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

1、1第第 1 章章 習(xí)題與參考答案習(xí)題與參考答案【題 1-1】 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=（11001）2=（31）8=（19）16 （2）43=（101011）2=（53）8=（2B）16 （3）56=（111000）2=（70）8=（38）16 （4） （1001110）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）10110001；（2）10101010；（3）11110001；（4）10001000解：（1）10110001=177 （2）10101010=17

2、0 （3）11110001=241 （4）10001000=136【題 1-3】 將下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(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）16=（00010001）2 （2） （9C）16=（10011100）2 （3） （B1）16=（1011 0001）2 （4） （AF）16=（10101111）2【題 1-5】 將下

3、列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。（1）1110.01；（2）1010.11；（3）1100.101；（4）1001.0101解：（1） （1110.01）2=14.25 （2） （1010.11）2=10.75 （3） （1001.0101）2=9.3125【題 1-6】 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。（1）20.7；（2）10.2；（3）5.8；（4）101.71解：（1）20.7=（10100.1011）2 （2）10.2=（1010.0011）22 （3）5.8=（101.1100）2 （4）101.71=（1100101.1011）2【題 1-7】 寫出下列二進(jìn)制數(shù)的反碼與補(bǔ)碼（最高位為符號

4、位）。（1）01101100；（2）11001100；（3）11101110；（4）11110001解：（1）01101100 是正數(shù)，所以其反碼、補(bǔ)碼與原碼相同，為 01101100（2）11001100 反碼為 10110011，補(bǔ)碼為 10110100（3）11101110 反碼為 10010001，補(bǔ)碼為 10010010（4）11110001 反碼為 10001110，補(bǔ)碼為 10001111【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、010、110、111、101、100【題 1-

5、9】 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼。（1）25；（2）34；（3）78；（4）152 解：（1）25=（0010 0101）BCD（2）34=（0011 0100）BCD（3）78=（0111 1000）BCD（4）152=（0001 0101 0010）BCD【題 1-10】 試寫出 3 位和 4 位二進(jìn)制數(shù)的格雷碼。解：4 位數(shù)格雷碼；0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、3第第 2 2 章習(xí)題與參考答案章習(xí)題與參考答案【題 2-1】 試畫出圖題2-1（a）所示電路在輸入圖題

6、2-1（b）波形時的輸出端B、C 的波形。圖題 2-1解：A.BC【題 2-2】 試畫出圖題2-2（a）所示電路在輸入圖題2-2（b）波形時的輸出端X、Y 的波形。圖題 2-2解：.AB.XY.【題 2-3】 試畫出圖題2-3（a）所示電路在輸入圖題2-3（b）波形時的輸出端X、Y 的波形。圖題 2-3解： .AB.YX.4【題 2-4】 試畫出圖題2-4（a）所示電路在輸入圖題2-4（b）波形時的輸出端X、Y 的波形。圖題 2-4解：.AB.YX.【題 2-5】 試設(shè)計(jì)一邏輯電路，其信號 A 可以控制信號 B，使輸出 Y 根據(jù)需要為 Y=B 或Y=。B解：可采用異或門實(shí)現(xiàn)，邏輯電路如下：BA

7、BAY=1ABY.【題 2-6】 某溫度與壓力檢測裝置在壓力信號 A 或溫度信號 B 中有一個出現(xiàn)高電平時，輸出低電平的報(bào)警信號，試用門電路實(shí)現(xiàn)該檢測裝置。 解：壓力信號、溫度信號與報(bào)警信號之間的關(guān)系為：，有如下邏輯圖。BAY1AB.Y.【題 2-7】 某印刷裁紙機(jī)，只有操作工人的左右手同時按下開關(guān) A 與 B 時，才能進(jìn)行裁紙操作，試用邏輯門實(shí)現(xiàn)該控制。解：開關(guān) A、B 與裁紙操作之間的關(guān)系為，邏輯圖如下：BAY&AB.Y.【題 2-8】 某生產(chǎn)設(shè)備上有水壓信號 A 與重量信號 B，當(dāng)兩信號同時為低電平時，檢測電路輸出高電平信號報(bào)警，試用邏輯門實(shí)現(xiàn)該報(bào)警裝置。解：水壓信號 A、重量信

