數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課后答案

1、.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教程習(xí)題與參考答案（20129） 韋逸華第1章 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

2、）10101010=170 （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）【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）2 （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(hào)位）。（1）

4、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1-9】 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼。（

5、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、第2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2-1（b）波形時(shí)的輸出端B、C的波形。圖題2-1解：【題2-2】 試畫出圖題2-

6、2（a）所示電路在輸入圖題2-2（b）波形時(shí)的輸出端X、Y的波形。圖題2-2解：【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(shí)的輸出端X、Y的波形。圖題2-3解： 【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(shí)的輸出端X、Y的波形。圖題2-4解：【題2-5】 試設(shè)計(jì)一邏輯電路，其信號(hào)A可以控制信號(hào)B，使輸出Y根據(jù)需要為Y=B或Y=。解：可采用異或門實(shí)現(xiàn)，邏輯電路如下：【題2-6】 某溫度與壓力檢測裝置在壓力信號(hào)A或溫度信號(hào)B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)，試用門電路實(shí)現(xiàn)該檢測裝置。 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：，

7、有如下邏輯圖。【題2-7】 某印刷裁紙機(jī)，只有操作工人的左右手同時(shí)按下開關(guān)A與B時(shí)，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：【題2-8】 某生產(chǎn)設(shè)備上有水壓信號(hào)A與重量信號(hào)B，當(dāng)兩信號(hào)同時(shí)為低電平時(shí)，檢測電路輸出高電平信號(hào)報(bào)警，試用邏輯門實(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，邏輯圖如下：【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(gè)邏輯變量的取值。（1）AB；（2）；（3）；（4） 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2-1

8、0】 如果如下和項(xiàng)的值為0，試寫出該和項(xiàng)中每個(gè)邏輯變量的取值。（1）；（2）；（3）；（4）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(duì)于如下邏輯函數(shù)式中變量的所有取值，寫出對(duì)應(yīng)Y的值。（1）；（2） 解：（1）ABCY00000010010001101001101111001111（2） 當(dāng)A取1時(shí)，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）；（3）解：（1）左邊右邊 （2）左邊=右邊 （3）左邊=【題2-13】 對(duì)如下邏輯函數(shù)式實(shí)行摩根定理變換。（1）；（2）；（

9、3）；（4）解：（1） （2） （3） （4）【題2-14】 試用代數(shù)法化簡如下邏輯函數(shù)式。（1）；（2）；（3）解：（1）=A（2）=C（3）=A【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）；（3）解：（1）（2）=（3）=【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）；（3）解：（1）=（2）=（3）=ABC【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）；（4）解：（1）=（2）=（3）=（4）【題2-18】 試用卡諾圖化簡如下邏輯函數(shù)式。（1）；（2）；（3）；（4）解：（1） （2）；（3）（4）【

10、題2-19】 試用卡諾圖化簡如下邏輯函數(shù)式。解：（1）；（2）；（3）【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）；（2）；（3）【題2-21】 將如下邏輯函數(shù)式畫成真值表。解：（1）；ABCY100000010010001111000101011011111（2）；ABCY00000010010001111000101111001111（3）ABCY00000010010001111001101111001111【題2-22】 將如下邏輯函數(shù)式畫成真值表。解：（1）；ABCY00000010010101101000101111001111（2）ABCDY0000100

11、0100010000110010000101101101011101000010011101001011011000110101110011110【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） （2）【題2-24】 畫出如下邏輯函數(shù)式的邏輯電路圖。（1）； （2）；（3）；（4）表題2-25 A B CY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0 011 0 111 1 001 1 11【題2-25】 寫出表題2-25的與或邏輯函數(shù)式?！绢}2-26】 用與非門實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)。（1）=（2）=（3）=【題2-27】 用或非門實(shí)現(xiàn)題2-26中的邏輯函

12、數(shù)。（1）=（2）=（3）=第3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： 【題3-2】 某邏輯門的輸入低電平信號(hào)范圍為-3-12 V，輸入高電平范圍為312 V。若該邏輯門的輸入電壓值為-5 V、-8 V、+5 V、+8 V，對(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：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

13、【題3-3】 CMOS非門電路采用什么類型的MOS管？解：采用一個(gè)PMOS管和一個(gè)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？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，寫出Y端的邏輯函數(shù)式，并畫出邏輯圖。圖題3-5解：ABCDY00001000100010000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110ABCDY0000100011001010011101001010110110101110100011

