数字电子技术基础习题答案

精品文档 1欢迎下载 数字电子技术基础答案数字电子技术基础答案 第第 1 1 章章 自测题自测题 1 1 填空题 1 100011 11 00110101 01110101 11110 01 1E 4 2 4 3 4 逻辑代数 卡诺图 n 2 5 DCBAF DCBAF 6 CBDCBAF 7 代数法 卡诺图 8 1 1 2 判断题 1 2 3 1 3 选择题 1 B 2 C 3 C 1 4 AF 1 BABF 2 BAF 3 1 5 A BL 0 01 0 10 1 00 1 11 1 6 CL 1 7 ABCBABCY 习题习题 1 1当 到有 1 个不为 0 时 就可以被十进制 8 整除000 012 AAA 7 A 3 A 1 2 a b ACBCABF 1 BAABF 2 c CBAS ACBCABC 0 1 3 略 1 4 1 BADCF 1 1 BADCF 2 BABAF 2 2 BABAF 3 EDCBAF 3 DECABF 3 4 4 DABACEAF 4 DACABEAF 精品文档 2欢迎下载 1 5 CBAF 1 6 1 2 BACBCAL DBCBDCAL 3 4 5 ADL EABCDL 0 L 1 7 CBABCACABABCCBAL 1 8 1 2 ABDDACF 1 BCABACF 2 3 有多个答案 4 CABABAF 3 CBDCABCACDF 4 5 6 CBAABDCBADBAF 5 1 6 F 1 9 1 2 ADDCBBAF 1 BAACF 2 3 4 DADBCBF 3 BCF 4 1 10 1 2 CABF 1 BCF 2 3 4 DABCF 3 CBADBDCF 4 1 11 CABADF 1 12 1 多种答案 2 DBADCADCBF 1 CBBCDDCDBF 2 3 4 5 CBCADCF 3 ABF 4 BDDBF 5 6 多种答案 7 多种答案 CBDADCAF 6 CADBF 7 8 多种答案 9 BCDBF 8 BDCF 9 1 13 略 第第 2 2 章章 自测题自测题 2 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 2 选择题 1 A B 2 C D 3 A 4 B 5 B 6 A B D 7 C 8 A C D 9 A C D 10 B 习题习题 2 1 解 ABCY 1 精品文档 3欢迎下载 2 2 解 a mA234 0 50 3 012 C CESCC BS R UV I BS mA1 0 53 7 06 IIB 三极管处于放大状态 V 711 05012 CBCCO RIVu b mA029 0 350 3 05 C CESCC BS R UV I BS mA143 0 30 7 05 IIB 三极管处于饱和状态 V 3 0 CESO Uu c V 66 0 1 21 B BB EEI IB R RR Vu uu 三极管处于截止状态 V 12 CCO Vu 2 3 解 10 IL OL OL I I N 20 IH OH OH I I N 取 OHOL NN 10 OLO NN 2 4 解 20 4 0 8 OL N 20 02 0 4 0 OH N 取 20 O N 2 5 解 均为 1 4V 2 6 解 AY 1 ABY 2 ABY 3 BABAY 4 2 7 解 k 63 2 k 04 0 902 0 2 35 IHOH OHmin CC Lmax mINI UV R 精品文档 4欢迎下载 k 35 0 k 1316 4 05 ILOLmax OLmax CC Lmin MII UV R 可以在此范围内选取某一标称阻值 如选或k 63 2 k 35 0 L R1k L R 2k L R 2 8 解 1 1 4V 0 3V 1 V 2 V 2 1 4V 0 3V 1 V 2 V 3 0 3V 3 6V 1 V 2 V 2 9 解 1 3 6V VV3 0 O u 2 1 4V VV3 0 O u 3 0V VV3 0 O u 4 1 4V VV3 0 O u 2 10 解 a b c