABABC ；B(3) AB(CD)；AB CD(4) AB(CD(Be)BCD【題2-25寫(xiě)出表題2-25的與或邏輯函數(shù)式表題2_25Y ABC ABC ABC ABC【題2-26 用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)o (1 ) F = ABC = BC(2) F = ABCb = ABCD = ABCDIo-(3) F = (AB)(CD) = ACBCADBD AC BC AD BD AC BC ADBD【題2-27用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)題2-26中的邏輯函數(shù)。(1 ) F = ABC = ABC

17、 B(2) F = ABCD = ABCD B DF = (AB)(CD) = ACBCADBD = ACTBCTADTBD ACBC ADBD= (÷O (B + C) (A + D) ( + D) = (A + O + (÷O÷(A÷D) + (÷D)s-第3章習(xí)題與參考答案【題3-1】 試畫(huà)出74HC與74LS系列邏輯門(mén)電路的輸出邏輯電 平與輸入邏輯電平示意圖。解：74HC系列(5V):74LS系列：5V CMoS【題3-2】某邏輯門(mén)的輸入低電平信號(hào)范圍為312 V,輸入高電平范圍為312 V。若該邏輯門(mén)的輸入電壓值為5 V、8 V、+5

18、 V、÷8 V,對(duì)于正邏輯約定，這些電壓值各代表什么邏輯值若是采用負(fù)邏輯約定，這些電壓值各代表什么邏輯值解：一5V、-8V代表邏輯O; +5V、+8V代表邏輯1若是復(fù)邏輯：一5V、-8V代表邏輯1; +5V、÷8V 代表邏輯0【題3-3】CMOS非門(mén)電路采用什么類(lèi)型的MoS管解：采用一個(gè)PMoS管和一個(gè)NMOS管。【題3-4】 試確定圖題3-4所示的MoS管中，哪些是導(dǎo)通的哪些 是截止的5V(a)圖題3-4解：(a)通；(b)通；(C)通；(d)通【題3-5試分析圖題3-5所示MoS電路的邏輯功能，寫(xiě)出Y端的邏輯函數(shù)式，并畫(huà)出邏輯圖。rCC圖題3-5解：ABCDY00001

19、0001000100001100100101010O11OOO111O1OOO11OO1O1O1OO1O11O11OOO11O1O111OO1111OXXXOOOOOOOOXOOOOXkOOOOOOOOMkOOOOOOOOOOOXOXXOXXXOXkXX>kk11110Y=AB+C+D【題3-6】 請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在 V電源時(shí)的高 電平與低電平噪聲容限。解：查手冊(cè)74HC04, VCC二時(shí)：VILmaX：20 U A 負(fù)載電流時(shí):V0Hflin=, VOLmaX=VNL= VILmaX VOLmax=VNH= VOHmin V IHmin""&quo

20、t;41A 負(fù)載電流時(shí)：VOHmin= 9 VOLmaX=VI LmaX V 0L<r×VOHm【題3-7】某門(mén)電路的輸出電流值為負(fù)數(shù)，請(qǐng)確定該電流是拉電 流還是灌電流。解：流出芯片的電流為負(fù)數(shù)，因此為拉電流。【題3-8】 請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在拉電流4 mA負(fù) 載時(shí)，可否保持ti> 4V (KC=)o解：可以保持Vw>4V,因?yàn)閂師F【題3-9】 請(qǐng)查閱74HCO4手冊(cè)，確定該器件在灌電流4 mA負(fù) 載時(shí)，可否保持KLmax< (Kc=)o解：可以保持VM,因?yàn)閂 OLmaX=O【題3-10請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在驅(qū)動(dòng)74HCOO時(shí)

21、的 高電平與低電平扇出系數(shù)。解：若輸出高電平為時(shí)，高電平扇出系數(shù)N H=IOHMX/I. H=I A=20若扇出低電平為時(shí)，低電平扇出系數(shù)NL=IOLmaXlL=I UA =20【題3-11查閱商業(yè)溫度范圍的74HCOO芯片手冊(cè)，回答如下問(wèn) 題:(1)電源電壓范圍;(2) 輸出高電平電壓范圍；(3) 輸出低電平電壓范圍；(4) 輸入高電平電壓范圍(5) 輸入低電平電壓范圍；(6) 該芯片的靜態(tài)電源電流；(7) 典型傳播延遲時(shí)間；(8) 扇出系數(shù)。解：(1)電源電壓范圍26V(2)輸出高電平范圍：當(dāng)lw20A時(shí)：(Vcc-) Vcc當(dāng) VCC二3V、| oh 時(shí)：3V當(dāng) Vccr | IohI

