數(shù)字電子技術(shù)習題詳解

1、習題詳解第1章數(shù)字邏輯基礎1.1數(shù)值與編碼1 .課堂提問和討論T1.1.1數(shù)制是什么？什么是數(shù)碼？基數(shù)是什么？位權(quán)是什么？解：數(shù)制：多位數(shù)碼的構(gòu)成方式以及從低位到高位的進位規(guī)則。數(shù)碼：計數(shù)符號基數(shù)：數(shù)制所使用數(shù)碼的個數(shù)位權(quán)：數(shù)碼在不同位置上的倍率值T1.1.2十進制數(shù)有什么特點？二進制數(shù)有什么特點？解：十進制數(shù)的特點：(1) 采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個計數(shù)符號，亦稱數(shù)碼表示。(2) 十進制數(shù)中任一位可能出現(xiàn)的最大數(shù)碼是9,低位和相鄰高位之間的關(guān)系是“逢十進一”或“借一當十”，每一數(shù)碼處于不同的位置時，它所代表的數(shù)值是不同的，把一個十進制數(shù)表示成以10為底的哥求和的形式，稱為

2、按權(quán)展開。T1.1.3常用的二一十進制編碼有哪些？為什么說用4位二進制數(shù)碼對十進制數(shù)的10個數(shù)碼進行編碼的方案有很多？解：常用的二一十進制編碼有8421碼、2421(A)碼、2421(B)碼、5421碼、余3碼。4位二進制數(shù)碼有16種不同的組合，可任選其中的10種組合來進行十進制數(shù)的10個編碼，就有不同的二一十進制編碼方案。T1.1.4什么是有權(quán)BCD碼?什么是無權(quán)BCD碼?試舉例說明。解：有權(quán)BC加是以代碼的位權(quán)值命名的。8421碼、2421碼、5421碼都屬于有權(quán)碼。在這些表示09共10個數(shù)碼的4位二進制代碼中，每一位數(shù)碼都有確定的位權(quán)值。因此，按相應的位權(quán)展開，就可以求得該代碼所代表的十

3、進制數(shù)。無權(quán)BCD碼是沒有確定的位權(quán)值。例如余3碼是由8421BCD碼加3(0011)形成的，所以稱為余3BCM。T1.1.5格雷碼是什么碼？解：格雷碼是一種常見的無權(quán)碼，特點是任意相鄰兩組代碼之間只有一位代碼不同，且首尾0和15兩組代碼之間也只有一位代碼不同。2 .學生演講和演板Y1.1.1試將十進制數(shù)123.675轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，要求精確到10-3。解：2123余數(shù)21-611213012|1502I712|312。101所以整數(shù)部分(123)10=(1111011)2,若設小數(shù)部分要求誤差小于2-3,有0.6752=1.3510.352K=0.700.7>2=1.41所以小數(shù)部分(

4、0.675)10=(0.101)2所以(123.675)10=(1111011.101)2Y1.1.2為什么格雷碼能在信號傳輸和轉(zhuǎn)換過程中減少失誤，提高可靠性？解：格雷碼的特點是任意相鄰兩組代碼之間只有一位代碼不同，且首尾0和15兩組代碼之間也只有一位代碼不同。因此，格雷碼是循環(huán)碼。格雷碼的這個特點使它在代碼形成與傳輸中引起的誤差較小。3.課堂練習L1.1.1試將下列數(shù)值轉(zhuǎn)換為等值的二進制數(shù)。I 1)(80)16(2)(136.45)8(3)(372)8解：(1)十六進制數(shù)80JJ二進制數(shù)10001100所以(80)16=(10001100)2(2)八進制數(shù)136.45JJJJJ二進制數(shù)001

5、011110100101所以(136.45)8=(001011110.100101)2(3)八進制數(shù)372JJJ二進制數(shù)011111010所以(372)8=(011111010)2II .1.2試將下列十進制數(shù)表示為8421B0D碼。(1) (43)10(2)(95.12)10解：(1)(43)10=(01000011)8421BCD(2) (95.12)10=(10010101.00010010)8421bcdL1.1.3試將下列BCD碼轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。(1)(010101111001)8421BCD(2)(10001001.01110101)8421BCD(3) (010011001000

6、)5421BCD(4)(10001011)余3BCD解：(1)(010101111001)8421BCD=(579)10(2) (10001001.01110101)8421BCD=(89.75)10(3) (010011001000)5421BCD=(495)10(4) (10001011)余3BCD=(58)101.2邏輯代數(shù)1 .課堂提問和討論T1.2.1在邏輯代數(shù)中基本的邏輯關(guān)系有幾種？是哪幾種？試說出其邏輯運算的邏輯代數(shù)表達式，試列舉出幾個相關(guān)的實例。解：在邏輯代數(shù)中基本的邏輯關(guān)系有三種。分別是與邏輯、或邏輯、非邏輯。與邏輯：Y=AB或Y=AB或邏輯：Y=A+B非邏輯：Y=AT1.2

