习题答案(数电)ppt课件

数字电子技术基础 习题答案西安工程大学房晔 第四章组合逻辑电路 十一 某工厂有三个车间和一个自备电站 站内有两台发电机X和Y Y的发电能力是X的两倍 如果一个车间开工 只起动X即可 如果两个车间同时开工 只起动Y即可 如果三个车间同时开工 则X和Y都要起动 试设计一个控制发电机X Y起动和停止的逻辑电路 1 用全加器实现 2 用译码器实现 3 用门电路实现 门电路种类不限 答案 用E F G三个变量作为输入变量分别对应三个车间 并设车间开工为1 不开工为0 X Y两个变量作为输出变量分别对应两台发电机 并设电机启动为1 停止为0 根据题意可列真值表 由真值表写出逻辑表达式 1 用全加器实现令CI EA FB G则S XCO Y 2 用译码器实现 令A2 EA1 FA0 G则 3 用门电路实现 门电路种类不限 第五章触发器 15 画出由与非门组成的SR锁存器输出端的电压波形 输入端的电压波形如图中所示 答案 16 画出由或非门组成的SR锁存器输出端的电压波形 输入端S R的电压波形如图中所示 答案 17 由或非门组成的触发器和输入端信号如图所示 设触发器的初始状态为1 画出输出端Q的波形 答案 18 在下图电路中 若CP S R的电压波形如图中所示 试画出Q的波形 假定触发器的初始状态为Q 0 答案 19 若主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图中所示 试画出端对应的电压波形 设触发器的初始状态为Q 0 答案 20 已知主从结构JK触发器输入端J K和CP的电压波形如图所示 试画出端对应的波形 设触发器的初始状态为Q 0 答案 21 图示电路中 已知CP和输入信号T的电压波形 试画出触发器输出端的电压波形 设触发器的起始状态为Q 0 答案 22 已知上升沿触发的D触发器输入端的波形如图所示 画出输出端Q的波形 若为下降沿触发 画出输出端Q的波形 设初始状态为Q 0 答案 23 已知D触发器各输入端的波形如图所示 试画出端的波形 答案 24 如图所示为边沿D触发器构成的电路图 设触发器的初状态Q1Q0 00 确定Q0及Q1在时钟脉冲作用下的波形 答案 即两个D触发器的输入信号分别为另一个D触发器的输出信号 故在确定它们输出端波形时 应该分段交替画出其波形 第六章时序逻辑电路 7 试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能 解 属同步时序电路 时钟方程省去 输出方程 驱动方程 T触发器的特性方程 将各触发器的驱动方程代入特性方程 即得电路的状态方程 列状态转换表 画状态转换图和时序波形图 由状态图可以看出 当输入X 0时 状态变化为 00 01 10 11 00 当X 1时 状态变化为 00 11 10 01 00 可见 该电路既具有递增计数功能 又具有递减计数功能 是一个2位二进制同步可逆计数器 8 写出下图电路的驱动方程 特性方程和输出方程 解 驱动方程 状态方程 输出方程 10 输入信号波形如图所示 试画出电路对应的输出Q2 Q1的波形图 11 试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能 解 属同步时序电路 时钟方程省去 驱动方程 将各触发器的驱动方程代入特性方程 即得电路的状态方程 列状态转换表 画状态转换图 由状态转换图可知 该电路属同步五进制计数器 不具备自启动功能 12 已知计数器的输出端Q2 Q1 Q0的输出波形如图所示 试画出对应的状态图 并分析该计数器为几进制计数器 由状态转换图可知 该电路属七进制计数器 解 13 分析图示时序电路的逻辑功能 假设电路初态为000 如果在CP的前六个脉冲内 D端依次输入数据为1 0 1 0 0 1 则电路输出在此六个脉冲内是如何变化的 解 属同步时序电路 时钟方程省去 驱动方程 将各触发器的驱动方程代入特性方程 即得电路的状态方程 列状态转换表 该电路属三位右移移位寄存器 14 分析图示计数器电路 说明这是多少进制的计数器 并画出对应的状态转换图 十进制计数器74160的功能表与表6 3 4 教材P282 相同 这是一个七进制进制的计数器 15 下图所示计数器电路为几进制计数器 图示计数器电路分别为八进制计数器和七进制进制的计数器 16 试用两片4位二进制加法计数器74161采用并行进位方式构成8位二进制同步加法计数器 模为16 16 256 17 试用74161构成九进制计数器 可采用异步清零法或同步预置数法 异步清零法 同步预置数法 18 试用集成计数器74160和与非门组成五进制计数器 要求直接利用芯片的进位输出端作为该计数器的进位输出 20 试用集成计数器74160和与非门组成48进制计数器 解 因为N 48 所以要用两片74160构成此计数器 两芯片采用并行进位方式连接成100进制计数器 再用异步清零法组成了48进制计数器 