数字电子技术基础课后答案Word文档格式.doc

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【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。

（1）1110.01；

（2）1010.11；

（3）1100.101；

（4）1001.0101

（1）（1110.01）2=14.25

（2）（1010.11）2=10.75

（3）（1001.0101）2=9.3125

【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。

（1）20.7；

（2）10.2；

（3）5.8；

（4）101.71

（1）20.7=（10100.1011）2

（2）10.2=（1010.0011）2

（3）5.8=（101.1100）2

（4）101.71=（1100101.1011）2

【题1-7】写出下列二进制数的反码与补码（最高位为符号位）。

（1）01101100；

（2）11001100；

（3）11101110；

（4）11110001

（1）01101100是正数，所以其反码、补码与原码相同，为01101100

（2）11001100反码为10110011，补码为10110100

（3）11101110反码为10010001，补码为10010010

（4）11110001反码为10001110，补码为10001111

【题1-8】将下列自然二进制码转换成格雷码。

000；

001；

010；

011；

100；

101；

110；

111

格雷码：

000、001、011、010、110、111、101、100

【题1-9】将下列十进制数转换成BCD码。

（1）25；

（2）34；

（3）78；

（4）152

解：

（1）25=（00100101）BCD

（2）34=（00110100）BCD

（3）78=（01111000）BCD

（4）152=（000101010010）BCD

【题1-10】试写出3位和4位二进制数的格雷码。

4位数格雷码；

0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、

第2章习题与参考答案

【题2-1】试画出图题2-1（a）所示电路在输入图题2-1（b）波形时的输出端B、C的波形。

图题2-1

【题2-2】试画出图题2-2（a）所示电路在输入图题2-2（b）波形时的输出端X、Y的波形。

图题2-2

【题2-3】试画出图题2-3（a）所示电路在输入图题2-3（b）波形时的输出端X、Y的波形。

图题2-3

【题2-4】试画出图题2-4（a）所示电路在输入图题2-4（b）波形时的输出端X、Y的波形。

图题2-4

【题2-5】试设计一逻辑电路，其信号A可以控制信号B，使输出Y根据需要为Y=B或Y=。

可采用异或门实现，，逻辑电路如下：

【题2-6】某温度与压力检测装置在压力信号A或温度信号B中有一个出现高电平时，输出低电平的报警信号，试用门电路实现该检测装置。

压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为：

，有如下逻辑图。

【题2-7】某印刷裁纸机，只有操作工人的左右手同时按下开关A与B时，才能进行裁纸操作，试用逻辑门实现该控制。

开关A、B与裁纸操作之间的关系为，逻辑图如下：

【题2-8】某生产设备上有水压信号A与重量信号B，当两信号同时为低电平时，检测电路输出高电平信号报警，试用逻辑门实现该报警装置。

水压信号A、重量信号B与报警信号之间的关系为，逻辑图如下：

【题2-9】如果如下乘积项的值为1，试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。

（1）AB；

（2）；

（3）；

（4）

（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

【题2-10】如果如下和项的值为0，试写出该和项中每个逻辑变量的取值。

（1）；

（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

【题2-11】对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写出对应Y的值。

（2）

（1）

A

B

C

Y

1

当A取1时，输出Y为1，其他情况Y=0。

【题2-12】试证明如下逻辑函数等式。

（3）

（1）左边右边

（2）左边=右边

（3）左边=

【题2-13】对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。

（1）

（2）

（3）

（4）

【题2-14】试用代数法化简如下逻辑函数式。

（1）=A

（2）=C

（3）=A

【题2-15】试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。

（2）=

（3）=

【题2-16】试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。

（1）=

（3）=ABC

【题2-17】将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。

【题2-18】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。

（2）；

（4）

【题2-19】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。

【题2-20】试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。

