数电习题答案(第五版).pdf

第一章 数制与编码 1 1 自测练习 1 1 1 模拟量 数字量 1 1 2 b 1 1 3 c 1 1 4 a 是数字量 b c d 是模拟量 1 2 自测练习 1 2 1 2 1 2 2 比特 bit 1 2 3 10 1 2 4 二进制 1 2 5 十进制 1 2 6 a 1 2 7 b 1 2 8 c 1 2 9 b 1 2 10 b 1 2 11 b 1 2 12 a 1 2 13 c 1 2 14 c 1 2 15 c 1 2 16 1001001 1 2 17 11 1 2 18 110010 1 2 19 1101 1 2 20 8 进制 1 2 21 a 1 2 22 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 23 十六进制 1 2 24 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1 2 25 b 1 3 自测练习 1 3 1 122 1 3 2 675 52 1 3 3 011111110 01 1 3 4 52 1 3 5 1BD A8 1 3 6 1110101111 1110 1 3 7 3855 1 3 8 28 375 1 3 9 100010 11 1 3 10 135 625 1 3 11 570 1 1 3 12 120 5 1 3 13 2659 A 1 4 自测练习 1 4 1 BCD Binary coded decimal 二 十进制码 1 4 2 a 1 4 3 b 1 4 4 8421BCD 码 4221BCD 码 5421BCD 1 4 5 a 1 4 6 011001111001 1000 1 4 7 11111110 1 4 8 10101000 1 4 9 11110111 1 4 10 61 05 1 4 11 01011001 01110101 1 4 12 余 3 码 1 4 13 XS3 1 4 14 XS3 1 4 15 1000 1011 1 4 16 100110000011 1 4 17 52 1 4 18 11011 1 4 19 010111 1 4 20 b 1 4 21 ASCII 1 4 22 a 1 4 23 ASCII American Standard Code for Information Interchange 美国信息交换标准码 1 4 24 1001011 1 4 25 ASCII 1 4 26 b 1 4 27 b 1 4 28 11011101 1 4 29 15 1 4 30 1 1001 1 4 31 1 1001 习题 1 1 a d 是数字量 b c 是模拟量 用数字表时 e 是数字量 用模拟表时 e 是模拟量 1 2 a 7 b 31 c 127 d 511 e 4095 1 3 a b 2 2 104 108 2 6 108 108 c 32 1 102 105 100 d 5 32 04 109 10 2 1 1 4 a b c 2 1 21 21 431 1 21 21 21 642 1 2 1 2 1 2 1 2 1 d 98 1 2 1 2 432 1 2 1 21 2 1 5 22201 10 327 153 102 107 101 105 10 3210 1 2 2 1011 011 2 02 1 2 1 2 02 1 2 210 1 8 437 44 8 3 8 78 4 8 10 1 2 16 3A 1C3 16 A 16 1 16 C 16 1 6 a 11110 b 100110 c 110010 d 1011 1 7 a 1001010110000 b 1001011111 1 8 110102 2610 1011 0112 11 37510 57 6438 71 81835937510 76 EB16 118 0 9179687510 1 9 1101010010012 65118 D4916 0 100112 0 468 0 9816 1011111 011012 137 328 5F 6816 1 10 168 1410 1728 12210 61 538 49 671875 126 748 86 937510 1 11 2A16 4210 1010102 528 B2F16 286310 1011001011112 54578 D3 E16 211 87510 11010011 11102 323 78 1C3 F916 451 9726562510 111000011 111110012 703 7628 1 12 a E b 2E c 1B3 d 349 1 13 a 22 b 110 c 1053 d 2063 1 14 a 4094 b 1386 c 49282 1 15 a 23 b 440 c 2777 1 16 198610 111110000102 00011001100001108421BCD 67 31110 1000011 010012 01100111 0011000100018421BCD 1 183410 1 0010112 0001 