d 2 11 解 V0 B u 2 12 略 2 13 略 第第 3 3 章章 自测题自测题 3 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 3 2 选择题 1 CD 2 B 3 C 4 D 5 ACD 6 A 7 E 8 D 9 C 10 CD 11 C 12 D 13 AB 14 A 15 AB 3 3 填空题 1 低 2 修改逻辑设计 接入滤波电容 加选通脉冲 习题习题 3 1 当A B C三个变量不一致时 电路输出为 1 所以这个电路 称为 不一致电路 3 2 ABSSBBASABSY 0123 精品文档 5欢迎下载 该电路是函数发生器 3 3 a 逻辑功能 完成异或运算的逻辑功能 b 它的功能为 完成二选一数据选择器 3 4 DBADCBDCACBAABCBCDACDABD DBADCBDCACBAABCBCDACDABDF 3 5 1 Y3 Y2 Y1 0 Y0 B 2 Y4 Y3 A Y2 0 Y1 Y0 B 3 6 543254323 12 0760761 mmmmmmmmBABAF mCBAF mmmmmmCBAABF 3 7 1 76520765201 mmmmmmmmmmF 2 15141110151411102 1511321511321 mmmmmmmmF mmmmmmmmF 3 8 1 D0 D3 D5 D6 0 D1 D2 D4 D7 1 2 3 EDEDDEDEDEDD EDEDDEDEDDDEDED 765 43210 3 9 1 CBATCTBATCBATCTBATF 2 1675421030 DTDDDTDDDD 精品文档 6欢迎下载 3 10 2 2101 EDBDBABEDCBAF XYZWYXWYXmZWmWmF 3 11 1 写出最简表达式 CABCABY 2 写出最小项的表达式 Y m3 m5 m6 m7 m7m6m5m3 3 12 1 利用卡诺图化简 写出输出的最简表达式 ABCABADY ABABY ACCBAABDY DCDBAY 0 1 2 3 2 可用 74283 表示减法运算 Y3Y2Y1Y0 DCBA 0011 DCBA 1100 1 3 13 BDDDDBDDDD 7315264100 3 14 3 15 图略 3 16 该电路完成两个 3 位二进制数是否相同比较功能的电路 3 17 该电路实现 1 位十进制加法器 数码管可以显示相加结果 当相加的结果大于 1001 时 数 码管不显示 3 18 该电路是一个检测 8421BCD 码并将其进行四舍五入的电路 3 19 DmDmDmDmDmmm DmDmDmDmDmDmDmDmDmF 7654210 765421100 3 21 得到 74151 各个数据输入端的值为 D0 0 D1 ABC D2 A B C D3 D4 D5 7Y0YABC7YCBA 0YCBA D6 AB AC BC D7 1 1247YYYY3567YYYY 3 22 1 存在负向尖峰脉冲 2 无冒险 3 无冒险 4 存在正向尖峰脉冲 5 存在正向尖峰脉冲 第第 4 4 章章 自测题自测题 4 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 2 选择题 1 A 2C 3B 4 B 5 B 6 A 7 B 8 BC 9 C 10 D 11B C 12C 13 C 14D 15B 16B 17 ABC 18 ABD 19 BCD 4 3 填空题 1 RS D JK T T 2 基本 同步 主从 边沿 3 特性表 状态转换图 特性方程 波形图 4 0 S0 R 5 2 Q 1 Q 0 Q 6 空翻 边沿触发器 7 0 1 8 保持 9 主从 边沿 10 控制电路 11 高 12 置 0 置 1 保持 翻转 nnn QKQJQ 1 精品文档 7欢迎下载 习题习题 4 1 4 2 CP S R 123456 Q Q 4 3 D S R D Q Q 4 4 123456CP7 A B Q1 Q2 4 5 123456CP7 J K Q 4 6 精品文档 8欢迎下载 