【题2-21】将如下逻辑函数式画成真值表。

Y1

【题2-22】将如下逻辑函数式画成真值表。

D

【题2-23】写出图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式。

图题2-23

（2）

【题2-24】画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。

表题2-25

ABC

000

001

010

011

100

101

110

111

【题2-25】写出表题2-25的与或逻辑函数式。

【题2-26】用与非门实现如下逻辑函数。

【题2-27】用或非门实现题2-26中的逻辑函数。

第3章习题与参考答案

【题3-1】试画出74HC与74LS系列逻辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示意图。

74HC系列（5V）：

74LS系列：

【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为-3～-12 

V，输入高电平范围为3～12 

V。

若该逻辑门的输入电压值为-5 

V、-8 

V、+5 

V、+8 

V，对于正逻辑约定，这些电压值各代表什么逻辑值？

若是采用负逻辑约定，这些电压值各代表什么逻辑值？

－5V、－8V代表逻辑0；

+5V、+8V代表逻辑1

若是复逻辑：

－5V、－8V代表逻辑1；

+5V、+8V代表逻辑0

【题3-3】CMOS非门电路采用什么类型的MOS管？

采用一个PMOS管和一个NMOS管。

【题3-4】试确定图题3-4所示的MOS管中，哪些是导通的？

哪些是截止的？

图题3-4

（a）通；

（b）通；

（c）通；

（d）通

【题3-5】试分析图题3-5所示MOS电路的逻辑功能，写出Y端的逻辑函数式，并画出逻辑图。

图题3-5

【题3-6】请查阅74HC04手册，确定该器件在4.5 

V电源时的高电平与低电平噪声容限。

查手册74HC04，VCC=4.5V时：

VIHmin=3.15V，VILmax=1.35V

20μA负载电流时：

VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1V

VNL=VILmax－VOLmax=1.35V－0.1V=1.25V

VNH=VOHmin－VIHmin==4.4V－3.15V=1.25V

4mA负载电流时：

VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26V

VNL=VILmax－VOLmax=1.35V－0.26V=1.09V

VNH=VOHmin－VIHmin==4.18V－3.15V=1.03V

【题3-7】某门电路的输出电流值为负数，请确定该电流是拉电流还是灌电流。

流出芯片的电流为负数，因此为拉电流。

【题3-8】请查阅74HC04手册，确定该器件在拉电流4 

mA负载时，可否保持VOHmin>

4V（VCC=4.5V）。

可以保持VOH>

4V，因为VOHmin=4.18V

【题3-9】请查阅74HC04手册，确定该器件在灌电流4 

mA负载时，可否保持VOLmax<

0.4V（VCC=4.5V）。

可以保持VOL<

0.4V，因为VOLmax=0.26V。

【题3-10】请查阅74HC04手册，确定该器件在驱动74HC00时的高电平与低电平扇出系数。

若输出高电平为VCC-0.1V时，高电平扇出系数NH=IOHmax/IIH=0.02mA/1μA=20

若扇出低电平为0.1V时，低电平扇出系数NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1μA=20

【题3-11】查阅商业温度范围的74HC00芯片手册，回答如下问题：

（1）电源电压范围；

（2）输出高电平电压范围；

（3）输出低电平电压范围；

（4）输入高电平电压范围

（5）输入低电平电压范围；

（6）该芯片的静态电源电流；

（7）典型传播延迟时间；

（8）扇出系数。

（1）电源电压范围2~6V

（2）输出高电平范围：

当IOH≤20μA时：

（Vcc－0.1V）~Vcc

当Vcc=3V、|IOH|≤2.4mA时：

2.34V~3V

当Vcc=4.5V、|IOH|≤4mA时：

3.84V~4.5V

当Vcc=6V、|IOH|≤5.2mA时：

5.34V~6V

（3）输出低电平范围：

当IOL≤20μA时：

GND+0.1V

当Vcc=3V、|IOL|≤2.4mA时：

0V~0.33V

当Vcc=4.5V、|IOL|≤4mA时：

当Vcc=6V、|IOL|≤5.2mA时：

当Vcc=2V时，1.5V~2V

当Vcc=3V时，2.1V~3V

当Vcc=4.5V时，3.15V~4.5V

当Vcc=6V时，4.2V~6V

当Vcc=2V时，0V~0.5V

当Vcc=3V时，0V~0.9V

当Vcc=4.5V时，0V~1.35V

当Vcc=6V时，0V~1.8V

6V时：

2μA/每封装

Vcc=2V时，tPHL=tPLH=75ns；

Vcc=3V时，tPHL=tPLH=30ns；

Vcc=4.5V时，tPHL=tPLH=15ns；

Vcc=2V时，tPHL=tPLH=13ns；

如果保证输出电流小于20μA时输出高低电平，则由于输入漏电流为±

1μA，因此有扇出系数为20。

【题3-12】请叙述CMOS数字电路输入端不能悬空的原因。

因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗，容易受到干扰，一旦受到干扰后，会使输出电平发生转换，产生功耗，因此输入端不能悬空，应该连接确定的逻辑电平。