21 某石英晶体振荡器输出脉冲信号的频率为32768Hz 用74161组成分频器 将其分频为频率为1Hz的脉冲信号 解 因为32768 215 经15级二分频 就可获得频率为1Hz的脉冲信号 因此将四片74161级联 从高位片 4 的Q2输出即可 22 试用计数器74161和数据选择器74151设计一个01100011的序列信号发生器 解 由于序列长度P 8 故将74161构成模8计数器 并选用数据选择器74151产生所需序列 从而得电路如图所示 23 试用JK触发器设计一个同步五进制加法计数器 要求电路能够自启动 解 本题是同步计数器的设计 分析步骤如下 1 根据设计要求 设定状态 画出状态转换图 该状态图不须化简 2 状态分配 列状态转换编码表 由题意要求M 5 故应取触发器位数n 3 因为22 5 23 3 画出电路的次态卡诺图 经化简得到电路的状态方程 4 选择触发器用JK触发器 则可列出有关JK触发器驱动方程和进位输出方程 5 画逻辑电路图 6 检查能否自启动 可见 如果电路进入无效状态101 110 111时 都可在CP脉冲作用下 分别进入有效状态010 011 100 所以电路能够自启动 第七章半导体存储器 解 1 ROM真值表如下 2 逻辑表达式如下 11 某一ROM电路如图所示 1 填写ROM真值表 2 分别写出D1 D2 D3 D4对于A1 A0的逻辑表达式 解 见下图所示电路 13 试用2片1024 8位的ROM组成1024 16位的存储器 14 试用4片4K 8位的RAM组成16K 8位的存储器 解 见下图所示电路 解 由原式得到最小项之和表达式 15 用ROM产生下列一组函数 写出ROM中应存入的数据表 第十章脉冲波形的产生和整形 4 若反相输出的施密特触发器输入信号波形如图P10 4所示 试画出输出信号的波形 施密特触发器的转换电平VT VT 已在输入波形图上标出 解 5 在教材P458图10 2 1给出的由CMOS反相器组成的施密特触发器电路中 若R1 50k R2 100k VDD 5V VTH VDD 2 试求电路的输入转换电平VT VT 以及回差电压 VT 解 6 在图P10 6 a 所示的施密特触发器电路中 已知R1 10k R2 30k G1和G2为CMOS反相器 VDD 15V 1 试计算电路的正向阈值电压VT 负向阈值电压VT 和回差电压 VT 2 若将图P10 6 b 给出的电压信号加到图P10 6 a 电路的输入端 试画出输出电压的波形 解 在教材P467图10 3 1给出的微分型单稳态触发器电路中 已知R 51k C 0 01 F 电源电压VDD 10V 试求在触发信号作用下输出脉冲的宽度和幅度 解 tW RCln2 51 103 0 01 10 6 0 69 0 35msVm VOH VOL 10V 11 在教材P469图10 3 5给出的积分型单稳态触发器电路中 若G1和G2为74LS系列门电路 它们的VOH 3 4V VOL 0V VTH 1 1V R 1k C 0 01 F 试求在触发信号作用下输出负脉冲的宽度 设触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度 解 12 图P10 12是用两个集成单稳态触发器74121所组成的脉冲变换电路 外接电阻和电容参数如图中所示 试计算在输入触发信号vI作用下vO1 vO2输出脉冲的宽度 并画出与vI波形相对应的vO1 vO2的电压波形 vI的波形如图中所示 tW1 RCln2 22 103 0 13 10 6 0 69 2mstW2 RCln2 11 103 0 13 10 6 0 69 1ms 解 14 在教材P477图10 4 1给出的对称式多谐振荡器电路中 若RF1 RF2 1k C1 C2 0 1 F G1和G2为74LS04 六反相器 中的两个反相器 G1和G2的VOH 3 4V VTH 1 1V VIK 1 5V R1 20k 求电路的振荡频率 其中 故得到振荡频率为 解 16 图P10 16是由五个同样的与非门接成的环形振荡器 今测得输出信号的重复频率为10MHz 试求每个门的平均传输延迟时间 假定所有与非门的传输延迟时间相同 而且tPHL tPLH tpd 解 17 在教材P487图10 4 17给出的脉冲占空比可调的多谐振荡器电路中 已知CMOS集成施密特触发器的电源电压VDD 15V VT 9V VT 4V 试问 1 为了得到占空比为q 50 的输出脉冲 R1与R2的比值应取多少 2 若给定R1 3k R2 8 2k C 0 05 F 电路的振荡频率为多少 输出脉冲的占空比又是多少 解 1 2 29 图P10 29是由555定时器构成的施密特触发器电路 1 在图P10 29 a 中 当VDD 15V时 没有外接控制电压 求VT VT 及 VT各为多少 2 在图P10 29 b 中 当VDD 9V时 外接控制电压VCO 5V 求