7、.2什么是復合邏輯？常用的復合邏輯有哪幾種？試舉例說明解：復合邏輯是在基本邏輯運算基礎上構(gòu)成的常用的復合邏輯有與非、或非、與或非、異或和同或T1.2.3異或和同或的邏輯關(guān)系是什么？試用真值表說明。解：同或的邏輯關(guān)系和異或的邏輯關(guān)系剛好相反。同或邏輯真值表ABY001010100111T1.2.4邏輯函數(shù)都有那些表示方法？解：邏輯函數(shù)有真值表、邏輯代數(shù)（函數(shù)）表達式、邏輯圖、波形圖T1.2.5邏輯代數(shù)的基本定律（基本公式）當中，哪些公式的運算規(guī)則和普通代數(shù)的運算規(guī)則相同？哪些不同、是需要特別記住的？解：運算規(guī)則相同的有交換律、結(jié)合律、分配律、反演律、還原律，其他的都不同。T1.2.6利用反演定理

8、求取原函數(shù)的反函數(shù)時，應如何處理變換的運算順序和非運算符號？解：利用反演定理求取原函數(shù)的反函數(shù)時，先運算括號里的內(nèi)容，其次進行與運算，最后進行或運算，并保留反變量以外的非號不變2 .學生演講和演板Y 1.2.1試畫出基本邏輯函數(shù)的邏輯符號，并寫出其對應的邏輯代數(shù)表達式和真值表。解：詳見教材Y 1.2.2與非、或非、與或非邏輯關(guān)系的邏輯符號，并寫出其對應的邏輯代數(shù)表達式和真值表。解：詳見教材Y 1.2.3試畫出異或和同或邏輯函數(shù)的邏輯符號，并寫出其對應的邏輯代數(shù)表達式和真值表。解：詳見教材3 .小組活動H1.2.1分小組討論，邏輯函數(shù)真值表、邏輯函數(shù)表達式、邏輯電路圖三者之間有什么關(guān)系？并簡述由

9、真值表寫出邏輯函數(shù)表達式的方法。解：邏輯函數(shù)真值表、邏輯函數(shù)表達式、邏輯電路圖三者之間相互聯(lián)系，并可以相互轉(zhuǎn)換。真值表寫出邏輯函數(shù)表達式的方法:找出真值表中使邏輯函數(shù)Y=1的那些輸入變量取值的組合；每組輸入變量取值的組合對應一個與項，組合中各變量取值為1的寫為原變量、取值為0的寫為反變量；將這些與項進行或運算，即得Y的邏輯函數(shù)表達式。H1.2.2分小組討論，實現(xiàn)一個確定邏輯功能的邏輯電路是不是惟一的？試舉例說明。解：不是惟一的。4 .課堂練習L1.2.2試用邏輯代數(shù)的基本定律(基本公式)證明J列型輯等式。(1) A(A+B)=A(2)AB+AB+AB=A+B解：(1)A(A+B)=A(吸收律)

10、(2) AB+aB+Ab=A(B+B)+Ab=A+Ab=A+B(吸收律)1.3邏輯函數(shù)的化簡1 .課堂提問和討論T1.3.1最簡與或表達式的標準是什么？化簡邏輯函數(shù)有什么實際意義？解：最簡與或表達式指的是其含有的乘積項(與項)數(shù)最少，且每個乘積項(與項)中含有的變量(因子)數(shù)最少的表達式?；嗊壿嫼瘮?shù)，對應的邏輯電路也會比較簡單。這不但可以節(jié)省元器件、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低成本、提高系統(tǒng)的可靠性，而且可以增強產(chǎn)品的市場競爭力。T1.3.2公式法化簡有哪幾種常用的方法？試舉例說明。解：邏輯函數(shù)公式化簡法就是反復應用邏輯代數(shù)的基本定律(基本公式)，以消去邏輯函數(shù)表達式中多余的乘積項和多余的因子，進行邏

11、輯函數(shù)化簡的方法。T1.3.3什么是最小項？最小項具有什么性質(zhì)？解：最小項是指邏輯函數(shù)中的一個乘積項(與項)，它包含了該邏輯函數(shù)中所有的變量，每個變量均以原變量或反變量的形式在乘積項(與項)中出現(xiàn)，且僅出現(xiàn)一次。最小項具有如下性質(zhì)：(1)對于任意一個最小項，輸入變量只有對應的一組取值組合使它的值為1,而在其他各組變量取值時，這個最小項的值都為0。(2)不同的最小項，使它的值為1的那一組輸入變量的取值也不同。(3)對于輸入變量的任一組取值組合，任意兩個最小項的乘積為0。(4)對于輸入變量的任一組取值組合，全體最小項之和為1。(5)若兩個最小項只有一個因子不同，則稱這兩個最小項具有相鄰性，且這兩個

12、最小項之和可以合并成一項并將一對不同的因子消去。T1.3.4使用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的依據(jù)是什么？解：利用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)依據(jù)的基本原理就是具有相鄰性的最小項可以合并，并消去不同的因子。T1.3.5什么是無關(guān)項？使用卡諾圖化簡具有無關(guān)項邏輯函數(shù)的原則是什么？解：在實際應用中，常會遇到邏輯函數(shù)中有時出現(xiàn)這樣的情況，即輸入變量的取值不是任意的，是受到限制和約束的，稱這些變量取值所對應的最小項為約束項。另外，也有這樣的情況，即對應于變量的某些取值，邏輯函數(shù)的值可以是任意的，或者這些變量的取值根本不會出現(xiàn)，稱這些變量取值所對應的最小項為任意項。約束項和任意項統(tǒng)稱為無關(guān)項。在化簡具有無關(guān)項的邏輯函數(shù)時，

