数电第3章习题解答

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1、第三章习题解答 3 1 参阅图 3 2 列出AHC TTL AHCT 3 3V ALVT 2 5V ALVT的VOH VOL VIH VIL 计算 它们的VNH及VNL 解 AHC TTL AHCT 3 3VALVT2 5VALVT VOH V 4 44 2 4 2 4 2 4 2 3 VOL V 0 5 0 4 0 4 0 4 0 2 VIH V 3 5 2 0 2 0 2 0 1 7 VIL V 1 5 0 8 0 8 0 8 0 7 VNH V 0 94 0 4 0 4 0 4 0 6 VNL V 1 0 4 0 4 0 4 0 5 3 2 某集成电路具有如下电气特性 VOL 0 4V

2、VOH 2 4V VIL 0 8V VIH 1 8V IOL 10mA IOH 800 A IIL 1 2mA IIH 100 A 试问该电路的扇出系数为多少 并分别计算VNH及VNL 解 扇出系数 Min 10mA 1 2mA 800 A 100 A 8 VNH VOH VIH 2 4V 1 8V 0 6V VNL VIL VOL 0 8V 0 4V 0 4V 3 3 写出图 P 3 1 所示各电路的逻辑表达式 1 VCC F1 A B EN EN 1 1 F2 A A B 图 P3 1 题 3 3 逻辑图 解 BAABB A F1 BABABAF2 3 4 试用 4 位加法器实现 8421

3、BCD 码到余 3 位码的转换 解 3 5 试构成一个字符识别电路 它可以识别 A B C D E F G 7 个字符的 ASCII 码 并指出 为何字符 解 A G的ASCII码为 41H 47H 输入ASCII码为 B7B6B5B4B3B2B1 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 4 EN BIN OCT B1 B2 B3 1 B4 B5 B6 B7 A G F E D C B 3 9 图P3 4 是一个多功能逻辑运算电路 图中S3 S2 S1 S0为控制输入端 试列功能表说明该电 路在S3 S2 S1 S0的各种取值组合下F与A B的逻辑关系 1 1 11F S0S1 S2S3 A

4、B 图 P3 4 题 3 9 逻辑图 解 3210 FABSABSBSBSA 用公式法求与或式 3210 32103210 103210323 1023 FABSABSBSBSA A 0BS0BSBSBS0 A 1BS1BSBSBS1 A BSBS ABSBSA BSABSA B0S0SB1S1S A B SA B SA B SA B S 2 用卡诺图法求与或式 321032101 FABSABSBSBSA ABSABS BSBSA FF 2 102 FA B SA B SA B SA B S 3 A B F 0 0 S1 0 1 S0 1 0 2 S 1 1 3 S A B A B A A

5、B AB AB AB AB AB B AB 3 12 试分析图 P3 7 电路的逻辑功能 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 4 EN BIN OCT 1 A B C F1 F2 MUX 0 Y 1 1 2 3 G 0 0 3 1 0 A B C D D F a b 图 P3 7 题 3 12 逻辑图 解 a F1 C B A m 1 2 4 7 F2 C B A m 3 5 6 7 一位全加器 b 00112233 Fm Dm Dm Dm D ABCABCDAB0ABD ABCABCDCDABD ABCABCDABCDABD ABC ACA BDABCD ABC CA BDABCD AB

6、CBCDABDABCD 00011110 AB F C D 00011110 AB C 0 1 F 0 1 0 D 0 AB CD00011110 00 01 11 10 F 0010 0100 1000 1110 C0 D D D D F A B C D m 2 3 5 6 12 14 3 13 写出图 P 3 8 所示电路的逻辑方程 MUX 0 Y 1 1 2 3 G 0 0 3 MUX 0 Y 1 1 2 3 G 0 0 3 X Y 2 10 1 2 3 D E F A B 0 C C 1 Z X 图 P3 8 题 3 13 逻辑图 解 00112233 Xm Dm Dm Dm DBA0

7、BACBACBA1 ABCABABC AB ACBCACBC 00011110 FE ZXDXD XDDX X 00011110 FE D 0 1 Z X 11 11 X X FE DX00011110 00 01 11 10 Z 0111 1011 1110 1110 ZDFDFXEXE DFDF AC BC EAC BCE DFDFACEBCE AC BC E DFDFACEBCE ABACBC E DFDFACEBCE ACBC E DFDFACEBCEACEBCE 3 14 试分析图P3 9 所示逻辑电路 说明输出F3F2F1F0和输入D3D2D1D0的逻辑关系 W 0 1 2 3 4

8、 5 6 7 Y G0 7 MUX 0 2 EN W 0 1 2 3 4 5 6 7 Y G0 7 MUX 0 2 EN 1 1 00 D0 D1 D2 D3 F0 F1 F2F3 11 图 P3 9 题 3 14 逻辑图 解 00 11 FD FDD 0 1 1 11 F3 0 11 1 1 0 1 1 1 11 D0 1 11 0 D1 D3D201 00 01 11 10D0 F2 0 0 1 1 1 D0 0 D1 D3D201 00 01 11 10 D0 D0 D0 D1D0 D3D200011110 00 01 11 10 F3 0000 000 D1D0 D3D20001111