22、4mA 時(shí)：當(dāng) VCC二6V、I IohI 時(shí)：6V(3)輸出低電平范圍：當(dāng)IOLW20A時(shí)：GND+當(dāng) Vcc=3V> I I0lI時(shí)：0V當(dāng) Vcc= > I IOLI 4mA 時(shí)：0V當(dāng) VCC 二 6V、I ol 時(shí)：0V(4) 輸入高電平電壓范圍當(dāng) Vcc=2V 時(shí),2V當(dāng) Vcc=3V 時(shí),3V當(dāng)VCC=時(shí),當(dāng) Vcc=6V 時(shí),6V(5) 輸入低電平電壓范圍；當(dāng) Vcc=2V 時(shí)，0V當(dāng) Vcc=3V 時(shí)，0V當(dāng) VCC=時(shí),0V當(dāng) Vcc=6V 時(shí),0V(6)該芯片的靜態(tài)電源電流；6V時(shí)：2A每封裝(7)典型傳播延遲時(shí)間;Vcc=2V 時(shí)，tPHL= tPLH=75

23、ns;Vcc=3V 時(shí)，tpHL= tpLH=30ns;VCC二時(shí)，tpHL二 tPLH=I 5ns;Vcc=2V 時(shí)，tPHL= tPLH=13ns;(8)扇出系數(shù)。如果保證輸出電流小于20 A時(shí)輸出高低電平，則由于輸入漏電流為土 1 A,因此有扇出系數(shù)為20?！绢}3-12請(qǐng)敘述CMoS數(shù)字電路輸入端不能懸空的原因。解：因?yàn)镃MOS電路的輸入端具有非常高的輸入阻抗，容易受到 干擾，一旦受到干擾后，會(huì)使輸出電平發(fā)生轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生功耗，因此 輸入端不能懸空，應(yīng)該連接確定的邏輯電平?！绢}3-13去耦電容的安裝位置與芯片電源引腳之間的距離有 何關(guān)系 解：去耦電容的作用是消除芯片動(dòng)作對(duì)電源電流的影響，或是

24、消除 電源電壓波動(dòng)對(duì)芯片的影響，因此越接近芯片的電源引腳越好。【題3-14門(mén)電路有哪兩個(gè)重要時(shí)間參數(shù)各有何意義解：一個(gè)是輸出瞬變時(shí)間，門(mén)電路的輸出從一個(gè)狀態(tài)向另外一 個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要的過(guò)渡時(shí)間。另外一個(gè)是傳輸延遲時(shí)間，是輸入信號(hào)變化到輸出信號(hào)變化之 間需要的時(shí)間?！绢}3-15某CMoS開(kāi)漏輸出門(mén)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，若電源電壓為5V,發(fā)光二極管電流為5mA,發(fā)光管壓降為，試計(jì)算上拉電阻值。解：忽略開(kāi)漏輸出門(mén)的管壓降，上拉電阻RV O 5=【題3-16試判斷圖題3-16中哪個(gè)三極管是導(dǎo)通或是截止的。圖題3T 6解：(a)導(dǎo)通；(b)截止；(C)導(dǎo)通；(d)截止【題3-17請(qǐng)查閱74LSOO手冊(cè)，確定該門(mén)

25、的高電平與低電平噪 聲容限。解：查手冊(cè)74LS00, VCC5V時(shí)：VlHmin=2V,VILmaX：-400 HA 拉電流時(shí):V0lin=; 8mA 灌電流時(shí),VOueX=低電平噪聲容限：VNL= VT-VOTF-二高電平噪聲容限：VNF VOtein-VlH.i=-2V=【題3-18請(qǐng)回答TTL電路的灌電流能力強(qiáng)還是拉電流能力強(qiáng) 解：灌電流能力為8mA,拉電流能力為，因此灌電流能力強(qiáng)?！绢}3-19試計(jì)算74LS系列門(mén)驅(qū)動(dòng)74LS系列門(mén)時(shí)的扇出系數(shù)。解：查手冊(cè)可知，Ih=20uA; Iu=因此有 NH= I 咲 /1 Irtna=400/20=20NL= I OLma 5ax=8二20【題3

