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X0时，状态变化为：0001101100当X1时，状态变化为：0011100100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1616=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N48，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22523,（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10248位的ROM组成102416位的存储器。,14.试用4片4K8位的RAM组成16K8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=0.01F，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=511030.0110-60.69=0.35msVm=VOH-VOL10V,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，VOL0V，VTH=1.1V，R=1k，C=0.01F，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=221030.1310-60.692mstW2=RCln2=111030.1310-60.691ms,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=0.1F，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VDD15V，VT+=9V，VT-4V，试问：(1)为了得到占空比为q50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=0.05F，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VDD15V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VDD9V时，外接控制电压VCO5V，