123456CP7 D Rd Q b 4 7 略 4 8 12345 CP A B Q1 Q2 C 4 9 解 nnn QQQ 21 1 1 nn QQ 1 1 2 CP Q1 Q2 4 104 10 解 DQ n 1 1 nnnnnnn QQQQQKQJQ 212122 1 2 CP D Q1 Q2 4 11 解 写出电路的输出方程 XQn 1 列状态转换表如下 X n Q 1 n Q Z 0000 0100 1011 1111 精品文档 9欢迎下载 01 1 0 1 10 0 0 0 4 12 画出此触发器的状态转换图 0 1 Y 0 Y 1 Y x Y xX x X x X 0 X 1 第第 5 5 章章 自测题自测题 5 1 选择题 1A 2D 3C 4D 5B 6A 7B 8B 9B 10D 11D 12A 13B 14B 15A 16C 5 2 判断题 5 3 填空题 1 数码 移位 2 组合 时序 3 4 个 4 同步 异步 习题习题 5 1 1 需要四个移位脉冲 2 此移位寄存器为右移寄存器 3 完成该操作需要 20 4 800us 的时间 us f T200 KHz5 11 5 2 此电路为能自启动的异步五进制计数器 5 3 此电路为能自启动同步五进制计数器 5 4 1 计数器最高位触发器的输出脉冲频率为 KHz4 2 512KHz 2 77 0 f f 2 需要用 10 个触发器构成 5 5 此电路为一能自启动的同步五进制计数器 5 6 计数器有六个独立状态 状态转换图如图 P5 6 所示 图 P5 6 5 7 可以用下降沿触发的 JK 触发器构成的一个三进制计数器来实现 精品文档 10欢迎下载 输出方程和驱动方程为 n QZ 1 n QJ 01 1 1 K n QJ 10 1 0 K 能自启动 逻辑图略 5 8 输出方程及驱动方程 n QZ 2 n 0 n 12 QQJ 1 2 K n QJ 01 n QK 01 n QJ 20 1 0 K 能够自启动 电路图略 5 9 输出方程 驱动方程 nnQ QC 12 n QJ 12 n QK 12 n QJ 21 n QK 01 1 0 J n QK 20 电路能够自启动 逻辑图略 5 10 1 按照给定的状态转换图画出次态卡诺图如图 T5 10 a 所示 求出 1n A 状态方程 选用 D 触发器 即得到驱动方程 1 n B 1 n C a 图 P5 10 a 的卡诺图分别如图 P5 10 b c d 所示 1n A 1 n B 1 n C 精品文档 11欢迎下载 b c d 图 P5 10 b c d 合并 1 得到 nnn BMCMA 1 nnn CMAMB 1 nnn AMBMC 1 2 检查自启动能力 将 M 0 时 000 111 代入状态方程 得到 111 000 nnn CBA 111 nnn CBA 将 M 1 时 000 111 代入状态方程 得到 111 000 nnn CBA 111 nnn CBA 因此电路不能自启动 3 改圈的卡诺图即可使电路由不能自启动变为自启动 的卡诺图如图 T5 1n C 1n C 10 e 精品文档 12欢迎下载 图 P5 10 e 得到 nnnnnnnnn BAMCAMCBMBAMC 1 4 画出电路图 电路图略 5 11 1 状态转换如图 P5 11 a 所示 图 P5 11 a 2 选下降沿触发的 JK 触发器 求出输出方程和驱动方程 图 P5 11 b 3 检查自启动 能自启动 4 画出逻辑图 5 12 a 八进制计数器 b 七进制计数器 5 13 CT74290 为三进制计数器 CT74290 为六进制计数器 因此电路为 3 6 18 进制计数器 5 14 该图为六进制计数器 5 15 解法一 40 10 4 电路如图 P5 15 a 所示 精品文档 13欢迎下载 图 P5 15 a 解法二 40 5 8 电路如图 T5 15 b 所示 图 P5 15 b 5 16 解 用 CT74290 构成 8421BCD 码的 24 进制计数器如图 T5 16 所示 图 P5 16 5 17 方案一 电路如图 T5 17 a 所示 图 P5 