00011000001101008421BCD 0 904710 0 1110012 0000 10010000010001118 1 17 1310 000100118421BCD 01000110XS3 1011Gray 6 2510 0110 001001018421BCD 1001 01011000 XS3 0101 01Gray 0 12510 0000 0001001001018421BCD 0 010001101000XS3 0 001 Gray 1 18 101102 11101 Gray 0101102 011101 Gray 1 19 110110112 0010000110018421BCD 45610 0100010101108421BCD 1748 0010011101008421BCD 2DA16 0111001100008421BCD 100100112421BCD 001100118421BCD 11000011XS3 0001001100008421BCD 1 20 0 0000原 0 0000反 0 0000补 0 1001原 0 1001反 0 1001补 1001原 10110反 10111补 1 21 010100原 010100补 101011原 110101补 110010原 101110补 100001原 111111补 1 22 1310 00001101补 11010 01101110补 2510 11100111补 90 1 0100101补 1 23 01110000补 11210 00011111补 3110 11011001补 3910 11001000补 5610 1 24 1000011 1000001 1010101 1010100 1001001 1001111 1001110 0100001 0100000 1001000 1101001 1100111 1101000 0100000 1010110 1101111 1101100 1110100 1100001 1100111 1100101 1 25 0100010 1011000 0100000 0111101 0100000 0110010 0110101 0101111 1011001 0100010 1 26 BEN SMITH 第二章 逻辑门 2 1 自测练习 2 2 1 b 2 2 2 16 2 2 3 32 6 2 2 4 与 2 2 5 d 2 2 6 16 2 2 7 32 6 2 2 8 或 2 2 9 非 2 2 10 1 2 2 自测练习 2 2 1 FA B 2 2 2 b 2 2 3 高 2 2 4 32 2 2 5 16 5 2 2 6 1 2 2 7 串联 2 2 8 d 2 2 9 不相同 2 2 10 高 2 2 11 相同 2 2 12 a 2 2 13 c 2 2 14 奇 2 2 15 奇 2 3 自测练习 2 3 1 OC 上拉电阻 2 3 2 0 1 Z 2 3 3 b 2 3 4 c 2 3 5 FA B Z 2 4 自测练习 2 4 1 TTL CMOS 2 4 2 Transisitor Transistor Logic 2 4 3 Complementary Metal Oxide Semicoductor 2 4 4 高级肖特基 TTL 低功耗和高级低功耗肖特基 TTL 2 4 5 高 强 小 2 4 6 c 2 4 7 b 2 4 8 c 2 4 9 多 2 4 10 强 2 4 11 a 2 4 12 a 2 4 13 b 2 4 14 高级肖特基 TTL 2 4 15 c 习题 2 1 与 或 与 2 2 与门 或门 与门 2 3 a F A B F AB b F A B C F ABC c F A B C D F ABCD 2 4 a 0 b 1 c 0 d 0 2 5 a 0 b 0 c 1 d 0 2 6 a 1 b 1 c 1 d 1 2 7 a 4 b 8 c 16 d 32 2 8 a 3 b 4 c 5 d 6 2 9 a A B C F 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 b A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 2 10 YABAC 2 11 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 2 12 2 13 a 1234 x xx b Fx 123465634 xx Fxxxx xxx 2 14 F1 A B C F2 A BC A B C F1 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 15 2 16 a 0 b 1 c 1 d 0 2 17 a 1 b 0 c 0 d 1 2 18 a 0 b 1 2 19 2 20 YAB BC DE F 2 21 YAB CD EF 2 22 5 2 23 40 2 24 当 TTL 反相器的输出分别为 3V 输出是低电平 红灯亮 当 TTL 反相器的输出 