13、由于無關(guān)項是0或1對邏輯函數(shù)都不會產(chǎn)生影響，所以無關(guān)項（符號X）是作為1還是0處理，是以所能得到的相鄰最小項矩形組合（卡諾圈）最大，且矩形組合（卡諾圈）的數(shù)目最少，即使邏輯函數(shù)盡量得到簡化為原則。2 .學生演講和演板Y1.3.1試畫出三變量和四變量的卡諾圖Y1.3.2試用公式法化簡邏輯函數(shù)Y=AD+AD+AB+7C+CD+ABEF。解：=A+AB+AC+CD+ABEF=A7CCDABEF=ACCDABEF=ACD3.小組活動H1.3.1分小組討論利用卡諾圖合并最小項的一般規(guī)則和步驟，試舉例說明。合并具有相鄰性的最小項時，應遵循下列原則：解：由相鄰最小項構(gòu)成的矩形（卡諾圈）應覆蓋卡諾圖中所有的“

14、1”項，且個數(shù)應盡可能少，這樣可使化簡后的與項個數(shù)最少； 由相鄰最小項構(gòu)成的矩形（卡諾圈），按2n個的規(guī)律，應盡可能的大，以包含盡可能多的最小項，這樣可使化簡后的每個乘積項（與項）包含的變量個數(shù)最少； 由相鄰最小項構(gòu)成的矩形（卡諾圈）選中的最小項可以重復，但至少有1個最小項是沒有被其他卡諾圈選擇過。H1.3.2分小組討論公式化簡法、卡諾圖化簡法各有什么優(yōu)缺點？解：公式化簡法計算量大，卡諾圖化簡相對簡便。1.1 將下列二進制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)、八進制數(shù)和十六進制數(shù)。(1) 1001B(2)11001011B(3)101100.011B(4)111110.111B解：(1)(1001)b=1X2

15、3+0X22+0X21+1X20=8+0+0+1=(9)d(1001)b=(001001)b=(11)o(1001)b=(9)h(2) (11001011)b=1X27+1X26+0X25+0X24+1X23+0X22+1X21+1X2°=128+64+°+°+8+°+2+1=(203)d(11001011)b=(011001011)b=(313)o(11001011)b=(CB)h(3) (101100.011)b=1X25+0X24+1X23+1X22+0X21+0X2°+0>2'1+1X2-2+1>2'3=32

16、+°+8+4+°+°+°+0.25+0.125=(44.375)d(101100.011)b=(54.3)o(101100.011)b=(00101100.0110)b=(2C.6)h(4) (111110.111)b=1X25+1X24+1X23+1X22+1X21+0X2°+1>2-1+1X2-2+1X2-3=32+16+8+4+2+°+°.5+0.25+0.125=(62.875)d(111110.111)b=(76.7)o(111110.111)b=(00111110.1110)b=(3E.E)h1.2 分別將

17、下列十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)和十六進制數(shù)。(1)57(2)321.46(3)解：(1)257212821142I72321°128(4)22.125(5)110.3751°°111所以(57)i°=(111001)2=(71)8=(39)i6(2)2|3212 |16。3 $002400202|l1021502|3I2100I所以整數(shù)部分(321)i°=(1010000°1)2,若設小數(shù)部分要求誤差小于2-5,有0.462x=°.96°0.962=1.9210.92>2=1.841°.84X

18、=1.6810.682=1.361所以小數(shù)部分(0.46)i°=(0.01111)2所以(321.46)i°=(101000001.01111)2=(501.36)8=(141.78)i6(3)2|32|料02330104 02202|10V所以(128)10=(10000000)2=(200)8=(80)16所以整數(shù)部分(22)10=(10110)2,若設小數(shù)部分要求誤差小于2-5,有(0.001)2(0.011)20.125>2=0.2500.252=0.500.5>2=1.0由于最后小數(shù)部分為零，其后的取整部分均為0。所以小數(shù)部分(0.125)10所以(2

19、2.125)10=(10110.001)2=(26.1)8=(16.2)165 5)2|II0al55C227213】；|E2|30L0I所以整數(shù)部分(110)10=(1101110)2,若設小數(shù)部分要求誤差小于2-5,有0.375>2=0.7500.752=1.510.5>2=1.01由于最后小數(shù)部分為零，其后的取整部分均為0。所以小數(shù)部分(0.375)10所以(110.375)10=(1101110.011)2=(156.3)8=(6E.6)161.3 將下列十進制數(shù)表示為8421BCD碼(1) (58)10(2)(110.15)10(354)10解：(1)(58)10=(01

20、011000)8421BCD(2) (110.15)10=(000100010000.00010101)8421BCD(3) (354)10=(001101010100)8421BCD1.4 將下列BCD碼轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。(1) (010101111001)8421BCD(2)(10001001.01110101)8421BCD(3)(010011011011)2421BCD(4)(001110101100.1001)5421BCD解：(1)(010101111001)8421BCD=(579)10(2) (10001001.01110101)8421BCD=(89.75)10(3) (010

