哈工大 数电课本 课后习题 答案

【2-1】解：(a) 100 (b) 1 (c) 10000 (d) 10 【2-2】解：(a) () 43210 2 100102 +02 +0202+ =1+1 2 (b) () 210 2 1102 +02+=11 2 (c) () 6543210 2 10110012 +02 +021 2+ =11 2 +1 2+0 2 (d) () 76543210 2 1101010022 +02 +1 202+ + =111 2 +0 2+0 2 【2-3】解：(a) 4 (b) 11 (c) 0.5625 (d) 45.375 【2-4】解：(a) 11100 (b) 110100110 (c) 0.0101001 (d) 0.01 【2-5】解：十六进制 (a) 12 (b) 06 (c) 59 (d) D4 八进制 (a) 22 (b) 06 (c) 131 (d) 324 【2-6】解：(a) ()()()() 10222 21 181010110010100111+=+= (b) ()()()() 10222 54231101101011111111= (c) ()()()() 10222 32 111000001011101100000= (d) ()()()() 10222 18310010011110= 【2-7】解：原码(a) 00101011 (b) 11111110 (c) 00001010 (d) 10100110 反码(a) 00101011 (b) 10000001 (c) 00001010 (d) 11011001 补码(a) 00101011 (b) 10000010 (c) 00001010 (d) 11011010 【2-8】解： 反码运算 (a) 00100011反=00100011 -00010010反=11101101 00100011-00010010反=00100011反+-00010010反=00010001=00010001反 00100011-00010010=00010001 (b) 00001100反=00001100 -00100000反=11011111 00001100-00100000反=00001100反+-00100000反=11101011=10010100反 00001100-00100000=10010100 (c) 01111100反=01111100 -01000011反=10111100 01111100-01000011反=01111100反+-01000011反=00111001=00111001反 01111100-01000011=00111001 (d) 00010000反=00010000 -00100000反=11011111 00010000-00100000反=00010000反+-00100000反=11101111=10010000反 00010000-00100000=10010000 补码运算 (a) 00100011补=00100011 -00010010补=11101110 00100011-00010010补=00100011补+-00010010补=00010001=00010001补 00100011-00010010=00010001 (b) 00001100补=00001100 -00100000补=11100000 00001100-00100000补=00001100补+-00100000补=11101100=10010100补 00001100-00100000=10010100 (c) 01111100补=01111100 -01000011补=10111101 01111100-01000011补=01111100补+-01000011补=00111001=00111001补 01111100-01000011=00111001 (d) 00010000补=00010000 -00100000补=11100000 00010000-00100000补=00010000补+-00100000补=11110000=10010000补 00010000-00100000=10010000 【2-9】解：二进制数 (a) 00111111 (b) 0011 1100 1011 (c) 0001 0110 0100 (d) 0101 0010.0111 十进制数 (a) 63 (b) 971 (c) 356 (d) 82.4 BCD8421 码 (a) 0110 0011 (b) 1001 0111 0001 (c) 0011 0101 0110 (d) 1000 0010.0100 【3-1】解： (1) 逻辑代数中有三种最基本运算： 与 、 或 和 非 ，在此基础上又派生出五 种基本运算，分别为 与非 、 或非 、 异或 、 同或 、和 与或非 。 (2) 与运算的法则可概述为：有 0 出 0 ，全 1 出 1 ；类似地，或运算的法则为 有”1”出”1”，全”0”出”0” 。 (3) 摩根定理表示为：A B=AB+ ；AB+=A B。 (4) 函数表达式 Y=ABCD+，则其对偶式为Y=()AB C D+。 (5) 函数式F=AB+BC+CD写成最小项之和的形式结果应为m (3,6,7,11,12,13,14,15)， 写成最大项之积的形式结果应为M( 0,1,2,4,5,8,9,10)。 (6) 已知有四个逻辑变量，它们能组成的最大项的个数为 16 ，这四个逻辑变量的任 意两个最小项之积恒为 0 。 