分别为 0 2 V 时 输出是高电平 绿灯亮 2 25 三极管不会导通 LED 灯不会点亮 3 1 自测练习答案 3 1 自测练习答案 1 逻辑函数 2 逻辑表达式 真值表 逻辑电路图 卡诺图和波形图 3 表 3 1ABCF 真值表 A B C ABCF 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 4 5 略 3 2 自测练习答案 3 2 自测练习答案 1 与 或 非 2 代入规则 反演规则 对偶规则 3 a 和 c 4 5 6 DCBA DCAB 7 EDCBA EDCBA 8 FF 3 3 自测练习答案 3 3 自测练习答案 1 A 2 AD 3 ACD 4 BAC 5 BCCA 6 BA 7 CAB 8 CAAB 9 CAAB 3 4 自测练习答案 3 4 自测练习答案 1 标准与或表达式 标准或与表达式 2 一 12 n 3 n 2 4 最大项 5 4 5 6 7 12 13 14 15 6 5 4 3 1 M 7 2 1 0 M 8 7 5 4 1 0 m 9 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 10 DBCADCBA 11 DCBADCBA 12 C 3 5 自测练习答案 3 5 自测练习答案 1 一 2 n 2 3 格雷码 4 CBA CBA 5 m6 6 M1 7 8 9 10 7 6 5 d 第三章练习答案 3 1 CABCBABCAF 3 2 a 1 0 0 b 1 1 1 c 0 1 0 3 3 略 3 4 a DCACBBAF b GFEDCBAF 3 5 a CBCAF b DEDCBAF 3 6 提示 列出真值表可知 1 不正确 2 不正确 3 正确 4 正确 3 7 a BAF b c ABDABC CBBCAF d e f 0 FCBF CBDBAB g h BCF ACBAF i ACBAF j CBAABCF 3 8 6 5 4 2 0 7 3 1 MmCBAF 3 9 a 7 6 5 4 1 mCBAF b 14 12 9 7 6 5 4 3 mDCBAF 3 10 函数 Y 和函数 Z 互补 即 YZZY 3 11 3 12 DCACDADBBCBADCACDADBBCBAF 3 13 DCBAF 3 14 CDBAF 1 DBACDADF 2 BCABDAADF 3 3 15 CDADBCCABAF 3 16 3 17 0 0 0 0 AB CD 11 00 00 01 11 10 01 10 习题 习题 4 1 写出图所示电路的逻辑表达式 并说明电路实现哪种逻辑门的功能 基本题基本题属于 4 1 节 习题 4 1 图 解 解 BABABABABAF 该电路实现异或门的功能 4 2 分析图所示电路 写出输出函数 F 基本题基本题属于 4 1 节 B A 1 1 1 F 习题 4 2 图 解 解 BABBBAF 4 3 已知图示电路及输入 A B 的波形 试画出相应的输出波形 F 不计门的延迟 基本 题 基本 题属于 4 1 节 F B A F A B 习题 4 3 图 解 解 BABABAABBABAABBABAF 4 4 由与非门构成的某表决电路如图所示 其中 A B C D 表示 4 个人 L 1 时表示决议 通过 基本题基本题属于 4 1 节 1 试分析电路 说明决议通过的情况有几种 2 分析 A B C D 四个人中 谁的权利最大 B A C D L 习题 4 4 图 解 解 1 ABDBCCDABDBCCDL 2 ABCDLABCD L 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0 0 0 1 0 0 1 1 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0 0 0 1 0 1 1 1 3 根据真值表可知 四个人当中 C 的权利最大 4 5 分析图所示逻辑电路 已知 S1 S0为功能控制输入 A B 为输入信号 L 为输出 求 电路所具有的功能 基本题基本题属于 4 1 节 1 A 1 L 1 B 习题 4 5 图 S0 S1 解 解 1 011011 SSBSASSBSAL 2 S1S0L 00 01 10 11 A B BA AB A B 3 当 S1S0 00 和 S1S0 11 时 该电路实现两输入或门 当 S1S0 01 时 该电路实现两输入或 非门 当 S1S0 10 时 该电路实现两输入与非门 4 6 试分析图所示电路的逻辑功能 并用最少的与非门实现 综合题综合题属于 4 1 4 2 节 A B 1 1 L 1 1 C 1 D 习题 4 6 图 解 解 1 DCADBADDCADBAD DCADBADADCDBADL 2 ABCDLABCD L 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1 0 1 0 1 0 0 0 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 1 1 1 1 0 1 0 1 3 4 7 