数字电子技术课后习题答案

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1、数字电子技术作业,第一章数字逻辑基础,第二章逻辑门电路,第三章组合逻辑电路,第四章触发器,第五章时序逻辑电路,第七章半导体存储器,第六章脉冲波形的产生与整形,第八章可编程逻辑器件,第九章数/模和模/数转换器,1.12 写出下图所示各逻辑图的输出函数表达式，列出它们的真值表。,F1,F2,F3,F4,解：,1.14化简下列逻辑函数，并画出实现逻辑函数的逻辑图。 （1）用与非门实现Y1=,解：,不是唯一！,1.17写出下图所示各函数的最简与或表达式。,2.16写出下图所示TTL门电路输出信号的逻辑表达式。,2.21由COMS传输门构成的电路如下图(a）所示，A、B为信息输入，C为控制输入，其波形如

2、下图（b）所示。设VDD=+5V，USS=0V，UTP=UTN=3V。要求按比例画出输出信号Y波形。,3.2 已知逻辑电路如图P3.2所示，分析电路的功能。,解：逻辑表达式 电路实现“意见一致”功能,真值表,3.6 试设计一个8421BCD码的验码电路。要求输入量DCBA2，或7时，电路输出Y为高电平，否则输出为低电平。用与非门和反相器设计电路，写出Y的表达式。 解：输出Y的卡诺图如下,3.9 某实验室有红、黄两个故障灯，用来表示三台设备的工作情况。当只有一台设备有故障时，黄灯亮；若有两台设备同时产生故障时，红灯亮；而当三台设备都产生故障时，红灯、黄灯同时亮。试设计一个控制指示灯的逻辑电路，用

3、适当的逻辑门实现。 解： A、B、C表示三台设备，逻辑“1”表示有故障；红灯（R）、黄灯（Y）逻辑“1”表示灯亮，真值表如下：,3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按钮时，四号灯才亮。试用优先编码器7414

4、8和门电路设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个指示灯状态的高、低电平信号。,74148优先编码器引脚图和逻辑符号 (a)引脚图;(b)逻辑符号,74148优先编码器真值表,解：先用74148编码，再用门电路译码既可实现功能。 用74148的高4位时：一号病床接最高位（低电平为按下开关）相应的编码输出为,低电平表示灯亮,电路如图所示,3.14试用与非门设计一个译码器，译出对应ABCD=0010,1010,1110状态的3个信号。 解：,3.18 试用74138译码器和适当的门电路实现下列逻辑函数。 （1） 解：,3.21 用8选1数据选择器74151设计一个组合逻辑电路。该电路有3三个输

5、入逻辑变量A、B、C和一个工作状态控制变量M。当M0时电路实现“意见一致”功能（ A、B、C状态一致时输出为1，否则输出为0），而M1时电路实现“多数表决”功能，即输出与A、B、C中多数的状态一致。,解：逻辑表达式如下：,3.27 已知描述某电路的逻辑函数表达式为 ,判断该逻辑电路是否存在竞争冒险。 解：函数的卡诺图如图： 由于存在 项，不存在相切的圈，故无冒险。,4.1在用或非门组成的基本RS触发器中，已知输入SD 、RD的波形图如下，试画出输出Q, 对应的波形图。设触发器的初始状态为Q=0, 。,解：波形图如下图,4.2在用与非门组成的基本RS触发器中，已知输入 、 的波形图如下，试画出输

6、出Q, 对应的波形图。设触发器的初始状态为Q=0, .,解：波形图如下图,不定,4.6主从JK触发器，已知CP、J、K的波形如下所示，试画出Q对应的波形图。触发器的初始状态为Q=0。,解：,CP为1时输入端2次变化，,4.7维持阻塞边沿D触发器中，已知 的波形如下所示，试画出输出Q对应的波形图。设触发器的初始状态为Q=0。,解：,异步置1,4.12逻辑电路如下所示，已知CP和X的波形，试画出Q1和Q2的波形。设各触发器的初始状态均为0。,解：,4.14下图是用CMOS边沿触发器和或非门组成的脉冲分频电路。试画出在一系列CP脉冲作用下Q1Q2和Z端对应的输出波形。设各触发器的初始状态均为0。,解

7、：,触发器门延迟时间,5.1试分析下图所示的时序电路。写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态表、状态图和时序图，说明电路能否自启动。设各触发器的初始状态为0。,解： 驱动方程为： ； 输出方程为： 状态方程为： 状态表为： 状态图为：,时序图为：,5.2分析下图所示时序电路的逻辑功能。写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态表、状态图和时序图，说明电路能否自启动。设各触发器的初始状态为0。,解： 驱动方程为： 输出方程为： 状态方程为： 状态表为： 状态图为：,时序图为：,上升沿触发,5.4分析下图所示的时序电路。写出电路的时钟方程、驱动方程、状态方程和输出方程，