17 a 方案二 电路如图 T5 17 b 所示 精品文档 14欢迎下载 图 P5 17 b 5 18 CT74160 为带同步预置端的十进制加法计数器 由图可知 当 CO 1 时 而 T1147 为二 十进制优先权编码器 0 LD 012301230123 yyyyDDDDQQQQ nnnn 当时 同时其余输入端为 1 时 此时0I1 1110 0123 yyyy0001 0123 DDDD CT160 为九进制计数器 其状态转换图如图 P5 18 所示 图 P5 18 Z 的频率 fz是 CP 频率 fcp的 1 9 用此方法分析可得下表 接低电平的 输入端 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 I 0123 DDDD 00010010001101000101011001111000100 1 fz fcp1 91 81 71 61 51 41 31 20 fz0 111f 0 0 125f 0 0 143f 0 0 167f 0 0 2f 0 0 25f 0 0 333f 0 0 5f 0 0f0 5 19 波形图如图 P5 19 所示 图 P5 19 5 20 CT161 为九进制计数器 CT74161 为四进制计数器 Z 与 CP 频率比为 1 36 5 21 可采用多种方法构成 精品文档 15欢迎下载 图 P5 21 3 4 图 T5 21 5 22 方案一 采用反馈归零法 100 D 11000100 B 如图 P5 22 a 所示 图 P5 22 a 方案二 采用级连法 100 10 10 如图 P5 22 b 精品文档 16欢迎下载 图 P5 22 b 5 23 96KHz 60 1600 16 10 10 其中方案之一如图 P5 23 所示 图 P5 23 5 24 1 CT4194 清零后 S1S0 01 处于右移工作状态 为五进制计数器 图 b 为七进 制计数器 2 T4194 构成扭环形计数器时 从 取反馈分别构成 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 2 4 6 8 分频 即 M 2n 如果将两个相邻触发器输出端加到与非门输入端共同作为反 馈信号来说 就可使计数器的模 M 由 2n变为 2n 1 5 25 1 该计数器为六进制计数器 状态转换图如图 P5 25a 所示 图 P5 24a 2 由状态转换图可以得到次态卡诺图如图 P5 24b 精品文档 17欢迎下载 图 P5 25b 3 选用 JK 触发器 由次态卡诺图得到电路的状态方程和驱动方程 nnn QQQ 20 1 2 nnnnn QQQQQ 1212 1 1 nnnnn QQQQQ 0101 1 0 1 202 2121 1010 KQJ QKQJ QKQJ n nn nn 4 检查自启动能力 将 110 和 111 代入电路的状态方程得到次态分别为 011 和 001 因此电路能自启动 5 根据驱动方程画出电路图 电路图略 5 26 X 0 时为 五进制计数器 X 1 时为六进制计数器 5 27 连接如图 P5 27 从 到输出 0 Y 11 Y 图 P5 27 精品文档 18欢迎下载 5 28 由表 P5 28 可知 此电路每隔八个 CP 脉冲循环一次 所以应设计一个八进制计数器 用 CT74290 利用反馈归零法实现八进制计数器 然后再对计数器的输出进行译码 从而实 现需要的输出 1 译码真值表如表 P5 28b 表 P5 28b n Q3 n Q2 n Q1 n Q0 ABC 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 000 100 010 001 111 001 010 100 2 写出逻辑函数表达式 由真值表可得输出表达式 A 红 nnnnnnnnnnnn QQQQQQQQQQQQ 012301230123 B 绿 nnnnnnnnnnnn QQQQQQQQQQQQ 012301230123 C 黄 nnnnnnnnnnnn QQQQQQQQQQQQ 