已知某组合电路的输入 A B C 和输出 F 的波形如下图所示 试写出 F 的最简与或表 达式 基本题基本题属于 4 2 节 习题 4 7 图 解 解 1 根据波形图得到真值表 根据波形图得到真值表 F C B A 1 1 A B C L D 1 1 ABC F 000 001 010 011 100 101 110 111 1 0 0 1 0 0 1 0 2 由真值表得到逻辑表达式为由真值表得到逻辑表达式为 CABBCACBAF 4 8 设 要求用最简单的方法 实现的电路最简单 14 12 10 9 8 4 2 mDCBAF 1 用与非门实现 2 用或非门实现 3 用与或非门实现 基本题基本题属于 4 2 节 解 1 1 将逻辑函数化成最简与或式并转换成最简与非与非式 F AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 0 1 1 1 100 10 0 0 0 1 01 0 DCBDADCBDCBDADCBDCBDADCBF 2 根据最简与非与非式画出用与非门实现的最简逻辑电路 A D B C C B L 2 1 将逻辑函数的反函数化成最简与或式 ACDBCABDDACBAF F AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 0 0 011 01 1 1 1 0 10 1 2 利用反演规则将逻辑函数化成最简或与式并转换成最简或非或非式 DCACBADBDACBA DCACBADBDACBA DCACBADBDACBAF 3 根据最简或非或非式画出用或非门实现的最简逻辑电路 图略 3 1 由上步可知逻辑函数的反函数化成最简与或式 ACDBCABDDACBAF 2 则逻辑函数的最简与或非式为 ACDBCABDDACBAF 3 根据最简与或非式画出用与或非门实现的最简逻辑电路 图略 4 9 设计一个由三个输入端 一个输出端组成的判奇电路 其逻辑功能为 当奇数个输入 信号为高电平时 输出为高电平 否则为低电平 要求画出真值表和电路图 基本题基本题属 于 4 2 节 解 解 1 根据题意 设输入逻辑变量为 A B C 输出逻辑变量为 F 列出真值表为 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 2 由真值表得到逻辑函数表达式为 CBAABCCBACBACBAF 3 画出逻辑电路图 B A 1 1 C F 4 10 试设计一个 8421BCD 码的检码电路 要求当输入量 ABCD 4 或 8 时 电路输出 L 为高电平 否则为低电平 用与非门设计该电路 基本题基本题属于 4 2 节 解 解 1 根据题意列出真值表为 D3D2D1D0LD3D2D1D0L 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1 1 1 1 1 0 0 0 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 1 1 2 由真值表可得到输出逻辑函数表达式为 15 14 13 12 11 10 9 8 4 3 2 1 0 0123 mmDDDDL 3 将输出逻辑函数表达式化简并转换为与非与非式为 0120120123 DDDDDDDDDDL 4 画出逻辑电路图 1 D 0 D 2 D L 4 11 一个组合逻辑电路有两个功能选择输入信号 C1 C0 A B 作为其两个输入变量 F 为电路的输出 当 C1C0取不同组合时 电路实现如下功能 1 C1C0 00 时 F A 2 C1C0 01 时 F A B 3 C1C0 10 时 F AB 4 C1C0 11 时 F A B 试用门电路设计符合上述要求的逻辑电路 基本题基本题属于 4 2 节 解 解 1 根据题意 列出真值表 2 由真值表列出逻辑函数表达式为 BACABCBACACCmBACCF 0100101 15 14 13 11 6 5 1 0 3 根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图 C1C0ABFC1C0ABF 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 A C C 0 1 F B A C0 B A C0 B A C1 4 12 用红 黄 绿三个指示灯表示三台设备的工作情况 绿灯亮表示全部正常 红灯亮表 示有一台不正常 黄灯亮表示两台不正常 红 黄灯全亮表示三台都不正常 列出控制电路 真值表 并选用合适的集成电路来实现 基本题基本题属于 4 2 节 解 解 1 根据题意 列出真值表 由题意可知 令输入为 A B C 表示三台设备的工作情况 1 表示正常 0 表示不正 常 令输出为 R Y G 表示红 黄 绿三个批示灯的 状态 1 表示亮 0 表示灭 A B C R Y G 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 2 由真值表列出逻辑函数表达式为 6 5 3 0 mCBAR 4 2 1 0 mCBAY 7 mCBAG 3 根据逻辑函数表达式 选用译码器和与非门实现 