8、画出电路的状态表、状态图和时序图，说明电路能否自启动。设各触发器的初始状态为0。,58电路如下所示，试分析它是几进制计数器，画出它的状态转移图。,解： 驱动方程为： 状态方程为： 状态表为：,状态图为： 三进制计数器（三位环形计数器）,5.11试分析下图所示电路，画出它的状态转换图，说明它是几进制计数器。,解： 74163为同步清零二进制计数器，当Q4Q3Q2Q11010时下一个时钟清零。 状态转换图如下图： 000000010010001101000101 1010 1001 1000 0111 0110 电路为11进制计数器。,5.12试分别用异步清零法和同步预置数法将集成计数器74161

9、连接成九进制计数器。 解：,5.15试分析下图所示的计数器在M=1和M=0时各为几进制。,解： 74160为异步清零同步置数的十进制计数器，利用同步置数端进行反馈置数。 当M1时：预置数为0100 计数器状态为01001001循环，为6进制计数器。 当M0时：预置数为0010 计数器状态为00101001循环，为8进制计数器。,5.18试分析下图所示电路说明它是几进制计数器，采用了何种进位方式。 解： 为100进制计数器，同步级联方式。,5.21试用两片74194构成8位双向移位寄存器。,5.23试用下降沿触发的边沿JK触发器和门电路设计一个同步五进制加法计数器，并检查能否自启动。 解： 1.

10、状态转换图为Q2nQ1nQ0n,2.卡诺图为 由卡诺图得电路的状态方程与输出方程为 得,逻辑图为 检查自启动 101010 110010 111000 电路可以自启动,5.25设计一个串行数据检测器，X为输入，Z为输出。当检测到X（自左向右）连续输入101时Z=1，否则Z=0。X输入的1不能首尾重复使用。如 X=01010110100 Z=00010000100 解： 1.原始状态转换图 设输入1以前状态为S0；输入1后状态为S1；输入10后状态为S2；输入101后状态为S3。,2.化简状态：S0与S3等价 3.状态编码： 取S0=00；S1=01 S2=10。 4.状态表：,0/0,00,0

11、1,10,0/0,1/0,1/1,1/0,0/0,X,Q1nQ0n,5.卡诺图；状态方程,6.选J-K触发器 7.电路图： 检查电路能自启动,6.3单稳态触发器的输入、输出波形如下所示。已知VCC=5V，给定的电容C=0.47F，试画出用555定时器构成的单稳态触发器电路图，并确定电阻R的取值应为多少？,解：,6.5 555定时器接成占空比可调的多谐振荡器，已知 （1）求uO振荡频率 （2）若将电路中的控制电压端（5）脚改接uIC参考电压，当uIC分别取4V、2.6V、2V、1.2V时，输出uO的频率f各应为多少？ （3）根据上述的计算结果，该电路具备何种功能？,解： （1）,（2） 当uIC

12、取4V时：比较点电压uTH4V、uTL2V,当uIC取2.6V时：比较点电压uTH2.6V、uTL1.3V,当uIC取2V时：比较点电压uTH2V、uTL1V,当uIC取1.2V时：比较点电压uTH1.2V、uTL0.6 （3）根据上述的计算结果，可知该电路在控制端加电压时，加的电压越高，振荡频率越低；加的电压越低，振荡频率越高。因此电路具备电压控制频率的功能，亦称压控振荡器。,7.2 一个容量为5128位的RAM，该RAM有多少个基本存储单元？每次访问几个基本存储单元？有几根地址线？几根数据线？ 答： 有4K个基本存储单元（4096）；每次访问8个基本存储单元；有9根地址线；8根数据线。,7

13、.7 写出图p7所示电路中不同地址输入时ROM中的信息内容。 解：,不同地址输入时ROM中的信息内容,7.8 一个EPROM所存储的信息如图p7.8所示。试画出其简化阵列图并列写输出数据表达式。 解：简化阵列图如图所示,8.5 分析图p8.5的逻辑电路，写出输出逻辑表达式。 解：电路为PAL逻辑器件，输出表达式如下:,9.2在图9.2.5所示的权电流倒T型电阻网络D/A转换器中，已知UREF6V，R148k，当输入d3d2d1d01100时，uO1.5V，试确定RF的值。 解：,9.5为了把一个8位的数字信号转换为模拟信号，能否选用AD752010位D/A转换器？如可以，电路如何连接。 解：

14、可以选用AD752010位D/A转换器。将d9d80即可，此时输出的电压将会较小。,9.8如果将图9.3.4(a)逐次逼近型A/D转换器的输出扩展到10位，取时钟频率为1MHz，试计算完成一次转换操作所需要的时间是多少？如果要求一次转换操作的时间小于120s，問时钟频率应选多大？ 解： 转换一次所需要的计数脉冲为102个，故转换一次所需要的时间为： 如果要求一次转换操作的时间小于120s，时钟频率应1MHz。,9.9在图9.3.6所示的双积分型A/D转换器中，若计数器为10位二进制，时钟信号频率为1MHz，试计算转换器的最大转换时间是多少？ 解： 第一次积分的时间为计数器计满所需的时间，即 第二次积分的最大时间为计数器计满所需的时间，即,