26、-20當(dāng)74LS系列門(mén)電路采用拉電流方式驅(qū)動(dòng)流過(guò)5mA電 流的發(fā)光二極管時(shí)，出現(xiàn)什么情況若是采用74HC系列電路驅(qū)動(dòng)，有 什么不同嗎解：74LS下列電路的拉電流能力只有，因此驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管 時(shí)，二極管亮度很小；而采用74HC系列電路時(shí)，有足夠的驅(qū)動(dòng)能力 使發(fā)光二極管發(fā)光。【題3-21連接5V電壓的上拉電阻要保持15個(gè)74LSOO輸入為 高電平，上拉電阻的最大阻值是多少若按照計(jì)算的最大阻值，高電 平噪聲容限為多少解：若使上拉高電平與74LS輸出高電平VoHmin相同，則有RmaX= (VCC-VOHnifl) / (15× Iihmx) = (5-) / (15×20A) =

27、Q選為Q。對(duì)于所選Q電阻，有上拉高電平二5 ( × (15×20A)=,因此有噪聲容限為?！绢}3-22有源輸出(圖騰柱)與集電極開(kāi)路(OC)輸出之間 有什么區(qū)別解：OC門(mén)輸出端只能輸出低電平和開(kāi)路狀態(tài)，其輸出級(jí)需要上 拉電阻才能輸出高電平，且上拉電源可以與芯片電源不同，因此常 用于不同電源電壓芯片之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平變換，OC門(mén)輸出端可以并 聯(lián)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)與；有源輸出可以輸出低電平與高電平，兩個(gè)有源輸出端連接在一 起時(shí)，若是一個(gè)輸出端輸出高電平，另外一個(gè)輸出端輸出低電平時(shí), 可引起較大電流損壞輸出級(jí)?！绢}3-23查閱商業(yè)溫度范圍的74LSOO芯片手冊(cè)，回答如下問(wèn) 題：(1)電源電壓范

28、圍；(2)輸出高電平電壓范圍;(3) 輸出低電平電壓范圍;(4) 輸入高電平電壓范圍；(5) 輸入低電平電壓范圍；(6) 該芯片的電源電流；(7) 典型傳播延遲時(shí)間；(8) 扇出系數(shù)。解：(1)電源電壓范圍(2)輸出高電平范圍：當(dāng)l0H時(shí)：5V(3)輸出低電平范圍：當(dāng)0L8mA時(shí)：0(4) 輸入高電平電壓范圍：2V5V(5) 輸入低電平電壓范圍；0(6) 該芯片的靜態(tài)電源電流；時(shí)：ICCF每封裝時(shí)：ICCL=每封裝(7) 典型傳播延遲時(shí)間;七戸乩=Wns;t plh=9s :(8)扇出系數(shù)。高電平輸入電流I h=20 A,輸出IOH為400 A,因此高電平扇 出系數(shù)為20o低電平輸入電流Iil

29、=,輸出IoL為8mA,因此低電平輸出心事為20o【題3-24試確定圖題3-24所示74LS 電路的輸出狀態(tài)(設(shè)電源KC為5 V)O解:YI二高電平；Y2二開(kāi)路；Y3二高電平；Y4二高阻；Y5二高電平;Y6二高電平Y(jié)7二高電平；Y8二高阻；Y9二高電平；YIO二高電平【題3-25試確定圖題3-25所示74HC H電路的輸出狀態(tài)（設(shè)電源KC為5 V）O圖題3-25解：YI二高電平；Y2二低電平；Y3二低電平【題3-26試確定圖題3-26所示74LS門(mén)電路的輸出負(fù)載是灌 電流還是拉電流，并確定最大電流值。A低懸空?qǐng)D題3-26解：(1)輸出低電平，因此是灌電流負(fù)載，保證輸出為時(shí)的最大 電流值為8mA

30、 o(2)輸出高電平，因此是拉電流負(fù)載，保證輸出為時(shí)的最大 電流值為。【題3-27寫(xiě)出圖題3-27所示電路的邏輯函數(shù)式。若是每個(gè)門(mén) 的ol <ma×> =20mA, 14皿)二，假設(shè)卩端連接10個(gè)TTL負(fù)載。試求電源 電壓是5V情況下的最小上拉電阻值。+5 VA&BC&DQE&FO圖題3-27解：邏輯函數(shù)式：Y = AB CD EF若假設(shè)每個(gè)LS TTL低電平輸入電流為，則有:Rmin- (VCC-VOLmaX) / ( IoLmaX _ 1 0 × )=(5V-) / (20mA-4mA) 【題3-28圖題3-28所示的74LS電路中，