8、號 B 與報(bào)警信號之間的關(guān)系為，邏輯圖如下：BAY1AB.Y.【題 2-9】 如果如下乘積項(xiàng)的值為 1，試寫出該乘積項(xiàng)中每個邏輯變量的取值。（1）AB；（2）；（3）；（4）ABCABCABC5 解：（1）A=1，B=1 （2）A=1、B=1、C=0 （3）A=0，B=1，C=0 （4）A=1，B=0 或 C=1【題 2-10】 如果如下和項(xiàng)的值為 0，試寫出該和項(xiàng)中每個邏輯變量的取值。（1）；（2）；（3）；（4）ABABCABCABC解：（1）A=0，B=0 （2）A=0，B=1 或 C=1 （3）A=1，B=0，C=1 （4）A=0，B=1 或 C=0【題 2-11】 對于如下邏輯函數(shù)式

9、中變量的所有取值，寫出對應(yīng) Y 的值。（1）；（2）YABCAB()()YABAB 解：（1）YABCAB）（BCAABCY00000010010001101001101111001111（2）()()YABABA 當(dāng) A 取 1 時，輸出 Y 為 1，其他情況 Y=0?！绢} 2-12】 試證明如下邏輯函數(shù)等式。（1）；（2）；ABABCABAB CCACABAC（3）()()A BCBCACA BCAC解：（1）左邊右邊BACBACBABA）（ 1 （2）左邊=右邊ACABACCCAB）（ （3）左邊=右邊）（）（ACBCAACBCBCA【題 2-13】 對如下邏輯函數(shù)式實(shí)行摩根定理變換。（

10、1）；（2）；（3）；（4）1YAB2YAB3YAB CD（4YABCCDBC（解：（1） （2）BABAY1BABAY26 （3）DCBADCBADCBAY）（）（3 （4）BCBABCCBABCDCBACBABCDCCBABCCDCBAY）（）（4【題 2-14】 試用代數(shù)法化簡如下邏輯函數(shù)式。（1）；（2）；（3）1()YA AB2YBCBC3()YA AAB解：（1）=A1()YA AB（2）=C2YBCBC（3）=A3()YA AAB【題 2-15】 試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡成最簡與或式。（1）；（2）；1 YABABCABCDABC DE2YABABCA（3）3YABAB C

11、AB（解：（1）1 YABABCABCDABC DEBA（2）=2YABABCACA（3）=3YABAB CAB（CAB 【題 2-16】 試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡成最簡與或式。（1）；（2）； 1()YABCABCABCD2YABCDABCDABCD（3）3()YABC ABC BCAC解：（1）= 1()YABCABCABCDBA（2）=2YABCDABCDABCDCDAB （3）=ABC3()YABC ABC BCAC【題 2-17】 將如下邏輯函數(shù)式轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)之和形式。（1）；（2）；（3）；1()()YAB CB2()YABC C3YABCD ABCD()（4） 4()YAB

12、 BCBD解：（1）=1()()YAB CB），（7651m7（2）=2()YABC C），（ 75m（3）=3YABCD ABCD()），（151413121173m（4） 4()YAB BCBD），（1513m【題 2-18】 試用卡諾圖化簡如下邏輯函數(shù)式。（1）； （2）；1YABCABCB2YAABCAB（3）； （4）3YACABAB4 YAB CACC解：（1）1YABCABCBBCA0100011110.111.111.BAY1 （2）；2YAABCABBCA0100011110111.1.AY 2（3）3YACABABBCA0100011110111.1.AY 3（4）4 YA

13、B CACCBCA0100011110.111.111.CAY48【題 2-19】 試用卡諾圖化簡如下邏輯函數(shù)式。解：（1）；( , ,)(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)F A B C DmABCD0001111000011110.111111111.1.CBDBABY1（2）；( , ,)(2,4,5,6,7,11,12,14,15)F A B C Dm.ABCD0001111000011110.11111111.1.ACDDCADBBAY2（3）( , ,)(0,2,4,6,7,8,12,14,15)F A B C DmABCD0001111000011110.1111

14、1111.1.BCDADCY3【題 2-20】 試用卡諾圖化簡如下具有任意項(xiàng)的邏輯函數(shù)式。解：（1）；( , ,)(3,5,8,9,10,12)(0,1,2,13)F A B C DmdABCD0001111000011110.XXX11111.1X.DCCADBBAY19（2）；( , ,)(4,5,6,13,14,15)(8,9,10,12)F A B C DmdABCD0001111000011110.111X11X1X.X.ABDBCBY2（3）( , ,)(0,2,9,11,13)(4,8,10,15)F A B C DmdABCD0001111000011110.1111XXX1.