【3-2】解： (1) A+B+D ( ) (2) ABCD (m7 ) (3) ABC ( ) (4) AB(C+D) ( ) (5) DCBA+ (M9 ) (6) A+B+CD ( ) 【3-3】解： (1) 若 X+Y=X+Z，则 Y=Z ( ) (2) 若 XY=XZ，则 Y=Z ( ) (3) 若 XY=XZ，则 Y=Z ( ) 【3-4】解： (1) F1 =BCABABCABC+=+ (2) F2 =ABBCBCAB+=+ (3) F3=ACACBCBCABACBC+=+ (4) F4 =ABCABDACDCDABCACDAD+=+ (5) F5 =ABCACABDABACBD+=+ (6) F6=ABCDABCADABCABCCD+=+ (7) F7 =ACABBCDBDABDABCDABDBD+=+ 【3-5】解： (1) F1(A,B,C)=(0,1,2,5,6,7)mABACBC=+ (2) F2(A,B,C,D)=(0,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,14)mACADBCD=+ (3) F3(A,B,C,D)=(0,1,4,6,8,9,10,12,13,14,15)mABBCADBD=+ (4) F4 (A,B,C,D)= 17 MMABCBCD=+ (5) =)31,30,29,27,25,22,20,17,16,15,11, 8 , 7 , 6 , 4 , 3 , 0(),( 5 mDCBAEF EABCABCDACDEBCDEADEABECDB=+ 【3-6】解： (1) F2(A,B,C,D)=(0,2,3,4,5,6,11,12)(8,9,10,13,14,15)mdBCBCD+=+ (2) 3 0 FACDABCDABCD ABAC =+ += ， 3 ()FADACDBCDABD=+或 【3-7】解： A B C F 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 【3-8】解： (1)CADF+= 1 (2)ECAABF+= 2 (3)DAACBAF 3 += (4)CBADABDCCBF 4 += 【3-9】解： (1)CBACBAF+= 1 (2)DCADBAF+= 2 (3)DBAACF+= 3 (4)DCCBCBAF+= 4 (5)DCABF = 5 (6)DCBAF+= 6 【3-10】解： BA BCACBACBAF ?= += . . FABCABCABC ABCABCABC G =+ =+= = ? 【3-11】解： ACBCABABCABCABCABCABCABC ACBCAB +=+ =+ 【3-12】解： 00011110 AB CD 00 01 11 101111 1 1 1 1111 11 1 00011110 AB CD 00 01 11 101111 1111 111 111 四种： DBCADCBAF+= 1 CBDADCBAF+= 2 00011110 AB CD 00 01 11 101111 1111 111 111 00011110 AB CD 00 01 11 101111 1111 111 111 CBDADCBAF+= 3 DBCADCBAF+= 4 【3-13】解： 先画出 Y1和 Y2的卡诺图， 根据与、 或和异或运算规则直接画出Y Y 12 ，YY 12 +，YY 12 的卡诺图，再化简得到它们的逻辑表达式： 00011110 AB CD 00 01 11 10 00011110 AB CD 00 01 11 10 11 11 11 11 11 111 11 1 1 1 1 Y 2 Y 00011110 AB CD 00 01 11 10 00011110 AB CD 00 01 11 10 11 11 11 11 1 11 1 1 1 1 1 11 1 Y 2 Y+ 1 Y 2 Y+ 00011110 AB CD 00 01 11 10 11 1 1 1 1 1 Y 2 Y Y Y 12 =ABDABCCD+ YY 12 +=ABCBD+ YY 12 =ABCDABCBCDACD+ 【4-1】解： (a) 1 FA= (b) 2 1F = (c) 3 FAB=+ (d) 4 FA B= (e) 5 1F = (f) 6 FB= 【4-2】解： (a)对、对、对、错、错 (b) 错、错、错、错 【4-3】解： (a)不正确，修改后如图 A4.3(a)所示。 (b)不正确，修改后如图 A4.3(b)所示。 (c)正确。 (d)不正确，将 100k 改为 100。 B A CBAF A B C D CDABF C R CC V (a) (b) 图 A4.3 【4-4】解： 当1=C时，ABF =； 当0=C时，BABAF+=。 于是，CBACABF)(+=，波形如图 A4.4 所示。 A B C F 图 A4.4 【4-5】解： G2有一输入端悬空，结果如表 A4.1 所示。 表 A4.1 C S 通 S 断 1 1 UO1 =1.4V UO2 =0.3V UO1 =0V UO2 =0.3V 0 0 UO1 =3.6V UO2 =0.3V UO1 =3.6V UO2 =0.3V G2悬空的输入端接至 0.3V，结果如表 A4.2 所示。 表 A4.2 C S 通 S 断 1 1 UO1 =0.3V UO2 =3.6V UO1 =0V UO2 =3.6V 0 0 UO1 =3.6V UO2 =3.6V UO1 =3.6V UO2 =3.6V 【4-6】解： 由图知，G2门的一个输入端接入电压表，内阻为 20kV 大于开门电阻 Ron，因此该 端相当接入高电平。其解答见表 A4.3 所示。 表 A4.3 解答 C=0 C=1 万用表的读数uO 万用表的读数 uO 1.G1悬空 0.3 V 3.6 V 1.4 V 0.3 V 2.