9、0 00 01 11 10 F2 00 00 1 1 0 0 0 0 22021210201210 201201210 332103032313021321 302130213210 FD D D D D D D D DD D D D D DD D DD D DD FD D D DD DD D D DD DDD D D D D D DDD D DDDD DDD 0 输 入 输 出 D3D2D1D 0F3F2F1F0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1

10、0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 原码变补码电路 3 18 任意一种逻辑门电路 例如与门 或门和异或门 在使用时经常有多余的输入端 通常处置 这种多余输入端有以下几种方法 试说明它们各适用于何种逻辑器件 将多余输入端通过一电阻接到电源或高电平 将多余输入端接地或接低电平 将多余的输入端和使用的输入端并

11、联 解 适用于与门和与非门 异或门一个输入端接高电平相当于非门 适用于或门和或非门 异或门一个输入端接低电平相当于传输门 适用于与门 与非门 或门 或非门 3 19 用 3 线 8 线译码器 74138 和与非门实现下列多输出函数 7 5 3 0 M C B A F 7 5 4 3 2 m C B A F ACBCAB C B A F 3 2 1 解 6 4 2 1 m 7 5 3 0 M C B A F 7 5 4 3 2 m C B A F 7 6 5 3 mACBCAB C B A F 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 4 EN BIN OCT A B C 0 0 1

12、F1 F2 F3 3 21 电路的输出 F 与输入 A B C 的关系如图 P3 10 所示 试用一片 8 选 1 MUX 实现之 A B C F 图 P3 10 题 3 21 的波形图 解 3 22 用 4 选 1 MUX 实现下列函数 F A B C D m 0 l 3 5 6 8 9 11 13 解 A DA DA 3 25 试用4位二进制加法器再辅以适当门电路构成4 2乘法器A B 其中A A3A2A1A0 B B1B0 解 A3B0A0B0A1B0A2B00 A3B1A0B1A1B1A2B10 B0B1 A3A0A1A2 S0S4S3S2S1S5 3 28 A 和 B 是两个 4 位

13、用原码表示的带符号二进制数 试用 7485 辅以适当门电路构成比较器 当 A B 时 比较器输出 Z 1 反之 Z 0 解 不会出现 0 情况 3333A B33A B333A B3A B ZA BA B FA B FA BA FB F 3 31 A 和 B 是两个 4 位无符号二进制数 试设计一个大数减小数电路 当 A B 时 输出 A B 当 A B 时 输出 B A 解 3 32 试画出图 P3 11 所示电路中各点在考虑门电路有延迟情况下的波形 各逻辑门平均传输延迟 为 10 ns 输入信号 A 的周期为 100 ns 1 1 11 ABCD E F A 图 P3 11 题 3 32

14、逻辑图 解 3 33 下列各函数相等 试找出其中无逻辑险象的函数式 CBAC B AF6 6 BABCCACBABCAF5 5 BACBABCAF4 4 BCCBABCAF3 3 CACBABCAF2 2 CBABCAF1 1 解 00011110 BC A 0 1 111 111F1 00011110 BC A 0 1 111 111F F3F4 F5 00011110 2 BC A 0 1F60 0 00011110 BC A 0 1 111 111 00011110 BC A 0 1 111 111 00011110 BC A 0 1 111 111 有逻辑险象 无逻辑险象 3 34 用

15、无逻辑险象的两级与非门电路实现下列函数 F A B C D m 0 3 5 8 10 12 14 解 CABDCADCBDADBBAF CD AB00011110 00 01 11 10 1111 1 11 111 F A B B D D A B C D A C D A B C 3 36 已知函数 F A B C D m 2 6 9 12 15 试判断当输入变量按自然二进制码的顺序变 化时 是否存在功能险象 若存在 请用选通脉冲法消除之 并画出用与非门实现它的逻辑电路图 解 0000 0001 只有 1 位变化 无功能险象 0001 0010 变化前和变化后输出不一样 无功能险象 0010 0

16、011 只有 1 位变化 无功能险象 0011 0100 有功能险象 0100 0101 只有 1 位变化 无功能险象 0101 0110 变化前和变化后输出不一样 无功能险象 0110 0111 只有 1 位变化 无功能险象 0111 1000 有功能险象 1000 1001 只有 1 位变化 无功能险象 1001 1010 变化前和变化后输出不一样 无功能险象 1010 1011 只有 1 位变化 无功能险象 1011 1100 变化前和变化后输出不一样 无功能险象 1100 1101 只有 1 位变化 无功能险象 1101 1110 两条变化路径都无功能险象 1110 1111 只有 1 位变化 无功能险象 1111 0000 变化前和变化后输出不一样 无功能险象 DCABCCAF C A D