15、X.DBADY3【題 2-21】 將如下邏輯函數(shù)式畫成真值表。解：（1）；1YABBCABCY100000010010001111000101011011111（2）；2()YAB CABCY0000001001000111100010111011001111（3）3()()YAB BCABCY00000010010001111001101111001111【題 2-22】 將如下邏輯函數(shù)式畫成真值表。解：（1）；1FABCABCABCABCY00000010010101101000101111001111（2） 2FABCDABCDABCDABC DABCDY0000100010001000

16、011001000010110110101110100001001110100101101100011010111001111011【題 2-23】 寫出圖題 2-23 所示邏輯電路的邏輯函數(shù)式。圖題 2-23解：（1）BABAY （2）CBCACBAY）（【題 2-24】 畫出如下邏輯函數(shù)式的邏輯電路圖。（1）； ABAB&111ABY1.（2）； ABABABC.11&1ABCY2.（3）；()AB CD11&1&ABCDY3.（4）()AB CD BC11&1ABCD1Y4.12【題 2-25】 寫出表題 2-25 的與或邏輯函數(shù)式。ABCCBAC

17、BACBAY【題 2-26】 用與非門實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)。（1）=FABCABC.ABC.F.&（2）=FABCDABCDCDAB&ABCD.F.（3）=()()FAB CDBDADBCACBDADBCACBDADBCAC &ABCD.F.表題 2-25 A B CY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0 011 0 111 1 001 1 1113【題 2-27】 用或非門實(shí)現(xiàn)題 2-26 中的邏輯函數(shù)。（1）=FABCCBAABC1111ABCF.（2）=FABCDDCBACDAB111ABC.1D.11F.（3）=()()FAB CDBDADBCAC

18、BDADBCACBDADBCAC ）（）（）（）（）（）（）（DBDACBCADBDACBCA111ABC.1D.1F.1111.14第第 3 章習(xí)題與參考答案章習(xí)題與參考答案【題 3-1】 試畫出 74HC 與 74LS 系列邏輯門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：0.5V1.5V3.5V2.5 V4.44 V0VVOLVILVIHVtVOHGND5VVCC5V CMOS. 0.5VVOL0.8VVIL2.0VVIH1.1 VVt2.7VVOH0VGND5VVCC5V LS.【題 3-2】 某邏輯門的輸入低電平信號范圍為312 V，輸入高電

19、平范圍為312 V。若該邏輯門的輸入電壓值為5 V、8 V、+5 V、+8 V，對于正邏輯約定，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：5V、8V 代表邏輯 0；+5V、+8V 代表邏輯 1若是復(fù)邏輯：5V、8V 代表邏輯 1；+5V、+8V 代表邏輯 0【題 3-3】 CMOS 非門電路采用什么類型的 MOS 管？解：采用一個 PMOS 管和一個 NMOS 管?！绢} 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？15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

20、電路的邏輯功能，寫出 Y 端的邏輯函數(shù)式，并畫出邏輯圖。圖題 3-5解：ABCDY00001000100010000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110DCBDCAY 16ABCDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110DCBAY【題 3-6】 請查閱 74HC04 手冊，確定該器件在 4.5 V 電源時的高電平與低電平噪聲容限。解：查手冊 74HC04，VCC=4.5V 時：VIHm

21、in=3.15V，VILmax=1.35V20A 負(fù)載電流時：VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.1V=1.25VVNH= VOHminVIHmin=4.4V3.15V=1.25V4mA 負(fù)載電流時：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.26V=1.09VVNH= VOHminVIHmin=4.18V3.15V=1.03V【題 3-7】 某門電路的輸出電流值為負(fù)數(shù)，請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?！绢} 3-8】 請查閱 74HC04