21、011011011)2421bcd=(475)10(4) (001110101100.1001)5421bcd=(379.6)101.5寫出下列函數(shù)的對偶式和反演式(1) F=ABCAB(2) F=ABCBC(3) F=(ABC)DBA解：對于任何一個邏輯函數(shù)式Y(jié),若將其中所有的“”換成“+”換成“1換0,。換成1,并保持原函數(shù)中的運算順序，即“先括號、然后與、最后或”，但變量不變，則得出的一個新的邏輯函數(shù)式，就是Y的對偶式，記作Y',這個規(guī)則稱為對偶規(guī)則，亦稱對偶定理；根據(jù)摩根定理，對于任何一個原函數(shù)Y的表達式，若將其中所有的“換成“+”換成“"1換成o,。換成1,原變量換

22、成反變量，反變量換成原變量，保持原函數(shù)中的運算順序，即先運算括號里的內(nèi)容，其次進行與運算，最后進行或運算，并保留反變量以外的非號不變，則得到的邏輯函數(shù)表達式就是原函數(shù)Y的非函數(shù)Y,稱為反函數(shù)，亦原函數(shù)Y的反演式。由此，有(1) F'=(A+B)C(A+B)；F=ABCAB=ABCAB=ABC(AB)=(AB)C(AB)(2)F'=ABCBC；f=abcbC=abcbC=ABCBC=ABCBc(3)F'=(A+B)C+DB+A；F=(ABC)DBA=(ABC)DBA=(ABC)DBA=(ABCD)BA二(ABC-D)BA=(AB)CDBA1.6利用邏輯代數(shù)的基本定理和公式

23、證明下列等式(1) ABAB=ABAB(2) ABAC=(AB)(AC)(3) ABBCDACBC=ABC(4) ABCABC=ABBCCA解：(1)AB+AB=ABAB=(A+B)(A+B)=(A+B)(A+B)=AB+AB(2)ABAC=ABAC=ABAC=(AB)(AC)=ACABBC=ACAB=aCAb=(AC)(AB)=(AB)(AC)(3)ABBCDACBC=ABBCDACBCBC=ABACC=AB(A1)C=ABC(4)ABCABC=ABCABC=ABcABC=(ABC)(ABC)=ABACABBCACBC二AABBC=ABBCCA1.7用公式法化簡下列函數(shù)(1) F=Ababb

24、(2) F=ACACDABBCD(3) F=(A二B)ABABAB(4) 昨ABCDADB(5) F=ABCABCABCABC(6) F=(ABC)(ABC)解：(1)F=AB+AB+B=B(A+1)+AB=A+B(2)F=ACACDABBCD=AC(1D)ABBCD=ACAB(3)F=(A二B)ABABAB=(aBAB)(AB)(AB)AB=(ABAB)(ABAb)AB=aBAbAB=AAB=AB(4)F=ABCDADB=ABCDADB-A(1D)B(1CD)二AB(5)F=ABCABCABCABC=ABABCABC=B(AAC)ABC=ABBCABC(6)F=(ABC)(ABC)-ABAC

25、ABBCACBC-ABBCAC1.8畫出下列函數(shù)的卡諾圖(1)F(AB,C)=ABBCAC(F(A,B,C)=aBBCAc=(AB)(BC)(AC)=ABCABC)F(AB,C)=ABBCAC(4)FBCD+AD(E+C)$a:fAbcABCABC(2)F=ABAC：ABBCm1(3)-F，=AB：-AD3BC.，二一(8)雙且瓦%。=2>總2,53&1Q1第5)+2>«瓦*14)解：（1）所以圖E1.9(1)習題1.9(1)的卡諾圖F=ABC-A-BC-aBC-ABCACAC(2)圖E1,9(2)習題1.9(2)的卡諾圖1圖E1.9(2)習題1.9(2)的卡諾圖

26、2所以(3)F=AB+AC+AB+BC=AC+AB+BC或F=AB+PC+AB+BC=AB+AC+BC圖E1.9(3)習題1.9(3)的卡諾圖F=ABADABC=ABAD所以(4)F=bCdad(bc)kbc-d)(AdbC)vABbdbc7cdcadbcd圖E1.9(4)習題1.9(4)的卡諾圖所以(5)F=BCDAD(BC)=ABCDBCAD圖E1.9(5)習題1.9(5)的卡諾圖所以(6)F(A,B,C,D)-%m(1,3,5,7,8,15)=ABCDADBCD圖E1.9(6)習題1.9(6)的卡諾圖所以F(A,B,C,D)“m(3,5,8,9,11,13亍14A1D5)BCDBCDAB

27、CABC圖E1.9(7)習題1.9(7)的卡諾圖10(0=BD1OOD5)AC所以F(A,BCDJ'm(2,3,7,8,11丁1(4)(8)圖E1.9(8)習題1.9(8)的卡諾圖所以F(A,BCD)m(0,2,5,7,8,10；13。15)(B,6D12,14)1.11如圖E1.11所示電路，試判斷哪個電路能實現(xiàn)其下方所列出的邏輯功能？如有錯誤，請改正(a)(b)(c)(d)圖E1.11(a)錯，改成接高電平(b)錯，改成接地(c)錯，或非門的多余端應該直接接地(d)錯，與非門的多余端接高電平1.12 試求圖E1.12所示電路輸出信號Y的邏輯表達式.解：Y-AB*BC*D*E-ABB