31、若是仏為下列情況時(shí)，仏為多少（這里假設(shè)電壓表內(nèi)阻為50k ）o(1)仏懸空。(2)仏接低電平()。(3)仏接高電平Oo(4)仏經(jīng)過(guò)68電阻接地。(5)仏經(jīng)過(guò)IOk電阻接地題 3-28解：設(shè)肖特基二極管壓降為，晶體管發(fā)射結(jié)壓降，則有(1) V,21V; (2) V12; (3) V21V; (4) V,20V; (5) V121V；【題3-29試說(shuō)明如下各種門(mén)電路中哪些輸出端可以直接并聯(lián) 使用(1) 具有推拉輸出(圖騰柱)的TTL電路。(2) TTL電路OC門(mén)。(3) TTL電路三態(tài)門(mén)。(4) 具有互補(bǔ)輸出(非門(mén))結(jié)構(gòu)的CMOS電路。(5) CMOS 電路 OD 門(mén)。(6) CMOS電路三態(tài)門(mén)。

32、解：(2) (3) (5) (6)可以。第4章習(xí)題與參考答案【題4T】寫(xiě)出圖題4T的輸出邏輯函數(shù)式。圖題4T解：(1 ) Y =ABACA = AC(2) K2 = AB + ACD÷BDD = A(B + CD) = + Fc = A÷C + BD【題4-2】 使用與門(mén)、或門(mén)實(shí)現(xiàn)如下的邏輯函數(shù)式。(1 ) Y ABCD (2) Y2=A(CDB) (3) W=AB+ C解:A BCD【題4-3】使用與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)，或者與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)的組合 實(shí)現(xiàn)如下的邏輯函數(shù)式。(1 ) Yl =AB + BC (2) Yl=A(C+ B)(3) Yi = ABC + B(EF+ G)

33、【題4-4】 試寫(xiě)出圖題4-4所示電路的邏輯函數(shù)式，列出真值 表，并分析該電路的邏輯功能。圖題4-4解：Y = AB+AC+BCABCYlOOOOOO1OO1OOO1111OOO1O1111O11111此電路是三人表決電路，只要有兩個(gè)人輸入1,輸出就是1。Yl = ABCD ABCD ABCD ABCD = ABCD ÷ ABCD + ABCD + ABCDABCDY2OOOOOOOO1OOO1OOOO11OO1OOOO1O1OO11OOO11111OOOO1OO1O1O1OO1O11111OOO11O11111O11111O該電路在4個(gè)輸入中有3個(gè)為1時(shí)，輸出Y2為1?！绢}4-5】

34、 邏輯電路與其輸入端的波形如圖題4-5所示，試畫(huà)出邏輯電路輸出端/的波形。II 7-&>CPAy圖題4-5解：r = A÷B廠IJL一【題4-6】 圖題4-6所示的邏輯電路中，與非門(mén)為74LS00,或非門(mén)是74LS02,非門(mén)是74LS04o試分析該電路的最大傳輸延遲時(shí)間。圖題4- 6解：74LS00. 74LS02和74LSo4的最大打肌和七旺都是15ns,因?yàn)锳信號(hào)經(jīng)過(guò)4級(jí)門(mén)達(dá)到輸出端X,因此最大傳輸延遲時(shí)間為4X15ns-60nso【題4-7】圖題4-7所示的是家用報(bào)警器裝置，該裝置具有6個(gè)開(kāi)關(guān)，各開(kāi)關(guān)動(dòng)作如下:ToSJTUCCOi Q.SO8圖題4-7人工報(bào)警開(kāi)關(guān)

35、M,該開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，報(bào)警信號(hào)ALARM=I,開(kāi)始報(bào)警。報(bào)警使能開(kāi)關(guān)EN,該開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，窗戶(hù)、門(mén)和車(chē)庫(kù)信號(hào)才能使ALARM=Io復(fù)位開(kāi)關(guān)RST,該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，取消報(bào)警。窗戶(hù)開(kāi)關(guān)W,該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=I,開(kāi)始報(bào)警。門(mén)開(kāi)關(guān)D,該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=I, 開(kāi)始報(bào)警。車(chē)庫(kù)開(kāi)關(guān)G,該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=I, 開(kāi)始報(bào)警。(1) 試寫(xiě)出圖示電路的邏輯函數(shù)式。(2) 該報(bào)警裝置采用了 HC、LS和HCT系列的門(mén)電路，試計(jì)算電路 接口之間的噪聲容限。(3) 確定開(kāi)關(guān)與74HC04之間、74HCT32與9013晶體管之間的接 口電路是否