14、0011101011011011001110111110111110【題3-6】 請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在4.5 V電源時(shí)的高電平與低電平噪聲容限。解：查手冊(cè)74HC04，VCC=4.5V時(shí)：VIHmin=3.15V，VILmax=1.35V20A負(fù)載電流時(shí)：VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.1V=1.25VVNH= VOHminVIHmin=4.4V3.15V=1.25V4mA負(fù)載電流時(shí)：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.26V=1.09VVN

15、H= 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(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?！绢}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VOHmin> 4V（VCC=4.5V）。解：可以保持VOH>4V，因?yàn)閂OHmin=4.18V【題3-9】 請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在灌電流4 mA負(fù)載時(shí)，可否保持VOLmax< 0.4V（VCC=4.5V）。解：可以保持VOL<0.4V，因?yàn)閂OLmax=0.26V?！绢}3-10】

16、請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在驅(qū)動(dòng)74HC00時(shí)的高電平與低電平扇出系數(shù)。解：若輸出高電平為VCC-0.1V時(shí)，高電平扇出系數(shù)NH=IOHmax/IIH=0.02mA/1A=20 若扇出低電平為0.1V時(shí)，低電平扇出系數(shù)NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1A =20【題3-11】 查閱商業(yè)溫度范圍的74HC00芯片手冊(cè)，回答如下問題：（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)IOH

17、20A時(shí)：（Vcc0.1V）Vcc 當(dāng)Vcc=3V、|IOH|2.4mA時(shí)：2.34V3V當(dāng)Vcc=4.5V、|IOH|4mA時(shí)：3.84V4.5V當(dāng)Vcc=6V、|IOH|5.2mA時(shí)：5.34V6V（3）輸出低電平范圍：當(dāng)IOL20A時(shí)：GND+0.1V 當(dāng)Vcc=3V、|IOL|2.4mA時(shí)：0V0.33V當(dāng)Vcc=4.5V、|IOL|4mA時(shí)：0V0.33V當(dāng)Vcc=6V、|IOL|5.2mA時(shí)：0V0.33V（4）輸入高電平電壓范圍當(dāng)Vcc=2V時(shí)，1.5V2V當(dāng)Vcc=3V時(shí)，2.1V3V當(dāng)Vcc=4.5V時(shí)，3.15V4.5V當(dāng)Vcc=6V時(shí)，4.2V6V（5）輸入低電平電壓范圍

18、；當(dāng)Vcc=2V時(shí)，0V0.5V當(dāng)Vcc=3V時(shí)，0V0.9V當(dāng)Vcc=4.5V時(shí)，0V1.35V當(dāng)Vcc=6V時(shí)，0V1.8V（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=75ns；Vcc=3V時(shí)，tPHL= tPLH=30ns；Vcc=4.5V時(shí)，tPHL= tPLH=15ns；Vcc=2V時(shí)，tPHL= tPLH=13ns；（8）扇出系數(shù)。如果保證輸出電流小于20A時(shí)輸出高低電平，則由于輸入漏電流為±1A，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

19、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?！绢}3-14】 門電路有哪兩個(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。【題3-15】 某CMOS開漏輸出門驅(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

20、5mA，發(fā)光管壓降為1.8V，試計(jì)算上拉電阻值。解：忽略開漏輸出門的管壓降，上拉電阻R（5-1.8）/5=0.64k【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3-16解：（a）導(dǎo)通；（b）截止；（c）導(dǎo)通；（d）截止【題3-17】 請(qǐng)查閱74LS00手冊(cè)，確定該門的高電平與低電平噪聲容限。解：查手冊(cè)74LS00，VCC=5V時(shí)：VIHmin=2V，VILmax=0.8V-400A拉電流時(shí)：VOHmin=2.7V；8mA灌電流時(shí)，VOLmax=0.5V低電平噪聲容限：VNL= VILmaxVOLmax=0.8V0.5V=0.3V高電平噪聲容限：VNH= VOHminVI