22、手冊，確定該器件在拉電流 4 mA 負(fù)載時，可否保持 VOHmin 4V（VCC=4.5V） 。解：可以保持 VOH4V，因?yàn)?VOHmin=4.18V【題 3-9】 請查閱 74HC04 手冊，確定該器件在灌電流 4 mA 負(fù)載時，可否保持 VOLmax 0.4V（VCC=4.5V） 。解：可以保持 VOLBA=BA1/2n ，有 2n100 可知 n 應(yīng)該大于等于 7，因此 D/A 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)至少 7 位。【題 11-10】 解釋什么是 D/A 轉(zhuǎn)換器的偏移誤差？偏移誤差可消除嗎？85 解：偏移誤差是 D/A 轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字為 0 時，輸出電壓不為 0，輸出電壓的大小就是偏移誤差，偏移誤

23、差可以用在輸出電壓上疊加電壓的方法消除?！绢} 11-11】 如果 D/A 轉(zhuǎn)換器的參考電源發(fā)生了變化，將引起哪種誤差？解：引起增益誤差?！绢} 11-12】 如果 D/A 轉(zhuǎn)換器 0832 的輸入數(shù)字為 AF（16），參考電壓為 5V，其輸出電流IOUT1是多少？ 解：mAkVAFkVIREFOUT2278. 025617515525615161）（【題 11-13】 在學(xué)過的幾種 A/D 轉(zhuǎn)換器中，哪種轉(zhuǎn)換速度快？哪種轉(zhuǎn)換位數(shù)多？解：并聯(lián) A/D 轉(zhuǎn)換速度最快， 位數(shù)最多?！绢} 11-14】 逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換位數(shù)之間有什么關(guān)系？解：轉(zhuǎn)換時間取決于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換位數(shù)，若位數(shù)為

24、 n，轉(zhuǎn)換時鐘周期為 TC，則最小轉(zhuǎn)換時間是 nTC?！绢} 11-15】 某 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器的參考電壓為 4.096V，該轉(zhuǎn)換器能區(qū)分的輸入模擬信號最小變化量為多少？分辨率是多少？ 解：最小變化量是 4mV，分辨率是 1/1024=0.097%【題 11-16】 A/D 轉(zhuǎn)換器的采樣頻率與輸入信號頻率之間應(yīng)該滿足什么關(guān)系？ 解：按照采樣定理，采樣頻率至少是輸入信號最高有效頻率的 2 倍?！绢} 11-17】 采樣/保持電路的作用是什么？ 解：采樣保持電路可以在 A/D 轉(zhuǎn)換期間保持輸入 A/D 轉(zhuǎn)換器的電壓穩(wěn)定，減小轉(zhuǎn)換誤差?！绢} 11-18】 如何采用一個 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多路模擬

25、量轉(zhuǎn)換？解：可以采用多路轉(zhuǎn)換器，就是采用模擬開關(guān)選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號?！绢} 11-19】 A/D 轉(zhuǎn)換器 0809 的輸入電壓與輸出數(shù)字之間，具有什么關(guān)系？ 解：INREFREFREF256VVNVV（【題 11-20】 試用 D/A 轉(zhuǎn)換器 0832 與計(jì)數(shù)器 74LS161 組成 10 個臺階的階梯電壓發(fā)生器，86要求畫出完整原理圖。（從 0V 不斷升高，每次升高一個臺階，在最高電壓處返回 0V 后，再重復(fù)升高過程的電壓波形就是階梯電壓）解：根據(jù)題意有原理圖如下。CS1WR12GND3D34D25D16D07VREF8Rfb9GND10IOUT111IOUT212D713D614

26、D515D416XFER17WR218ILE19VCC20DAC08321-2+348LM258+5V+5V1kTL431+2.5V+5VU1U2U3.10k10k+12V.R1R2R3-12VVoutCLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314B413C512D611ABCDQQQQ74161&+5VCLK.*【題 11-21】 試用 A/D 轉(zhuǎn)換器 0804 組成一個 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換電路，輸入模擬電壓范圍為05V，采用 2 個十六進(jìn)制顯示的共陽數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果，用 CPLD 器件 MAX7128S 實(shí)現(xiàn)、并用 Verilog HDL 描述十六進(jìn)制-7 段譯