012301230123 3 化简 利用约束项并用卡诺图化简得 A 红 n 0 n 1 n 2 n 0 n 1 n 2 n 0 n 1 n 2 QQQQQQQQQ B 绿 nnnn QQQQ 0201 C 黄 n 0 n 1 n 2 n 1 n 2 QQQQQ 4 电路图略 第第 6 6 章章 自测题自测题 6 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 6 2 选择题 1 BC 2 B 3 C 4 A 5 B 6 B 7 B 8 D 9 C 10 D 11 B 12 D 6 3 填空题 1 TTL COMS 2 滞后 回差 输出脉冲宽度 3 多谐振荡器 施密特触发器 单稳态触发器 4 石英晶体振荡器 暂稳态 精品文档 19欢迎下载 习题习题 6 1 略 6 2 略 6 3 6 4 6 5 略 6 6解 1 555组成的单稳态触发器 2 uI uO波形如图所示 输出脉冲宽度由下式求得 TW RCln3 100 103 3 3 10 6 1 1 363 ms 6 7 此电路属于施密特触发器形式 正常工作时 光电管导通 施密特触发器输入为高电 平 OUT 0 一但出现断线故障 光电管截止 施密特触发器输入变为低电平 OUT 1 继电器使开关闭合 DL 报警 精品文档 20欢迎下载 6 8 解 1 2 增大 R 3 3 电路中电容 C2 起滤波作用 电容 C3 起隔直 通交流的作用 6 9解 1 多谐振荡器 2 当细铜丝不断时 555 定时器的RD 置成低电平 使Q 输出始终为低电平 喇叭 不响 当细铜丝拉断时 555 定时器的RD 置成高电平 Q输出方波信号 喇叭发出报警声 6 10解 1 计数器的状态转换图为 为三进制计数器 2 TW 0 7RextCext 0 7 50 103 0 02 10 6 0 7ms 3 第第 7 7 章章 自测题自测题 7 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 2 选择题 1 D 2 D 3 C 4 C 5 C 6 A 7 D 8 B 9 A 10 D 11 C 12 A 13ACD 14 B 7 3 填空题 1 存储容量 存取时间 2 电容 暂时存储信息 地址译码器 读 写控制 存储矩阵 3 掩膜 ROM 可编程 ROM 可擦除可编程 ROM 习题习题 7 1 7 2 解 把上述式子转化成最小项的形式 151413117 15129630 1514111076 1514985432 4 3 2 1 m m m m Y Y Y Y 精品文档 21欢迎下载 7 3 需用 4 片 RAM 芯片 接线图为 7 4 7 5 图略 7 6 5 3 6 5 4 1 2 1 mY mY I O0 I O 1024 1 R W CS A9 A0 I O1 I O 1024 1 R W CS A9 A0 I O2 I O 1024 1 R W CS A9 A0 I O3 I O 1024 1 R W CS A9 A0 A0 R W A9 CS 精品文档 22欢迎下载 第第 8 8 章章 自自 测测 题题 8 1 解 可编程逻辑器件主要有 PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA 可编程逻辑器件是可由用户编程 配置的一类逻辑器件的泛称 可编程逻辑器件实际上是 一种将不具有特定逻辑功能的基本逻辑单元集成的通用大规模集成电路 用户可以根据需 要对其编程 进而实现所需的逻辑功能 8 2 解 PAL 相对于 PROM 而言 使用更灵活 且易于完成多种逻辑功能 同时又比 PLA 工艺简单 易于实现 它采用双极型工艺制作 熔丝编程方式 工作速度较高 它由可编 程的与逻辑阵列 固定的或逻辑阵列和输出电路三部分组成 通过对与逻辑阵列编程 可 以获得不同形式的组合逻辑函数 另外 在有些型号的 PAL 器件中 输出电路中设置有触 发器和从触发器输出到与逻辑阵列的反馈线 利用这种 PAL 器件还可以很方便地构成各种 时序逻辑电路 PAL 器件的输出电路结构有 专用输出结构 