画出逻辑电路图 4 13 8 3 线优先编码器 74LS148 在下列输入情况下 确定芯片输出端的状态 1 6 0 3 0 其余为 1 2 EI 0 6 0 其余为 1 3 EI 0 6 0 7 0 其余为 1 4 EI 0 0 7 全为 0 5 EI 0 0 7 全为 1 基本题基本题属于 4 3 节 解 解 1 74LS148 在输入 6 0 3 0 其余为 1 时 输出所有端均为 1 2 74LS148 在输入 EI 0 6 0 其余为 1 时 输出 A2 A1 A0 001 CS 0 EO 1 3 74LS148 在输入 EI 0 6 0 7 0 其余为 1 时 输出 A2 A1 A0 000 CS 0 EO 1 4 74LS148 在输入 EI 0 0 7 全为 0 时 输出 A2 A1 A0 000 CS 0 EO 1 5 74LS148 在输入 EI 0 0 7 全为 1 时 输出 A2 A1 A0 111 CS 1 EO 0 4 14 试用 8 3 线优先编码器 74LS148 连成 32 5 线的优先编码器 基本题基本题属于 4 3 节 解 解 4 15 4 16 线译码器 74LS154 接成如习题 4 15 图所示电路 图中 S0 S1为选通输入端 芯 片译码时 S0 S1同时为 0 芯片才被选通 实现译码操作 芯片输出端为低电平有效 1 写出电路的输出函数 F1 A B C D 和 F2 A B C D 的表达式 当 ABCD 为何种取值时 函数 F1 F2 1 2 若要用 74LS154 芯片实现两个二位二进制数 A1A0 B1B0的大小比较电路 即 A B 时 F1 1 A B 时 F2 1 试画出其接线图 综合题综合题属于 4 4 节 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15 A B C D S1 S0 F1 A3 A2 A1 A0 F2 习题 4 15 图 解 解 1 14 13 9 7 4 0 1 mDCBAF 15 13 9 8 7 5 2 mDCBAF 当 ABCD 0111 或 ABCD 1001 或 ABCD 1101 时 F1 F2 1 2 由题意得到真值表如下 A1A0 B1B0 F1F2 A1A0 B1B0F1F2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 14 13 12 9 8 4 1 mDCBAF 11 7 6 3 2 1 2 mDCBAF 画出逻辑电路图为 4 16 用 74LS138 译码器构成如习题 4 16 图所示电路 写出输出 F 的逻辑表达式 列出真 值表并说明电路功能 基本题基本题属于 4 4 节 习题 4 16 图 解 解 1 由题可得逻辑函数表达式为 5 421 mCBAF 2 列出真值表如下 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 4 17 试用 74LS138 译码器和最少的与非门实现逻辑函数 基本题基本题属于 4 4 节 1 7 6 2 0 C B A F1m 2 F2 A B C A B C 解 解 1 2 F2 A B C A B C 7 4 2 1 m 4 18 试用 3 线 8 线译码器 74LS138 设计一个能对 32 个地址进行译码的译码器 综合题综合题 属于 4 4 节 解 解 用 3 线 8 线译码器 74LS138 设计一个能对 32 个地址进行译码的译码器如图所示 C B A G1 G2A G2B Y0 Y7 74LS138 C B A0 G1 G2A G2B Y0 Y7 74LS138 Y16 Y23 Y24 Y31 C B A G1 G2A G2B Y0 Y7 74LS138 C B A G1 G2A G2B Y0 Y7 Y8 Y15 A3 A4 74LS138 A1 A2 A0 1 Y0 Y7 1 4 19 已知 8421BCD 可用 7 段译码器 驱动日字 LED 管 显示出十进制数字 指出下列变 换真值表中哪一行是正确的 注 逻辑 1 表示灯亮 D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 9 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 解 解 第二行 4 的显示是正确的 4 20 已知某仪器面板有 10 只 LED 构成的条式显示器 它受 8421BCD 码驱动 经译码而 点亮 如图所示 当输入 DCBA 0111 时 试说明该条式显示器点亮的情况 综合题综合题属 于 4 4 节 Y0 Y 1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 74LS42 A B C D A0 A1 A2 A3 LED 10 270 10 5V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 习题 4 20 图 解 解 由图可知 二极管 0 7 均为亮的 8 9 为熄灭的 4 21 74LS138 芯片构成的数据分配器电路和脉冲分配器电路如习题 