21、Hmin=2.7V2V=0.7V【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0.4mA，因此灌電流能力強(qiáng)?！绢}3-19】 試計(jì)算74LS系列門驅(qū)動(dòng)74LS系列門時(shí)的扇出系數(shù)。解：查手冊(cè)可知，IIH=20A；IIL=0.4mA 因此有NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20 NL=IOLmax/IILmax=8/0.4=20【題3-20】 當(dāng)74LS系列門電路采用拉電流方式驅(qū)動(dòng)流過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0.4mA，因此驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極

22、管時(shí)，二極管亮度很?。欢捎?4HC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?！绢}3-21】 連接5V電壓的上拉電阻要保持15個(gè)74LS00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=（VccVOHmin）/（15×IIHmax）=（52.7）/（15×20A）=7.66k選為7.5k。對(duì)于所選7.5k電阻，有上拉高電平=5（7.5k×（15×20A）=2.75V，因此有噪聲容限為0.75V?！绢}3-22】 有源輸出（圖騰柱）與集電極開路（O

23、C）輸出之間有什么區(qū)別？解：OC門輸出端只能輸出低電平和開路狀態(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門輸出端可以并聯(lián)實(shí)現(xiàn)線與；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74LS00芯片手冊(cè)，回答如下問題：（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）該芯片的電源電流；（7）典型傳播延遲時(shí)間；（8）扇

24、出系數(shù)。解：（1）電源電壓范圍4.755.25V （2）輸出高電平范圍：當(dāng)|IOH|0.4mA時(shí)：2.7V5V（3）輸出低電平范圍：當(dāng)IOL8mA時(shí)：00.5V（4）輸入高電平電壓范圍：2V5V（5）輸入低電平電壓范圍；00.8V（6）該芯片的靜態(tài)電源電流；5.5V時(shí)：ICCH=1.6mA/每封裝 5.5V時(shí)：ICCL=4.4mA/每封裝（7）典型傳播延遲時(shí)間；tPHL =10ns；tPLH=9ns；（8）扇出系數(shù)。高電平輸入電流IIH=20A，輸出IOH為400A，因此高電平扇出系數(shù)為20。 低電平輸入電流IIL=0.4mA，輸出IOL為8mA，因此低電平輸出心事為20?！绢}3-24】 試確

25、定圖題3-24所示74LS門電路的輸出狀態(tài)（設(shè)電源VCC為5 V）。圖題3-24解：Y1=高電平；Y2=開路；Y3=高電平；Y4=高阻；Y5=高電平；Y6=高電平 Y7=高電平；Y8=高阻；Y9=高電平；Y10=高電平【題3-25】 試確定圖題3-25所示74HC門電路的輸出狀態(tài)（設(shè)電源VCC為5 V）。圖題3-25解：Y1=高電平；Y2=低電平；Y3=低電平【題3-26】 試確定圖題3-26所示74LS門電路的輸出負(fù)載是灌電流還是拉電流，并確定最大電流值。圖題3-26解：（1）輸出低電平，因此是灌電流負(fù)載，保證輸出為0.5V時(shí)的最大電流值為8mA。 （2）輸出高電平，因此

26、是拉電流負(fù)載，保證輸出為2.7V時(shí)的最大電流值為0.4mA?！绢}3-27】 寫出圖題3-27所示電路的邏輯函數(shù)式。若是每個(gè)門的IOL（max）=20mA，VOL（max）=0.25V，假設(shè)Y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。圖題3-27解：邏輯函數(shù)式：若假設(shè)每個(gè)LS TTL低電平輸入電流為0.4mA，則有：Rmin=（Vcc-VOLmax）/（IOLmax10×0.4）=（5V0.25V）/（20mA-4mA）0.3k 【題3-28】 圖題3-28所示的74LS電路中，若是VI1為下列情況時(shí)，VI2為多少？（這里假設(shè)電壓表內(nèi)阻為50kW）。（1）VI1

27、懸空。（2）VI1接低電平（0.3V）。（3）VI1接高電平（3.6V）。（4）VI1經(jīng)過68W電阻接地。（5）VI1經(jīng)過10kW電阻接地。 圖題3-28解：設(shè)肖特基二極管壓降為0.25V，晶體管發(fā)射結(jié)壓降0.6V，則有（1）V121V；（2）V120.3V；（3）V121V；（4）V120V；（5）V121V；【題3-29】 試說明如下各種門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。（3）TTL電路三態(tài)門。（4）具有互補(bǔ)輸出（非門）結(jié)構(gòu)的CMOS電路。（5）CMOS電路OD門。（6）CMOS電路三態(tài)門。 解：（2）（3）（5）（6）可