可编程输入 输出结构 寄存器输出结构 异 或输出结构 运算选通反馈结构等五种类型 8 3 解 PAL 采用双极型工艺制作 熔丝编程方式 工作速度较高 它由可编程的与逻辑 阵列 固定的或逻辑阵列和输出电路三部分组成 通过对与逻辑阵列编程 可以获得不同 形式的组合逻辑函数 另外 在有些型号的 PAL 器件中 输出电路中设置有触发器和从触 发器输出到与逻辑阵列的反馈线 利用这种 PAL 器件还可以很方便地构成各种时序逻辑电 路 GAL 是在 PAL 的基础上发展起来的 它继承了 PAL 的与 或阵列结构 不同的是它采用了电 擦除可编程的 E2CMOS 工艺制作 有电擦写反复编程的特性 GAL 器件具有灵活的输出结构 它的输出端设置了可编程的输出逻辑宏单元 OLMC Output Logic Macro Cell 通过编程 可以将 OLMC 设置成不同的输出方式 具有很强的通用性 8 4 解 GAL 采用了电擦除可编程的 E2CMOS 工艺制作 有电擦写反复编程的特性 GAL 的输出逻辑宏单元能实现专用输入 专用组合 输出反馈组合 输出时序电路组合输 出 寄存器输出等逻辑功能 8 5 解 结构差异 CPLD 大多是基于乘积项 Product Term 技术和 E2PROM 或 Flash 工艺的 FPGA 一般是基于查找表 LUT 技术和 SRAM 工艺的 延迟可预测能力 CPLD 的布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的 FPGA 的 布线结构导致了传输延迟是不相等的 不可预测的 这会给设计工作带来麻烦 也限制了 器件的工作速度 适合场所 虽然 CPLD 和 FPGA 的集成度都可达到数十万门 但相比较而言 CPLD 更适 合于完成各类算法和组合逻辑 而 FPGA 则更适合于完成时序较多的逻辑电路 换句话说 FPGA 更适合于触发器丰富的结构 而 CPLD 更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构 CPLD 比 FPGA 使用起来更方便 CPLD 的编程采用 E2PROM 或 Flash 技术 无需外部存储 器芯片 使用简单 而 FPGA 的编程信息需存放在外部存储器上 使用方法复杂 且 FPGA 的编程数据存放在 EPROM 中 读出并送到 FPGA 的 SRAM 中 不利于保密 基于 SRAM 编程的 FPGA 在系统断电时编程信息会随之丢失 因此每次开始工作时都要重新装载编程数据 精品文档 23欢迎下载 在编程上 FPGA 比 CPLD 具有更大的灵活性 CPLD 通过修改具有固定内连电路的逻辑功 能来编程 FPGA 主要通过改变内部连线的布线来编程 FPGA 在逻辑门下编程 而 CPLD 在 逻辑块下编程 一般情况下 CPLD 的功耗要比 FPGA 的大 且集成度越高越明显 习习 题题 8 1 解 可编程逻辑器件的发展经历了以下过程 PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA 第 7 章讲述的 PROM 就是一种 PLD 器件 PROM 之后产生了可编程逻辑阵列 PLA Programmable Logic Array 可编程阵列逻辑 PAL Programmable Array Logic 通用 阵列逻辑 GAL Generic Array Logic 复杂可编程逻辑器件 CPLD Complex Programmable Logic Device 和现场可编程门阵列 FPGA Field Programmable Gate Array 等几种类型 8 2 解 8 3 解 在结构上 它包括宏单元 Macrocell 逻辑阵列块 LAB Logic Array Block 扩展乘积项 EPT Expender Product Term 可编程连线阵列 PIA Programmable Interconnect Array 和 I O 控制块 I O Control Block 等几部分 宏单元是 CPLD 的基本结构 由它来实现基本的逻辑功能 每个 L