4 21 图所示 1 图 a 电路中 数据从 G1端输入 分配器的输出端得到的是什么信号 2 图 b 电路中 G2A端加脉冲 芯片的输出端应得到什么信号 基本题基本题属于 4 5 节 C B A Y1 Y0 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G1 G2A G2B 地址 输入 1 a b 习题 4 21 图 解 解 图 a 电路中 数据从 G1端输入 分配器的输出端得到的是 G1的分配信号的非 图 b 电路中 G2A端加脉冲 芯片的输出端应得到的是 G2A的分配信号 4 22 用 8 选 1 数据选择器 74LS151 构成如习题 4 22 图所示电路 写出输出 F 的逻辑表达 式 列出真值表并说明电路功能 基本题基本题属于 4 5 节 C B A Y1 Y0 地址 输入 Y2 Y3 Y4 数据输入 G1 Y5 G2A Y6 G2B Y7 G Y W C 74LS151 B A D7 D6 D5 D4D3 D2 D1 D0 1 F A B C D 习题 4 22 图 解 解 1 由图可知输出 F 的逻辑函数表达式为 15 12 11 86 431 mDCBAF 2 列出真值表如下 ABCD FABCD F 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 4 23 试用 74LS151 数据选择器实现逻辑函数 基本题基本题属于 4 5 节 1 7 4 2 1 C B A F1m 2 14 13 12 11 9 7 6 5 1 D C B A F2m 3 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 3 2 0 D C B A F3dm 解 解 1 G Y W C 74LS151 B A D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 2 DABCCABCDBADCBABCADCBADCBA DABCDCABDCABCDBADCBABCDADBCADCBADCBA m 11 14 13 12 11 9 7 6 5 1 D C B A F2 F1 A B C 0 1 G Y W C 74LS151 B A D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 F2 A B C D 3 DCBADCBACBABCACBA dm 111 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 3 2 0 D C B A F3 1 G Y W C 74LS151 B A D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 F3 A B C D 0 4 24 8 选 1 数据选择器 74LS151 芯片构成如习题 4 24 图所示电路 图中 G 为使能端 G 0 时 芯片正常工作 G 1 时 Y 0 W 1 分析电路功能 写出电路输出函数 F 的表达式 基本题基本题属于 4 5 节 C Y W B 74LS151 G A D0D1D2D3D4D5 D6D7 1 A B C D F 1 1 习题 4 24 图 解 解 由题所给逻辑电路图可知 输出逻辑函数表达式为 CDBDCBADBCCBACBADBA CDBADCBADBCCBACBADCBA DABCCDBADCBADBCACBACBADCBA DABCCABCDBADCBADBCACBACBADCBA 11 011 D C B F A 4 25 试用中规模器件设计一并行数据监测器 当输入 4 位二进制码中 有奇数个 1 时 输 出 F1为 1 当输入的这 4 位二进码是 8421BCD 码时 F2为 1 其余情况 F1 F2均为 0 综综 合题 合题 解 解 1 根据题意列出真值表如下 ABCD F1F2 ABCD F1F2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 2 由真值表得到输出逻辑函数表达式为 14 13 11 8 7 4 2 1 D C B A F1m 9 8 765 43 2 10 D C B A F2 m 3 用 74LS154 实现逻辑函获数如图所示 4 26 四位超前进位全加器 74LS283 组成如习题 4 26 图所示电路 分析电路 说明在下述 情况下电路输出 CO 和 S3S2S1S0的状态 基本题基本题属于 4 6 节 1 K 0 A3A2A1A0 0101 B3B2B1B0 1001 2 K 0 A3A2A1A0 0111 B3B2B1B0 1101 3 K 1 A3A2A1A0 1011 B3B2B1B0 0110 4 K 1 A3A2A1A0 0101 B3B2B1B0 1110 CO S3 S2 S1 S0 74LS283 CI A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0 1 1 1 1 A3 B3 A2B2 A1B1A0B0 