36、可以正確動(dòng)作。(4) 試計(jì)算該電路的最大靜態(tài)功耗，若用5V電壓、80OmAh的 電池供電，可以工作多長(zhǎng)時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源電流如下：四2輸入或門(mén)74HCT32的靜態(tài)電源電流cc=20 A,每個(gè)引腳附加 電源電流ZUcc=;六非門(mén)74HCo4的電源電流cc=2 A；四2輸入與門(mén) 74LS08 的電源電流 cch= , ccl= o解：(1 )圖示電路的邏輯函數(shù)式為：ALARM =M + ENRSf(W + D + G)(2)三種邏輯電路之間的噪聲容限74HCo4驅(qū)動(dòng)74LS08,高電平噪聲容限為一2V二；低電平噪聲容限一二。74HCT的輸入信號(hào)兼容TTL,因此LS08電路可以驅(qū)動(dòng)HCT32電 路

37、，因此噪聲容限計(jì)算如下：高電平噪聲容限二二；低電平噪聲容限為。(3) 輸入開(kāi)關(guān)與邏輯電路之間、邏輯電路與9013晶體管之間 是否正常動(dòng)作輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)RST、D、G、W的與74HC04連接，由于HC系列電 路的輸入電阻很大，只需要1 A電流，因此開(kāi)關(guān)信號(hào)的高電平近似 為5V,低電平近似為0,因此高電平噪聲容限為，低電平噪聲容限 為；輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)EN與74LS08連接，74LS08低電平輸入電流為， 因下拉電阻為1k,因此輸入低電平V丄為，因此低電平噪聲容限為 一二，高電平噪聲容限為5V-2V=3Vo輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)M與74HCT32連接，由于74HCT32的輸入電流為 1 A,因此開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)的高電

38、平接近于5V,低電平接近于0V,因 此高電平噪聲容限為5V-2V二3V,低電平噪聲容限為一仁；HCT32的高電平驅(qū)動(dòng)能力在4mA時(shí)，可保證輸出高電平為4V,因 此有9013三極管的基極電流為IB= (VOHTOX-VBE) /R6= O / =o若9013 的電流放大倍數(shù)為180倍，因此有臨界飽和集電極電流IC=X 180=270mA,也就是IC小于270mA時(shí)，9013處于飽和區(qū)，大于270mA 時(shí)9013處于放大區(qū)。若蜂鳴器SPK的工作電流為20mA,因此9013 可以可靠飽和導(dǎo)通。(4)試計(jì)算該電路的最大靜態(tài)功耗，若用5V電壓、80OnlAh的 電池供電，可以工作多長(zhǎng)時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源

39、電流如下：74HC04的靜態(tài)電流為2 AO若是4個(gè)門(mén)都輸出高電平，每個(gè)驅(qū) 動(dòng)74LS08的高電平輸入電流為20 A,共80 AOICCO4=2 A+4×20 A =82 AO74HCT32的靜態(tài)電流為20 A；每個(gè)引腳附加電源電流，則附 加電源電流6× = ;報(bào)警時(shí)，74HCT32在輸出高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)三極管 的基極電流為。不報(bào)警時(shí)的電流：Icc32二20 A+6× =報(bào)警時(shí)的電流：I cc32=20 A+6 X +=74LS08 的平均靜態(tài)電流 ICCOB= (h+ /ocl) /2= (+) 2=o報(bào)警動(dòng)作時(shí)流過(guò)上下拉電阻的最大電流Ir=6× (5V1

40、k) =6mAo不報(bào)警動(dòng)作時(shí)，3個(gè)上下拉電阻的電流IR二3X (5V1k) =3mAo報(bào)警動(dòng)作時(shí)的蜂鳴器工作電流ISPK=20mAo蜂鳴器不報(bào)警動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：I CC= I CCo4+1 cc32* I Cco+1R =+3Au mA若是采用若用5V電壓、80OmAh的電池供電，可以工作時(shí)間 t=800o蜂鳴器動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：I CC= I CCo4+1 cc32* ICCO* r+ SPK=+6ctiA+20A U mA若是蜂鳴器一直報(bào)警，5V電壓.800mAh的電池只能工作約800/ 20ho若要增加運(yùn)行時(shí)間，需要全部使用HC系列芯片，同時(shí)將上下拉 電阻阻值增加到40