28、CDE1.13 如圖E1.13(a)所示電路，已知輸入信號A、B、C、EN的波形如圖E1.13(b)所示，試畫出輸出信號Y的波形1.14%圖E1.13試說明下列各種門電路中有哪些輸出端可以并聯(lián)使用(1)輸出級具有推拉結(jié)構(gòu)的TTL門電路；(2)TTLOC門電路；(3)TTL三態(tài)門電路；(4)普通的CMOS門；(5)CMOS三態(tài)門電路，一個門導通的情況下會形成解：(1)具有推拉式結(jié)構(gòu)的TTL門電路輸出端不能并聯(lián)，否則在一個門截止低阻通路，損壞器件.TTLOC門電路;輸出端可以并聯(lián).(3) TTL三態(tài)門電路可以并聯(lián)，但每個門必須要分時工作(4)普通的CMOS門輸出端不能并聯(lián).(5)CMOS三態(tài)門電路

29、可以并聯(lián)，但每個門需分時工作111.15寫出圖E1.15所示電路輸出的邏輯表達式，列出真值表，說明其邏輯功能。圖E1.15解：兩個圖均為CMOS傳輸門。第一個圖：y=aC,當c為低電平時，傳輸門正常工作,Y輸出A的值。表1.15(1)第一個圖真值表第二個圖：Y=AC,當C為高電平時，傳輸門正常工作，Y輸出A的值。表1.15(2)第二個圖真值表第2章組合邏輯電路2.1 組合邏輯電路分析與設計1 .課堂提問和討論T2.1.1什么是組合邏輯電路？解：在組合邏輯電路中，任意時刻的輸出狀態(tài)只取決于該時刻電路輸入狀態(tài)的組合，而與電路原來的狀態(tài)無關(guān)，沒有記憶功能。T2.1.2組合邏輯電路分析大致有那幾個步驟

30、？解：1.依據(jù)邏輯電路，從輸入到輸出，逐級寫出邏輯函數(shù)表達式，直至寫出最終輸出與輸入邏輯變量間的邏輯函數(shù)表達式2 .將邏輯函數(shù)表達式進行化簡，以得出最簡表達式。3 .依據(jù)化簡后的邏輯函數(shù)表達式列出真值表4 .根據(jù)真值表和表達式對邏輯電路進行分析，并確定其邏輯功能。T2.1.3組合邏輯電路設計大致有那幾個步驟？解：組合邏輯電路設計的步驟大致如下：1 .分析實際邏輯問題要求的邏輯功能，確定輸入、輸出邏輯變量數(shù)及表示符號，并進行邏輯賦值。122 .根據(jù)邏輯功能要求和邏輯關(guān)系列出真值表。3 .根據(jù)真值表寫出邏輯函數(shù)表達式，并依據(jù)所選用的邏輯器件進行化簡或變換，得出最簡邏輯表達式。4 .根據(jù)最簡邏輯表達

31、式畫出邏輯電路圖。2.學生演講和演板Y2.1.1組合邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能兩個方面各有什么特點？解：組合邏輯電路設計是用邏輯函數(shù)表達式來描述實際的邏輯問題，并得出滿足這一實際邏輯問題最簡邏輯電路的過程。其中，電路的設計可采用小規(guī)模集成門電路、常用中規(guī)模組合邏輯功能器件或可編程邏輯器件。本書主要介紹采用小規(guī)模集成門電路和中規(guī)模組合邏輯器件的設計方法。所謂最簡邏輯電路，通常要求電路簡單、所用器件的種類和每種器件的數(shù)量盡可能少。Y2.1.2組合邏輯電路如圖2.1.3所示，試分析該電路的邏輯功能。要求：（1）寫出函數(shù)表達式；（2）列出真值表；（3）說明其邏輯功能。圖2.1.3題丫2.1.2邏輯電

32、路圖解：丫三根痛BAB=A"AB)B*(AB)=Ab(AaBB)B*(AB)=aBAb（2）真值表ABY000011101110（3）該邏輯為異或，當A、B輸入相同時，輸出為0;不同時，輸出為3.課堂練習L2.1.1試用四2輸入與非門74LS00設計一個3輸入彳t號QI1、Io優(yōu)先排隊電路。要求當I2申報時，不論11、Io是否申報，3個指示燈紅燈亮、綠燈不亮、黃燈不亮；當I2沒有申報，I1申報時，不論I0是否申報，3個指示燈綠燈亮，紅燈不亮、黃燈不亮；當I2、I1都沒有申報，I0申報時，3個指示燈黃燈亮，紅燈不亮、綠燈不亮；當3個輸入信號都沒有申報時，所有的3個指示燈都不亮。解：（1

33、）根據(jù)設計要求確定3個輸入信號小小I。申報時用1表示，不申報時用0表小，F(xiàn)紅、F綠、F黃分別代表紅、綠、黃3個指木燈，且亮為1,不亮為0。（2）由設計要求有真值表13I2I1I0F紅F綠F黃0000000010010100100110101001001011001101001111002.2常用組合邏輯功能器件及應用1.課堂提問和討論T2.2.1二進制譯碼器為什么又稱為最小項譯碼器？為什么說它特別適合用于實現(xiàn)多輸出組合邏輯函數(shù)？解：二進制譯碼器輸入信號是一組二進制代碼，輸出信號是一組高、低電平信號。若譯碼器有n個輸入端，對應二進制則有2n個輸出端，故又稱為n線一2n線譯碼器。T2.2.2數(shù)據(jù)選