K 习题 4 25 图 解 解 1 当 K 0 A3A2A1A0 0101 B3B2B1B0 1001 时 输出 S3S2S1S0 1110 CO 0 2 当 K 0 A3A2A1A0 0111 B3B2B1B0 1101 时 输出 S3S2S1S0 0100 CO 1 3 当 K 1 A3A2A1A0 1011 B3B2B1B0 0110 时 输出 S3S2S1S0 0101 CO 1 4 当 K 1 A3A2A1A0 0101 B3B2B1B0 1110 时 输出 S3S2S1S0 0111 CO 0 4 27 试将 74LS85 接成一个五位二进制数比较器 基本题基本题属于 4 7 节 解 解 将 74LS85 接成一个五位二进制数比较器如图所示 输入两个五位二进制数分别为 X4X3X2X1X0和 Y4Y3Y2Y1Y0 4 28 试用 74LS185 实现六位二进制数到 BCD 码的码组转换电路 基本题基本题属于 4 8 节 解 解 用 74LS185 实现六位二进制数到 BCD 码的码组转换电路如图所示 D5D4D3D2D1D0 为 六位二进制数的输入 B3B2B1B0 A3A2A1A0为两位十进制数的 8421 码的输出 74185 EN 2 2 4 4 8 8 16 10 32 20 40 80 D0 D1 D2 D3 D4 D5 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 0 4 29 设每个门的平均传输延迟时间 tpd 20ns 试画出习题 4 29 图所示电路中 A B C D 及 vO各点的波形图 并注明时间参数 设 vI为宽度足够的矩形脉冲 基本题基本题属于 4 9 节 习题 4 29 图 解 解 电路中 A B C D 及 vO各点的波形如图所示 4 30 下列各逻辑函数中 其中无冒险现象的为 基本题基本题属于 4 9 节 A BCABADADCBAF B DBCBADADCBAF C BCADCDADCBAF D CABCBADADCBAF 解 由题可知 A 式中无冒险现象 4 31 TTL 或非门组成的电路如习题 4 31 图所示 基本题基本题属于 4 9 节 分析电路在什么时刻可能出现冒险现象 用增加冗余项的方法来消除冒险 电路应该怎样修改 习题 4 31 图 解 解 1 当 A 1 B D 0 时 可能会出现冒险现象 2 电路在最后一个或非门的输入端增加一个DB 项 D vI 1 vO 1 1 1 A B C 1 1 1 1 A C 1 B D L 第四章节 第四章节 4 1 组合逻辑电路的分析 自测练习自测练习 1 组合逻辑电路的输出仅仅只与该时刻的 输入 有关 而与 电路原来所处的 状态 无关 2 下图中的两个电路中 图 a 电路是组合逻辑电路 题 2 图 1 A F2 A B F1 a b 3 如果与门的输入是 A B 与门的输出逻辑表达式是 AB 4 下表所示真值表表示的逻辑功能是 1 位加法器 1 位加法器 1 位减法器 题 4 真值表 A B L1 L2 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 5 一组合逻辑电路如用两级或非门构成 则其逻辑表达式应写成 c a 与 或式 b 非 与式 c 或 非式 d 或 与式 6 下图所示的输出逻辑函数表达式 F1 AB C F2 BCAB 1 B A C F1 1 B A C F2 题 6 图 4 2 组合逻辑电路的设计 自测练习自测练习 1 若用 74LS00 实现函数 AB A B 分别接 74LS00 的 4 5 脚 则输出 F 应接到 74LS00 的 6 脚 2 74HC54 芯片处于工作状态 如果其 1 2 12 13 脚分别接逻辑变量 A B C D 当 3 5 脚 9 11 脚都接逻辑 0 时 输出为 CDAB 而当 3 5 脚 9 11 脚都接逻辑 1 时 输出又为 0 3 若要实现函数 则用哪种芯片的数量最少 b a 74LS00 b 74LS02 c 74HC58 d 74HC54 4 实现逻辑函数ACABF 可以用一个 与或 门 或者用 三 个与非门 或者用 三 个或非门 5 下面真值表所对应的输出逻辑函数表达式为 F 7 5 3 2 m 题 5 真值表 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 6 如果用 74LS00 实现图 4 5 所示的逻辑电路图 则相应的接线图为 A B接 1 2 脚 3 4 脚短接 C 接 5 脚 A B 接 9 10 脚 8 脚接 12 脚 6 脚接 13 脚 F 接 11 脚 7 如果用 74LS02 实现图 4 10 所示的逻辑电路图 则相应的接线图为 A B接 2 3 脚 1 5 脚短接 C 接 6 脚 D 接 8 9 脚 10 脚接 12 脚 4 脚接 11 脚 F 接 13 脚 8 如果用 74HC58 实现图 4 12 所示的逻辑电路图 则相应的接线图为 A B C D 接 2 3 4 5 脚 F 接 6 脚 9 如果用 74HC54 实现图 4 14 所示的逻辑电路图 则相应的接线图为 A接 1 3 脚 B接 9 12 