28、以。第4章 習(xí)題與參考答案【題4-1】 寫出圖題4-1的輸出邏輯函數(shù)式。圖題4-1解：（1） （2）【題4-2】 使用與門、或門實(shí)現(xiàn)如下的邏輯函數(shù)式。（1） （2） （3）解：【題4-3】 使用與門、或門和非門，或者與門、或門和非門的組合實(shí)現(xiàn)如下的邏輯函數(shù)式。（1） （2） （3）【題4-4】 試寫出圖題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：ABCY100000010010001111000101111011111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。ABCDY200000000100010000110010000101001100011

29、111000010010101001011111000110111110111110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】 邏輯電路與其輸入端的波形如圖題4-5所示，試畫出邏輯電路輸出端Y的波形。圖題4-5 解：【題4-6】 圖題4-6所示的邏輯電路中，與非門為74LS00，或非門是74LS02，非門是74LS04。試分析該電路的最大傳輸延遲時(shí)間。圖題4-6解：74LS00、74LS02和74LS04的最大tPHL和tPLH都是15ns，因?yàn)锳信號(hào)經(jīng)過4級(jí)門達(dá)到輸出端X，因此最大傳輸延遲時(shí)間為4×15ns=60ns?！绢}4-7】 圖題4-7所示的是家用報(bào)警器裝置，

30、該裝置具有6個(gè)開關(guān)，各開關(guān)動(dòng)作如下：圖題4-7人工報(bào)警開關(guān)M，該開關(guān)閉合時(shí)，報(bào)警信號(hào)ALARM=1，開始報(bào)警。報(bào)警使能開關(guān)EN，該開關(guān)閉合時(shí)，窗戶、門和車庫信號(hào)才能使ALARM=1。復(fù)位開關(guān)RST，該開關(guān)斷開時(shí)，取消報(bào)警。窗戶開關(guān)W，該開關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開，使ALARM=1，開始報(bào)警。門開關(guān)D，該開關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開，使ALARM=1，開始報(bào)警。車庫開關(guān)G，該開關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開，使ALARM=1，開始報(bào)警。（1）試寫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系列的門電路，試計(jì)算電路接口之間的噪聲容限。（3）確定開關(guān)與74HC04之間、74H

31、CT32與9013晶體管之間的接口電路是否可以正確動(dòng)作。（4）試計(jì)算該電路的最大靜態(tài)功耗，若用5V電壓、800mA·h的電池供電，可以工作多長時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源電流如下：四2輸入或門74HCT32的靜態(tài)電源電流ICC=20mA，每個(gè)引腳附加電源電流ICC=0.5mA；六非門74HC04的電源電流ICC=2mA；四2輸入與門74LS08的電源電流ICCH=4.8mA，ICCL=8.8mA。解：（1）圖示電路的邏輯函數(shù)式為：（2）三種邏輯電路之間的噪聲容限74HC04驅(qū)動(dòng)74LS08，高電平噪聲容限為4.9V2V=2.9V；低電平噪聲容限0.8V0.26V=0.54V。74HCT的輸入

32、信號(hào)兼容TTL，因此LS08電路可以驅(qū)動(dòng)HCT32電路，因此噪聲容限計(jì)算如下：高電平噪聲容限=2.4V-2V=0.4V；低電平噪聲容限為0.8V-0.5V=0.3V。（3）輸入開關(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1A電流，因此開關(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1.5V，低電平噪聲容限為1.5V；輸入開關(guān)信號(hào)EN與74LS08連接，74LS08低電平輸入電流為0.4mA，因下拉電阻為1k，因此輸入低電平VIL為0.4V，因此低電平噪聲容限為0.8V0.4

33、V=0.4V，高電平噪聲容限為5V-2V=3V。輸入開關(guān)信號(hào)M與74HCT32連接，由于74HCT32的輸入電流為1A，因此開關(guān)輸入信號(hào)的高電平接近于5V，低電平接近于0V，因此高電平噪聲容限為5V2V=3V，低電平噪聲容限為0.81=0.8V；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=（VOHmax-VBE）/R6=（4V-0.7V）/2.2k=1.5mA。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=1.5mA×180=270mA，也就是IC小于270mA時(shí)，9013處于飽和區(qū)，大于270mA時(shí)9013