27、碼器。要求畫出完整電路圖與十六進(jìn)制-7 段譯碼器的Verilog HDL 描述。87第第 12 章章 習(xí)題與參考答案習(xí)題與參考答案【題 12-1】 某數(shù)字電路輸入端低電平有效，試設(shè)計(jì)一個按鍵電路給該數(shù)字電路輸入端提供信 號。解：KEY+5V510VO.【題 12-2】 試設(shè)計(jì)一個輸出低電平有效消除抖動的按鍵電路。解：+5VKEYR1R2C11k2033FVO74LS14.【題 12-3】 試設(shè)計(jì)一個開關(guān)量光耦隔離電路，當(dāng)某開關(guān)閉合時，向數(shù)字電路輸出高電平有效的信號（數(shù)字電路側(cè)電源為+5V，開關(guān)量側(cè)電源為+12V）。2.4k0.1uF+5V10k12V.COMLEDR1C1SW.VOBAT.88

28、【題 12-4】 現(xiàn)有 74LS160 需要外接發(fā)光二極管顯示其輸出端的電平，要求輸出高電平使發(fā)光二極管亮，試設(shè)計(jì)該電路（電源為+5V）。解：+5V510CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314B413C512D611QQQQABCD741601510151015101.74LS04.【題 12-5】 試設(shè)計(jì)一個采用 74HC595 的 8 位共陽數(shù)碼管顯示電路，由于室內(nèi)顯示，不需要很亮，可以采用 74HC595 直接驅(qū)動（電源為+5V）。解：采用 74HC595 掃描驅(qū)動。電路圖如下：.G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4

29、QF5QG6QH7QH19U74HC595G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19U74HC595DATARCKSRCKHQwa11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM2a11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM1n1n2n3n4n5n6n7n8.bcdefghan5n6n7n8n1n2n3n4.510 x 8.+5V.12【題 12-6】 某繼電器工作電壓 12V，工作電流 50mA，若采用 74LS00 門電路輸出的有效高電平控制，試設(shè)計(jì)該繼電器驅(qū)動電路。解：5.1k+12V.123RLY

30、D11N4148Q19013&74LS00/4.基極限流電阻 RB=（VOH-0.7）/0.4mA=4.3k，選 5.1k。這里取VOH=2.4V，VBE=0.7V驗(yàn)證：IB=（VOH-0.7）/5.1 k=0.33mA，89IC=IB=3.33180=59mA由于集電極電流 IC 大于繼電器工作電流，所以可以使三極管飽和?！绢} 12-7】 某繼電器工作電壓 6V，工作電流 50mA，若采用 74HC04 門電路輸出的有效高電平控制，試設(shè)計(jì)光耦隔離電路驅(qū)動該繼電器（電源為+6V）。解：.+6V.74HC04/61N40013.3k33k90131234TLP521-1R1U1R2R3R

31、Y1D1Q1.330.1TLP521 二極管的電流為 IF=（VOH-1V）/330=（4V-1V）/3301mA，由于 TLP521的電流傳輸比 CTR=16，若取最小值 1，則流過光耦三極管的電流為 1mA，該電流流入9013 的基極（忽略電阻 R3） ，使流入 9013 集電極的臨界飽和電流為 180mA（=180） ，遠(yuǎn)大于繼電器的工作電流 50mA，因此 9013 可以可靠飽和?！绢} 12-8】 非門 74LS04 輸出低電平有效，現(xiàn)需要驅(qū)動電壓為 12V、線圈阻值為 300的繼電器，試設(shè)計(jì)該繼電器的驅(qū)動電路。解：繼電器工作電流為 12V/300=40mA.+12V.74LS04/61N40013.3k33k90131234TLP521-1+5VR1U1R2R3RY1D1Q1.360.1由圖，TLP521 二極管的電流為 IF=（5V-1.5V）/91=3.5V/3601mA，由于 TLP521的電流傳輸比 CTR=16，若取最小值 1，則流