脚 C接 2 10 脚 D接 4 13 脚 5 11 脚接逻辑 1 F 接 6 脚 4 3 编码器 自测练习自测练习 1 二进制编码器有 8 个输入端 应该有 3 个输出端 2 三位二进制优先编码器 74LS148 的输入 2 4 13 引脚上加入有效输入信号 则输出代 码为 000 3 二 十进制编码器有 4 个输出端 4 二 十进制优先编码器 74LS147 的输入端第 3 12 13 引脚为逻辑低电平 则输出第 6 脚为逻辑 低 电平 第 7 脚为逻辑 低 电平 第 9 脚为逻辑 高 电平 第 14 脚为逻辑 高 电平 5 74LS148 输入端中无有效信号时 其输出 CS 为 1 EO 为 0 6 74LS148 输出端代码以 反码 原码 反码 形式出现 7 74LS147 输入端为 低 电平有效 输出端以 反码 原码 反码 形式出 现 8 图 4 24 是用两片 74LS148 接成的一个 16 4 线优先编码器 输入信号 EI 为输入使能端 输出信号 EO 为 输出使能端 CS 为 输出标志位 4 4 译码器 自测练习自测练习 1 编码器 译码器 编码器 的特点是在任一时刻只有一个输入有效 2 译码器 译码器 编码器 的特点是在任一时刻只有一个输出有效 3 二进制译码器有 n 个输入端 2n 个输出端 且对应于输入代码的每一种状态 输出中有 一 个为 1 或为 0 其余全为 0 或为 1 4 由于二 十进制译码器有 四 根输入线 十 根输出线 所以又称为 四 线 十 线译码器 5 对于二进制译码器 其输出为 输入变量组成 的全部最小项 6 74LS138 要进行正常译码 必须满足 G1 1 G2A 0 G2B 0 7 当 74LS138 的输入端 G1 1 G2A 0 G2B 0 A2A1A0 101 时 它的输出端 Y5 Y0 Y7 为 0 8 74LS138 有 八 个输出端 输出 低 电平有效 9 74LS42 有 十 个输出端 输出 低 电平有效 10 74LS47 可驱动共 阳 极数码管 74LS48 可驱动共 阴 极数码管 11 当 74LS48 的输入端 LT 1 RBI 1 BI RBO 1 DCBA 0110 时 输出端 abcdefg 0 0 1 1 1 1 1 当 BI RBO 0 而其它输入端不变时 输出端 abcdefg 0000000 12 图 4 34 是将 3 8 译码器 74LS138 扩大为 4 16 译码器 其输入信号A B C D中 D 为最高位 13 如果用译码器 74LS138 实现FABCABCABC 还需要一个 3 2 3 输 入端的与非门 其输入端信号分别由 74LS138 的输出端 Y0 Y5 Y7 Y0 Y7 产生 4 5 数据选择器与数据分配器 自测练习自测练习 1 仅用数据选择器 例如 8 选 1 MUX 4 选 1 MUX 无法实现的逻辑功能是 a a 数据并 串变换 b 数据选择 c 产生逻辑函数 2 一个十六选一数据选择器 其地址输入端有 c 个 a 16 b 2 c 4 d 8 3 设 A1 A0为四选一数据选择器的地址输入端 D3 D2 D1 D0为数据输入端 Y 为输出 端 则输出 Y 与 A1 A0及 Di之间的逻辑表达式为 a a 301201101001 DAADAADAADAA b 301201101001 DAADAADAADAA c 301201101001 DAADAADAADAA d 301201101001 DAADAADAADAA 4 参看图 4 43 如果 74LS151 的 G 0 A2A1A0 011 则 Y 0 如此时输入端 D0 D7 均为 1 则 Y 1 5 参看图 4 43 如果 74LS151 的 G 1 则 Y 0 此时输出与输入 无关 有关 无关 6 参看题 6 图 如果变量 A B 取值为 11 输出 Y 为 1 变量 A B 取值为 00 输出 Y 为 0 题 6 图 题 7 图 7 参看题 7 图 输出 Y 的逻辑表达式为 ABBACBAY 4 6 加法器 自测练习自测练习 1 半加器有 2 个输入端 2 个输出端 全加器有 3 个输入端 2 个输出端 2 两个四位二进制数 1001 和 1011 分别输入到四位加法器的输入端 并且其低位的进位输 入信号为 1 则该加法器的输出和值为 0101 3 串行进位的加法器与并行进位的加法器相比 运算速度 慢 快 慢 4 1100 1011 补码 0001 1000 1011 补码 1101 1000 1011 原 码 0011 5 使用两个半加器和一个 或 门可以构成一个全加器 6 设全减器的被减数 减数和低位来的借位数分别为 A B C 则其差输出表达式为 借位输出表达式为 7 4 2 1 m 7 3 2 1 m 4 7 比较器 自测练习自测练习 1 将二进制数 A 1011 和 B 1010 作为 74LS85 的输入 则其三个数据输出端 L1 A B 为 1 L2 AB A B 和 A B 分别接 低 电平 3 参看图 4 59 将二进制数 A 11001011 和 B 11010100 作为八位数值比较器的输入时 四 位数值比较器C0的的三个数据输出端分别为 L1 A B 为 1 L2 A