波段开关 S 接到端 0.3 V 3.6 V 1.4 V 0.3 V 3.波段开关 S 接到端 1.4 V 0.3 V 1.4 V 0.3 V 4.波段开关 S 接到端 1.4 V 0.3 V 1.4 V 0.3 V 5.波段开关 S 接到端 0.3 V 3.6 V 1.4 V 0.3 V 【4-7】解： 电压表读数 V1=1.4V，V2=1.4V，V3=0.3V，V4=3V，V5=0.3V。 【4-8】解： 当 C=0 时， 输出端逻辑表达式为 F=BA+； 当 C=1 时， F =A， 即， F =BA+C+AC。 波形如图 A4.8 所示。 A B C F 图 A4.8 【4-9】解： 输出波形如图 A4.9 所示。 C t t 10V 10V 5V 0 0 uo 图 A4.9 【5-1】解： (0,3,5,6) YABCABCABCABC mABC =+ = 【5-2】解： 1. SXYZ= ()CX YZYZXYXZYZ=+=+ PYZ= L=YZ 2. 当取 S 和 C 作为电路的输出时，此电路为全加器。 【5-3】解： 1 (0,7)PmABCABC=+ 2 (1,2,3,4,5,6)PmABBCAC=+ 或 2 PABBCAC=+ 【5-4】解： 结果如表 A5.4 所示。 表 A5.4 G1 G0Y 0 0 A 0 1 AB 1 0 AB 1 1 AB 【5-5】解： 卡诺图化简如图 A5.5 所示。 图 A5.5 1 PABACD=+ 2 PABCACDACD=+PABACD 3 =+ 将上述函数表达式转换为与非式，可用与非门实现，图略。 【5-6】解： 1. 真值表如表 A5.6 所示； 表 A5.6 H M L F2 F1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 2. 卡诺图化简如图 A5.6 所示； 图 A5.6 3. 表达式为 2 1 FM FMLHMHLH = =+=+ 或按虚线框化简可得 1 FHML=+。图略。 【5-7】解： 1. 设被减数为 A，减数为 B，低位借位为 J0，差为 D，借位为 J。列真值表如表 A5.7 所示。 表 A5.7 A B J0D J 0 0 00 0 0 0 11 1 0 1 01 1 0 1 10 1 1 0 01 0 1 0 10 0 1 1 00 0 1 1 11 1 化简可得 00 00 ( , ,)(1,2,4,7) ( , ,)(1,2,3,7) D A B JmABJ J A B JmAB JAB = =+ 2. 用二输入与非门实现的逻辑图见图 A5.7(a)。 3. 用 74LS138 实现的逻辑图见图 A5.7(b)。 4. 用双四选一数据选择器实现的逻辑图见图 A5.7(c)。 A B J0 D J (a) output7:0 out; input7:0 data; input load,clk,reset; reg7:0 out; always (posedge clk) begin if (!reset) out = 8h00; else if (load) out = data; else out = out - 1; end endmodule 【10-3】解： 3 输入 8 输出译码器。仿真波形图见 P10.6(a)，仿真电路图见 P10.6(b)。 (a)仿真波形图 (b) 仿真电路图 图 P10.6 【10-4】解： 8 输入 3 输出编码器。仿真波形图见 P10.7(a)，仿真电路图见 P10.7(b)。 （a）仿真波形图 (b) 仿真电路图 图 P10.7 【10-5】解： 1设 A、B、C、X、Y 为 1 时启动，为 0 时关闭。 A B C X Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 module tcm(a,b,c,X,Y); input a,b,c; output X,Y; reg X,Y; always begin if(a=0)Y=0; end else if(a=0)Y=1; end else if(a=0)Y=0; end else if(a=0)Y=1; end else if(a=1)Y=0; end else if(a=1)Y=1; end else if(a=1)Y=1; end else begin X=1;Y=1; end end endmodule 3仿真结果 【10-6】解： 1状态转换表 CPQa Qb Qc Qd Qe 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 2 0 1 1 0 0 3 0 1 1 1 0 4 0 0 1 1 0 5 0 0 1 1 1 6 0 0 0 1 1 7 1 0 0 1 1 8 1 0 0 0 1 9 1 1 0 0 1 10 1 1 0 0 0 2程序清单 module liti(Qa,Qb,Qc,Qd,Qe,clk,CP); output Qa,Qb,Qc,Qd,Qe; output4:0 CP; reg 4:0 CP=5b 00000; reg Qa,Qb,Qc,Qd,Qe; input clk; always (posedge clk ) begin begin if(CP=5b01001) CP=5b00000; else CP=CP+1; end if(CP=5b00000) begin Qa=1;Qb=1;Qc=0;Qd=0;Qe=0; end else if(CP=5b00001) begin Qa=1;Qb=1;Qc=1;Qd=0;Qe=0; end else if (CP=5b00010) begin Qa=0;Qb=1;Qc=1;Qd=0