34、擇器和二進制譯碼器都可用來實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)，使用中應如何選擇？解：（1）.用n變量二進制譯碼器加上輸出門電路，就能獲得任何形式的輸入變量不大于n的組合邏輯函數(shù)。因此，使用二進制譯碼器加輸出門電路實現(xiàn)多輸出函數(shù)較為方便。（2）.使用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)單輸出函數(shù)較為方便。使用具有n個地址輸入端的數(shù)據(jù)選擇器，可以方便地實現(xiàn)輸入變量為（n+1）的任何形式的組合邏輯函數(shù)。2.課堂討論和練習L2.2.1試按步驟（選擇變量、邏輯賦值、真值表、表達式、電路圖、接線圖等一應俱全），用數(shù)據(jù)選擇器74LS151,設計制作一3個開關(guān)控制1個電燈的邏輯電路，要求改變?nèi)魏我粋€開關(guān)的狀態(tài)都能使電燈由亮變滅或由滅變亮。解：以A、

35、B、C表示三個雙位開關(guān)，用0和1分別表示開關(guān)的兩個狀態(tài)。以Y表示燈的狀態(tài)，用1表示亮，用0表示滅。設ABC=000時Y=0,從這個狀態(tài)開始，單獨改變?nèi)魏我粋€開關(guān)的狀態(tài)Y的狀態(tài)都變化。據(jù)此列出Y于A、B、C之間的邏輯關(guān)系真值表。ABCY0r0100001101010r1,10100110101100111114vcc5VVCC74LS151N2.3組合邏輯電路的競爭一冒險1 .課堂提問和討論T2.3.1什么是競爭？什么是冒險？它們之間有什么區(qū)別，又有什么聯(lián)系？解：當信號通過連線和邏輯門電路時都會產(chǎn)生一定的延遲時間，輸入信號變化也需要一個過渡時間，多個輸入信號發(fā)生變化時，也可能有先后快慢的差異。所

36、以，當輸入信號經(jīng)過不同路徑（不同長度的連線、不同級數(shù)、不同類型的邏輯門電路）傳輸?shù)侥骋粫宵c時，會產(chǎn)生先后快慢有別，即所謂“競爭”的現(xiàn)象。由于這個原因，可能會使邏輯電路的輸出端出現(xiàn)不應有的干擾窄脈沖（又稱毛刺），這種現(xiàn)象稱為“冒險”。當然，有競爭并不是一定就會產(chǎn)生冒險。T2.3.2有哪些方法可以消除競爭一冒險現(xiàn)象？這些方法各有什么特點？解：1.修改邏輯設計，增加冗余項2 .引入選通取樣脈沖3 .輸出端并接濾波電容2 .學生演講和演板Y2.3.1試分析圖2.1.3所示，題Y2.1.2的邏輯電路是否存在競爭-冒險現(xiàn)象？如存在可如何消除？解：Y=A*ABBAB不存在競爭-冒險現(xiàn)象3 .課堂練習L2.

37、3.1組合邏輯電路如圖2.3.11所示，試判別其是否存在競爭-冒險現(xiàn)象？如存在可如圖2.3.11L2.3.1邏輯電何消除?解：L=ABBCACL00001B10B11B+B當A=C=1時，變量A和變量C都可能使電路產(chǎn)生冒險，消除方法是在與門的輸入端加正的選通取樣脈沖。習題二2.1 試分析圖E2.1所示電路的邏輯功能。A圖E2.1解：F=ABC+ABD+ACD+BCDABCDF00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111當A、B、C、D中有3個或3個以上為1時，丫為1,否則為0。該

38、電路可依據(jù)少數(shù)服從多數(shù)原則、判16明表決結(jié)果的四人表決電路。2.2 試分析圖E2.2所示電路的邏輯功能圖E2.2解:Y=ABAB(CDCD)(ABAB)CDCD=(AB*AB)(CDCD)(ABAB)(CD*CD)=(AB)(AB)(CDCD)(ABAB)(CD)(CD)二(ABAB)(CDCD)(ABAB)(CDCD)當A、=abcdAbcdabcdabcdabcdabcdabcdabCdABCDY00000000110010100110010010101001100011111000110010101001011111000110111110011110B、C、D中有1個或3個以上為1時，

39、丫為1,否則為0。該電路判明表決結(jié)果為奇數(shù)的表決電路。2.3某單位內(nèi)部電話需通過電話總機與外線連接，電話總機需對4種電話進行編碼控制，優(yōu)先級別由高到低依次是：火警電話（119）、急救電話（120）、匪警電話（110）、普通電話。試用與非門設計該控制電路。假設四個輸入，兩個輸出17其功能表為:Y=I3I2I3Y2=I3I1I2I3邏輯電路為:ItI2I0I1I2I3Y1Y0XXX111XX1010X10001100000U7A10U3A74CI4hl7413NU6向7404HU1B1EgNU1A740GMU2B740AJUSAr>74。4Kl7402N解:2.5某邏輯函數(shù)的輸入（A、B、C