41、0k ,則蜂鳴器不動(dòng)作時(shí)的電源電流為：I CC= I CC04* I CC32* I CCO8* R=6A+8 A +14 A+ A X 3這里所用的HC電路的靜態(tài)電流都是2 A,每用一個(gè)引腳增加1 AO 3個(gè)上下拉電阻的電流為 A×3= A。因此800mAh的電池供電，可以工作時(shí)間t=80012121h,約為505天?！绢}4-8】 試用74LS147. 74LS04和74LS21組成一個(gè)09按鍵編碼器，要求輸出任一按鍵按下信號(hào)EN,并輸出高電平有效的編碼解：7ILS21 ÷5V741474 BCD【題4-9】試用門(mén)電路設(shè)計(jì)4線(xiàn)-2線(xiàn)優(yōu)先編碼器，輸入、輸出 信號(hào)都是高電平有

42、效，要求任一按鍵按下時(shí)，G為1,否則=0; 還要求沒(méi)有按鍵按下時(shí)，&信號(hào)為1,否則為0。解:DCBAAlAOGSEoOOOOO001OOO1O010OO1XO110O1XX10101XXX1110得到：1 = D + DC = D÷CAo = DCBDDCB GS = D+C + B+A eo75cba邏輯電路如下圖所示。 Lj-48s-i 寸卜 S E 【0L寸眾】涇怪庚|?H SN H Ul + JV + + HHo9 + 9PHG .9 P<:逹(ZSZ)=M= 6 G V)ZbuuCQ+9yHG E p<【題4-11 試用3線(xiàn)-8線(xiàn)譯碼器74LS138和門(mén)

43、電路實(shí)現(xiàn)一位二 進(jìn)制全減器（輸入為被減數(shù)、減數(shù)與來(lái)自低位的借位；輸出為差和 向高位的借位）。要求用按鍵輸入減數(shù)、被減數(shù)和進(jìn)位，發(fā)光二極管 顯示減法結(jié)果。解：F減借 位差借 位MNBSUBCOOOOOOO111O1O11O11O11OO1O1O1OO11OOO11111SUB M NB + MNB + M NB + MNB = m + 加2 + 加4 + 門(mén)=m m2 n4 mlMNB + MNB + MNB + MNB=m + m2 + m3 + ml = m m2 m3 ml÷5V【題4-12 試用74LS147. 74LS46. 74LS04與共陽(yáng)數(shù)碼管等元件設(shè)計(jì)一個(gè)O9按鍵輸入

44、，數(shù)碼管顯示按鍵數(shù)字值的電路。解:【題4-13試用門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)2選1數(shù)據(jù)選擇器。解：若是輸入信號(hào)為A、B,選擇信號(hào)為S,輸出信號(hào)為Y,則有:Y = SASB用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)如下:SAB【題4-14試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)如下函數(shù)。斤(G B9 A)AB+BCF2CD. C, B、A) = ABD÷ABCF£D, G B, A) ACDA BCD +BCBC DF4CD9 C9 B, A) = YO,23,5,7)解:FI = (D, C、B. A) = BACB= CBACBACBACBA CBACBACBA = mlm + m3F2(D. G B9 A) =

45、DBA÷CB=DCBA + DCBA ÷ DCBA ÷ DCBA = DCB (A)bCB CA)DCB (A) =m7(A) + m5(A) + m(A)F3CD9 G B9 A) = ACD+ BCD + BC + BC 5F3(D, C, B, A) = DCADCBACBDCBDCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBA = DCB CA)DCB(ADCB(A)DCB CAA)DCB ( + A) + DCB (A÷A)"w5(A) ÷ zz4(A) ÷ m( A) + z7(l) + /7/3(1) + /1(1)耳(D G B, A)=工加(0,2,3,5,7)= DCBADCBDCBADCB DCBA= DCB(A)DCB (AA)DCB(A)DCB (A)=zzO() + mi(i) + m2(A) + m3(A)7415 I【題4-15試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換 電路，輸入為3位二進(jìn)制代碼，輸出為3位格雷碼。解：ABCXYZOOOOOOOO1OO1O1OO11O