34、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、800mA·h的電池供電，可以工作多長時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源電流如下：74HC04的靜態(tài)電流為2mA。若是4個(gè)門都輸出高電平，每個(gè)驅(qū)動(dòng)74LS08的高電平輸入電流為20mA，共80mA。ICC04=2mA+4×20mA =82mA。74HCT32的靜態(tài)電流為20mmA；每個(gè)引腳附加電源電流0.5mA，則附加電源電流6×0.5mA=3.02mA；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1.5mA。不報(bào)警時(shí)的電流：ICC32=

35、20mA+6×0.5mA=3.02mA報(bào)警時(shí)的電流：ICC32=20mA+6×0.5mA+1.5mA=4.52mA74LS08的平均靜態(tài)電流ICC08=（ICCH+ ICCL）/2=（4.8mA+8.8mA）/2=6.8mA。報(bào)警動(dòng)作時(shí)流過上下拉電阻的最大電流IR=6×（5V/1k）=6mA。不報(bào)警動(dòng)作時(shí)，3個(gè)上下拉電阻的電流IR=3×（5V/1k）=3mA。報(bào)警動(dòng)作時(shí)的蜂鳴器工作電流ISPK=20mA。蜂鳴器不報(bào)警動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR =0.082mA+3.02mA+6.8mA+3mA12.9 mA

36、若是采用若用5V電壓、800mA·h的電池供電，可以工作時(shí)間t=800/15.961.5h。蜂鳴器動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR+ISPK=0.082mA+4.52mA+6.8mA+6mA+20mA37.4 mA若是蜂鳴器一直報(bào)警，5V電壓、800mA·h的電池只能工作約800/37.420h。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400k，則蜂鳴器不動(dòng)作時(shí)的電源電流為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR=6mA+8mA +14mA+12.5mA×3=0.066mA這里所用的

37、HC電路的靜態(tài)電流都是2mA，每用一個(gè)引腳增加1mA。3個(gè)上下拉電阻的電流為12.5mA×3=37.5mA。因此800mA·h的電池供電，可以工作時(shí)間t=800/0.06612121h，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A3A0。解：【題4-9】 試用門電路設(shè)計(jì)4線-2線優(yōu)先編碼器，輸入、輸出信號(hào)都是高電平有效，要求任一按鍵按下時(shí)，GS為1，否則GS=0；還要求沒有按鍵按下時(shí)，EO信號(hào)為1，否則為0。解：DCBAA1A0GSEO0000000100010010

38、001X011001XX10101XXX1110得到： 邏輯電路如下圖所示?！绢}4-10】 用3線-8線譯碼器74LS138和與非門實(shí)現(xiàn)如下多輸出函數(shù)。解：=【題4-11】 試用3線-8線譯碼器74LS138和門電路實(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：被減數(shù)減數(shù)借位差借位MNBSUBC0000000111010110110110010101001100011111【題4-12】 試用74LS147、74LS46、74LS04與共陽數(shù)碼管等元件設(shè)計(jì)一個(gè)09按鍵輸入，數(shù)碼管顯示按鍵數(shù)字值的

39、電路。解：【題4-13】 試用門電路設(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：用門電路實(shí)現(xiàn)如下：【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)。解： =【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：ABCXYZ000000001001010011011010100110101111110101111100【題4-16】 試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)4個(gè)開關(guān)控制一個(gè)燈的邏輯電路，要求改變?nèi)魏我粋€(gè)開關(guān)的狀態(tài)都能控制燈的狀態(tài)（由滅到亮，或反之）。解：設(shè)D、C、B

40、、A為四個(gè)開關(guān)，開關(guān)斷開輸出1，閉合輸出0；Y表示燈，1表示亮。DCBAY00000000110010100110010010101001100011111000110010101001011111000110111110111110【題4-17】 試分析圖題4-17所示電路在S1、S0信號(hào)控制下，其輸入A、B與輸出Y之間的關(guān)系。圖題4-17解：由圖得到：S1S0Y00AB01A+B1011【題4-18】 試采用門電路設(shè)計(jì)一個(gè)6線-1線數(shù)據(jù)選擇器。要求電路最簡單。解：根據(jù)題意，有如下函數(shù)式：就是用3-6譯碼器、與門和或門組成6-1選擇器，由于為不完全譯碼器，任意項(xiàng)m6和m7不出現(xiàn)，因此可以化簡