40、）和輸出（Y）電壓波形如圖E2.5所示，試列出其真值表，寫出其表達式，并用門電路實現(xiàn)該邏輯函數(shù)。圖2.5ABCY00000010010001111001101111011110真值表Y=ABCABCABCABC2.7試用譯碼器74LS138和門電路設計一個邏輯電路，以實現(xiàn)下列邏輯函數(shù)F1=ABCABABCF2=AC.BC2.9試為某水壩設計一個報警控制電路，設水位高程用4位二進制數(shù)表示。要求，當水位上升到8米時,18白指示燈亮，其余燈不亮；當水位上升到10米時，黃指示燈亮，其余燈不亮；當水位上升到12米時，紅指示燈亮，其余燈不亮。試用門電路設計此報警控制電路。解：設輸入為四位二進制組合ABCD

41、,輸出為W、Y、R,分別表示白燈、黃燈和紅燈。燈亮為1,燈滅為0。得到真值表為：ABCDWYR0000000000100000100000011000010000001010000110000011100010001001001100101001010110101100001110100111100011111001Y=ABCDABCD符里ABCDABCDABCDABCD圖2.9邏輯電路連線圖19第3章觸發(fā)器3.1 基本SR蟲發(fā)器1 .課堂提問和討論T3.1.1根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和工作特點的不同，基本SRM發(fā)器有哪幾種常見形式？它們各有什么特點？解：基本SR觸發(fā)器有由與非門構(gòu)成（輸入信號低電平有效）

42、，也可由或非門構(gòu)成（輸入信號高電平有效）。T3.1.2什么是置位、什么是復位？SR蟲發(fā)器（鎖存器）的輸入端S和R分別表示什么意思？解：觸發(fā)器可以為一個執(zhí)行機構(gòu)（有兩個狀態(tài)，執(zhí)行或不執(zhí)行）,復位的時候不執(zhí)行，置位的時候執(zhí)行；SR觸發(fā)器有兩個控制輸出狀態(tài)的S（置位）和引腳R（復位）。，2 .學生演講和演板Y3.1.1_在什么情況下基本SR觸發(fā)器有不定狀態(tài)？為什么？解：當&=Rd=0時，觸發(fā)器處于不定狀態(tài)Y3.1.2寫出由與非門構(gòu)成的基本SR觸發(fā)器的特性表，并求出其對應的特性方程（和約束條件）。解：與非門構(gòu)成的基本SR觸發(fā)器的特性表SDQnQn+1功能說明01011觸發(fā)器置110010觸發(fā)器

43、置0110101觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變0001xx觸發(fā)器狀態(tài)不定（不允許）J。=»+五/特性方程：3.課堂練習L3.1.1查找資料，熟悉TTL四SR鎖存器74LS279、CMO駟SR鎖存器CC4044和CC4043的邏輯功能及引腳分布。解：（a）（b）（c）圖3.1.6四SR鎖存器74LS279、C204044和CC4043的邏輯符號（a）74LS279的邏輯符號（b）CC4044的邏輯符號（c）CC4043的邏輯符號3.2同步觸發(fā)器1 .課堂提問和討論T3.2.1同步SR觸發(fā)器有什么特點？解：（1）只有當時鐘控制（同步控制）信號CP為高電平1時，輸入信號才有可能改變觸發(fā)器的輸出狀態(tài)，

44、此時稱為時鐘控制信號有效；而當CP=0時，輸入信號不能改變觸發(fā)器的輸出狀態(tài)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變，此時稱為時鐘控制信號無效。（2）在CP=1的全部時間里，S和R狀態(tài)的全部變化都可引起輸出狀態(tài)的改變。在CP=0以后的時間里，觸發(fā)器保持的是時鐘控制信號CP從1回到0以前瞬間的狀態(tài)。（3）異步置1（置位）輸入信號SD和異步置0（復位）輸入信號耳，不受時鐘脈沖信號cp的同步控制，只要sd或RD為有效低電平，立即可直接將觸發(fā)器置1或置0。T3.2.2同步SR觸發(fā)器有什么約束條件？解：SR=0（約束條件）T3.2.3同步D觸發(fā)器和同步JK觸發(fā)器是否存在約束條件？為什么？解：同步D觸發(fā)器在S和R之間接入

45、非門G5。經(jīng)這種變換后，只有一個輸入信號D,輸入信號D不存在約束條件。同步JK觸發(fā)器的互補輸出信號Q和Q反饋到觸發(fā)器的輸入端。這樣，G3、G4就不會輸出同時為0,從而避免了輸出邏輯狀態(tài)不定的情況。T3.2.4什么是空翻現(xiàn)象？同步D觸發(fā)器和同步JK觸發(fā)器是否存在空翻現(xiàn)象？為什么？解：如果S和R信號發(fā)生多次變化，那么觸發(fā)器輸出的狀態(tài)也將發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)（稱為空翻）。同步D觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)，在CP=1有效期間，如果輸入信號D發(fā)生多次變化，那么觸發(fā)器輸出的狀態(tài)將發(fā)生多次變化，產(chǎn)生空翻。同步JK觸發(fā)器（電平觸發(fā)器）在CP=1期間，如果J和K的狀態(tài)多次發(fā)生變化，那么觸發(fā)器輸出的狀態(tài)將多次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生空翻。