【题3-13】去耦电容的安装位置与芯片电源引脚之间的距离有何关系？

去耦电容的作用是消除芯片动作对电源电流的影响，或是消除电源电压波动对芯片的影响，因此越接近芯片的电源引脚越好。

【题3-14】门电路有哪两个重要时间参数？

各有何意义？

一个是输出瞬变时间，门电路的输出从一个状态向另外一个状态转换需要的过渡时间。

另外一个是传输延迟时间，是输入信号变化到输出信号变化之间需要的时间。

【题3-15】某CMOS开漏输出门驱动发光二极管，若电源电压为5V，发光二极管电流为5mA，发光管压降为1.8V，试计算上拉电阻值。

忽略开漏输出门的管压降，上拉电阻R≈（5-1.8）/5=0.64kΩ

【题3-16】试判断图题3-16中哪个三极管是导通或是截止的。

图题3-16

（a）导通；

（b）截止；

（c）导通；

（d）截止

【题3-17】请查阅74LS00手册，确定该门的高电平与低电平噪声容限。

查手册74LS00，VCC=5V时：

VIHmin=2V，VILmax=0.8V

-400μA拉电流时：

VOHmin=2.7V；

8mA灌电流时，VOLmax=0.5V

低电平噪声容限：

VNL=VILmax－VOLmax=0.8V－0.5V=0.3V

高电平噪声容限：

VNH=VOHmin－VIHmin==2.7V－2V=0.7V

【题3-18】请回答TTL电路的灌电流能力强还是拉电流能力强？

灌电流能力为8mA，拉电流能力为0.4mA，因此灌电流能力强。

【题3-19】试计算74LS系列门驱动74LS系列门时的扇出系数。

查手册可知，IIH=20μA；

IIL=－0.4mA

因此有NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20

NL=IOLmax/IILmax=8/0.4=20

【题3-20】当74LS系列门电路采用拉电流方式驱动流过5mA电流的发光二极管时，出现什么情况？

若是采用74HC系列电路驱动，有什么不同吗？

74LS下列电路的拉电流能力只有0.4mA，因此驱动发光二极管时，二极管亮度很小；

而采用74HC系列电路时，有足够的驱动能力使发光二极管发光。

【题3-21】连接5V电压的上拉电阻要保持15个74LS00输入为高电平，上拉电阻的最大阻值是多少？

若按照计算的最大阻值，高电平噪声容限为多少？

若使上拉高电平与74LS输出高电平VOHmin相同，则有

Rmax=（Vcc－VOHmin）/（15×

IIHmax）=（5－2.7）/（15×

20μA）=7.66kΩ

选为7.5kΩ。

对于所选7.5kΩ电阻，有上拉高电平=5－（7.5kΩ×

（15×

20μA））=2.75V，因此有噪声容限为0.75V。

【题3-22】有源输出（图腾柱）与集电极开路（OC）输出之间有什么区别？

OC门输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级需要上拉电阻才能输出高电平，且上拉电源可以与芯片电源不同，因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变换，OC门输出端可以并联实现线与；

有源输出可以输出低电平与高电平，两个有源输出端连接在一起时，若是一个输出端输出高电平，另外一个输出端输出低电平时，可引起较大电流损坏输出级。

【题3-23】查阅商业温度范围的74LS00芯片手册，回答如下问题：

（4）输入高电平电压范围；

（6）该芯片的电源电流；

（1）电源电压范围4.75~5.25V

当|IOH|≤0.4mA时：

2.7V~5V

当IOL≤8mA时：

0~0.5V

（4）输入高电平电压范围：

2V~5V

0~0.8V

5.5V时：

ICCH=1.6mA/每封装

5.5V时：

ICCL=4.4mA/每封装

tPHL=10ns；

tPLH=9ns；

高电平输入电流IIH=20μA，输出IOH为400μA，因此高电平扇出系数为20。

低电平输入电流IIL=0.4mA，输出IOL为8mA，因此低电平输出心事为20。

【题3-24】试确定图题3-24所示74LS门电路的输出状态（设电源VCC为5 

V）。

图题3-24

Y1=高电平；

Y2=开路；

Y3=高电平；

Y4=高阻；

Y5=高电平；

Y6=高电平

Y7=高电平；

Y8=高阻；

Y9=高电平；

Y10=高电平

【题3-25】试确定图题3-25所示74HC门电路的输出状态（设电源VCC为5 

图题3-25

Y2=低电平；

Y3=低电平

【题3-26】试确定图题3-26所示74LS门电路的输出负载是灌电流还是拉电流，并确定最大电流值。

图题3-26

（1）输出低电平，因此是灌电流负载，保证输出为0.5V时的最大电流值为8mA。

（2）输出高电平，因此是拉电流负载，保证输出为2.7V时的最大电流值为0.4mA。

【题3-27】写出图题3-27所示电路的逻辑函数式。

若是每个门的IOL（max）=20mA，VOL（max）=0.25V，假设Y端连接10个TTL负载。

试求电源电压是5V情况下的最小上拉电阻值。

图题3-27

逻辑函数式：

若假设每个LSTTL低电平输入电流为0.4mA，则有：

Rmin=（Vcc-VOLmax）/（IOLmax－10×

0.4）

=（5V－0.25V）/（20mA-4mA）≈0.3kΩ

【题3-28】图题3-28所示的74LS电路中，若是VI1为下列情况时，VI2为多少？

（这里假设电压表内阻为50kW）。

（1）VI1悬空。

（2）VI1接低电平（0.3V）。

（3）VI1接高电平（3.6V）。

（4）VI1经过68W电阻接地。

（5）VI1经