41、譯碼器邏輯函數(shù)。 因此有下圖：【題4-19】 試寫出圖題4-19所示加法器的輸出。 圖題4-19解：COS2S1S0=1100【題4-20】 對(duì)于圖題4-20所示波形作為輸入的74LS85電路，試畫出其輸出端的波形。 圖題4-20解：【題4-21】 對(duì)于圖題4-21所示波形作為輸入的電路，試畫出其輸出端的波形。 解： 圖題4-21【題4-22】 試設(shè)計(jì)一個(gè)BCD代碼轉(zhuǎn)換成格雷碼的代碼轉(zhuǎn)換器。解：根據(jù)題意做真值表如下：DCBAWXYZ00000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101用卡

42、諾圖化簡： D+C 因此有如下電路：【題4-23】 試設(shè)計(jì)一個(gè)檢測電路，當(dāng)4位二進(jìn)制數(shù)為0、2、4、6、8、10、12、14時(shí)，檢測電路輸出為1。解：DCBAY00001000100010100110010010101001101011101000110010101011011011001110101110111110得到：因此有電路如下：【題4-24】 某公司3條裝配線各需要100kW電力，采用兩臺(tái)發(fā)電動(dòng)機(jī)供電，一臺(tái)100kW，另外一臺(tái)是200kW，3條裝配線不同時(shí)開工，試設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電動(dòng)機(jī)控制器，可以按照需求啟動(dòng)發(fā)電動(dòng)機(jī)以達(dá)到節(jié)電的目的。解：設(shè)C、B、A代表三條裝配線，G100代表100kW

43、發(fā)電機(jī)，G200代表200kW發(fā)電機(jī)。CBAG100G2000000000110010100110110010101011100111111有邏輯圖如下：【題4-25】 某單片機(jī)控制外部設(shè)備的電路如圖題4-25所示，圖中S1、S2是受控外部設(shè)備，單片機(jī)輸出地址為A7A0，試求出設(shè)備S1與S2的地址碼。 圖題4-25解：S1地址為：A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 0 0 0 X 0 0 11 0 0 X 0 0 0 1S2地址為：A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 0 0 0 X 1 0 01 0 0 X 0 1 0 0【題4-26】 試用4線-16線譯碼器741

44、54、16選1數(shù)據(jù)選擇器74150以及非門7404設(shè)計(jì)一個(gè)用6根線傳輸16線信號(hào)的電路（需要查閱74154和74150數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解這兩個(gè)芯片的功能）。解：直接設(shè)計(jì)如下：【題4-27】 試設(shè)計(jì)一個(gè)BCD輸入的4位數(shù)碼管掃描顯示電路，輸入信號(hào)為4位BCD碼與4位低電平有效的掃描信號(hào)（使用共陽數(shù)碼管、BCD-7段譯碼器74LS247、雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153與三極管）?！绢}4-28】 某醫(yī)院有4間病房，各個(gè)房間按患者病情嚴(yán)重程度不同分類，1號(hào)房間患者病情最重，4號(hào)房間病情最輕。試用74LS148設(shè)計(jì)一個(gè)患者呼叫裝置，該裝置按患者的病情嚴(yán)重程度呼叫大夫（按下按鈕相當(dāng)于呼叫），就是若兩個(gè)或兩個(gè)

45、以上的患者同時(shí)呼叫大夫，則只顯示病情重患者的呼叫。要求采用數(shù)碼管顯示房間號(hào)，并用蜂鳴器提示。解：直接設(shè)計(jì)，邏輯電路如下。第5章 習(xí)題與參考答案題5-1 畫出圖題5-1所示的SR鎖存器輸出端Q、端的波形，輸入端與的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-1解：題5-2 畫出圖題5-2所示的SR鎖存器輸出端Q、端的波形，輸入端S與R的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-2解：題5-3 畫出圖題5-3所示的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器輸出端Q、端的波形，輸入端S、R與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-3解：題5-4 畫出圖題5-4所示的電平觸發(fā)D觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端D與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-4解：題5-5 畫出圖題5-5所示的邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器輸出端Q端的波形，輸入端D與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-5解：題5-6 畫出圖題5-6所示的