46、2 .學生演講和演板Y3.2.1試寫出同步SR觸發(fā)器的特性方程。解：（、舐=0（約束條件）Y3.2.2試寫出同步D觸發(fā)器的特性方程。解：Qn+1=DDQn=DY3.2.3試寫出同步JK觸發(fā)器的特性方程。解：Qn1=JQnKQn3 .課堂練習L3.2.1試畫出同步SR觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。21解：L3.2.2試畫出同步D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。解：同步D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖L3.2.3試畫出同步JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。解：同步JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.3邊沿觸發(fā)器1 .課堂提問和討論T3.3.1邊沿觸發(fā)器有什么特點？解：邊沿觸發(fā)器不僅可以克服電平觸發(fā)方式的多次翻轉(zhuǎn)（空翻）現(xiàn)象，而且僅是在時鐘CP的下降沿

47、（或上升沿）到達時刻才對輸入激勵信號產(chǎn)生響應，從而提高了觸發(fā)器的可靠性和抗干擾能力。T3.3.2寫出T觸發(fā)器和T'觸發(fā)器的特性方程。解：T觸發(fā)器的特性方程為：Qn+=TQn+TQnT'觸發(fā)器的特性方程為Qn+=QnT3.3.3說明邊沿觸發(fā)器能消除“空翻”的原因。解：只有在CP的上升沿或下降沿時刻才對輸入信號響應（不管CP=1的時間有多長）在CP=OCP=1期間，輸入信號變化不會引起觸發(fā)器狀態(tài)的變化。因此觸發(fā)器克服了“空翻”現(xiàn)象2 .學生演講和演板3.課堂練習Y3.3.1畫出邊沿D觸發(fā)器和邊沿JK觸發(fā)器的邏輯符號和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。JUQCPC1KJK3P邊沿JK觸發(fā)器的邏輯符號22L

48、3.3.1試將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器。解：JK觸發(fā)器的特性方程為Qn+=j3+KQn,D觸發(fā)器的特性方程為Qn+1=D,令這兩個特性方程相等，由此有Qn1=D=jV-KQn用D觸發(fā)器構(gòu)成的上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器3.1由與非門構(gòu)成的基本SR觸發(fā)器的輸入信號波形如圖E3.1所示，試畫出輸出Q和Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O3.2 同步SR觸發(fā)器的輸入信號波形如圖E3.2所示，試畫出輸出Q和Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O解：c,J7LJ71.j7LJ7L_frL!u即uU_IUHL止nunir圖E3.23.3 邊沿D觸發(fā)器（CP上升沿觸發(fā)）的輸入信號波形如圖E3.3所示，試畫出輸出Q和

49、Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O23解:iFLmFL：DL而uUIIUU_h_pnn(1LLJ|曲E32crJ_nfirnrn_m_中DM.99|i|443口廠廠廠廠廠廠廠廠DnrrhFi.iglLLtuIIilLU-h-LLumrmrr3.4 邊沿JK觸發(fā)器（CP下降沿觸發(fā)）的輸入信號波形如圖E3.4所示，試畫出輸出Q和Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O解：叱j_Lrn_rn_n_LFL小u晚uI_IUULnnr3.5 邊沿T觸發(fā)器（CP上升沿觸發(fā)）的輸入信號波形如圖E3.5所示，試畫出輸出Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O解：g_Fi_RLm_m_rn_j_I_ljitlI1圖E3

50、.58jTL_rn_Fi_m_rn_,TUElL皿jIIIIliIJIIl>irIiI.243.6 邊沿觸發(fā)器（CP下降沿觸發(fā)）的輸入信號波形如圖E3.6所示，試畫出輸出Q的波形。設觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0O解：8jTL_Fi_rn_m_n_L圖E3.6b_rn_rn_rn_m_rn_-rj-i.LLrr-nLn_rti_L”liqt|Irii|i±_rT-L_krru-rq.fi|dI»|ir3.7 欲使JK觸發(fā)器的狀態(tài)由0變成1,則必須（A）。（單項選擇題）A.J=0B.K=0C.J=1D.K=13.8 如圖E3.8所示，由D觸發(fā)器構(gòu)成的電路是（A）。（單項選擇題）

51、A.二分頻器B.二分之一分頻器C.四分頻器D.四分之一分頻器3.9 由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器，連接正確的是（D）。（單項選擇題）A.J=K=TB.K=TC.J=TD.J=K=T3.10 如圖E3.10所示，由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器，連接正確的是（D）。（單項選擇題）圖E3.83.11 設圖E3.11所示各邊沿觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q的波形。uo匚一1CPyCLLJ-1JTLJT|JTT_JT|_JTL圖E3.113.12 試回出邊沿D觸發(fā)器74HC74的引腳分布圖、解：引腳分布圖：1再L1-11口一2n11即KT-S12-璃JII2</一5l«i-i769!="2!?到D-卜bsff特性方程：Qn+1=D圖E3.10Q=0,試對應輸入信號CP回出輸出l=nL_nnII-DQ1&口IQI->cl-UF'>CI_）。>©狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并寫出其特性方程。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：253.13 試畫出邊沿JK觸發(fā)器74LS112的引腳分布圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并寫出其特性方程。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖:解：引腳分布圖:c特性方程：Qn1=.JQnKQ3.14試將邊沿JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成邊沿T觸發(fā)器。解：(1)T觸發(fā)器的特性方程：Qn+wQn+TQ。JK觸發(fā)器的特性