(全)数字电子技术基础课后答案夏路易

1、( (全全) )数字电子技术基础课后答数字电子技术基础课后答案夏路易案夏路易1 11 11 11 11 11 11 1图题图题 2- -2解：解：.AB.XY.【题题 2- -3】 试试画画出出图图题题2- -3（a）所所示示电电路路在在输输入入图图题题2- -3（b）波波形形时时的的输输出出端端X、Y 的的波波形形。图题图题 2- -3解：解： .AB.YX.【题题 2- -4】 试试画画出出图图题题2- -4（a）所所示示电电路路在在输输入入图图题题2- -4（b）波波形形时时的的输输出出端端X、Y 的的波波形形。图题图题 2- -4解：解：.AB.YX.【题题 2- -5】 试设计一逻辑

2、电路，其信号试设计一逻辑电路，其信号 A 可以控制信号可以控制信号 B，使输出，使输出 Y 根据需要为根据需要为 Y=B或或 Y=。B2 2解：可采用异或门实现，解：可采用异或门实现，逻辑电路如，逻辑电路如BABAY下：下：=1ABY.【题题 2- -6】 某温度与压力检测装置在压力信号某温度与压力检测装置在压力信号 A 或温度信号或温度信号 B 中有一个出现高电平时，中有一个出现高电平时，输出低电平的报警信号，试用门电路实现该检测装置。输出低电平的报警信号，试用门电路实现该检测装置。 解：压力信号、温度信号与报警信号之间解：压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为：的关系为：，有如下逻辑图。

3、，有如下逻辑图。BAY1AB.Y.【题题 2- -7】 某印刷裁纸机，只有操作工人的左右手同时按下开关某印刷裁纸机，只有操作工人的左右手同时按下开关 A 与与 B 时，才能进行裁时，才能进行裁纸操作，试用逻辑门实现该控制。纸操作，试用逻辑门实现该控制。解：开关解：开关 A、B 与裁纸操作之间的关系为与裁纸操作之间的关系为，逻辑图如下：，逻辑图如下：BAY&AB.Y.【题题 2- -8】 某生产设备上有水压信号某生产设备上有水压信号 A 与重量信号与重量信号 B，当两信号同时为低电平时，检测，当两信号同时为低电平时，检测电路输出高电平信号报警，试用逻辑门实现该报警装置。电路输出高电平信号报警，试

4、用逻辑门实现该报警装置。解：水压信号解：水压信号 A、重量信号、重量信号 B 与报警信号与报警信号之间的关系为之间的关系为，逻辑图如下：，逻辑图如下：BAY1AB.Y.【题题 2- -9】 如果如下乘积项的值为如果如下乘积项的值为 1，试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。，试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。（1）AB；（；（2）；（；（3）；（；（4）ABCABCABC 解：（解：（1）A=1，B=13 3 （2）A=1、B=1、C=0 （3）A=0，B=1，C=0 （4）A=1，B=0 或或 C=1【题题 2- -10】 如果如下和项的值为如果如下和项的值为 0，试写出该和项中每个逻辑变量

5、的取值。，试写出该和项中每个逻辑变量的取值。（1）；（；（2）；（；（3）；（；（4）ABABCABCABC解：（解：（1）A=0，B=0 （2）A=0，B=1 或或 C=1 （3）A=1，B=0，C=1 （4）A=0，B=1 或或 C=0【题题 2- -11】 对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写出对应对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写出对应 Y 的值。的值。（1）；（；（2）YABCAB()()YABAB 解：（解：（1）YABCAB）（BCAABCY00000010010001101001101111001111（2）()()YABABA 当当 A 取取 1 时，输出时，输出 Y

6、为为 1，其他情况，其他情况Y=0。4 4【题题 2- -12】 试证明如下逻辑函数等式。试证明如下逻辑函数等式。（1）；（；（2）；ABABCABAB CCACABAC（3）()()A BCBCACA BCAC解：（解：（1）左边）左边右边右边BACBACBABA）（ 1 （2）左边）左边=右边右边ACABACCCAB）（ （3）左边）左边=右边）（）（ACBCAACBCBCA【题题 2- -13】 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。（1）；（；（2）；（；（3）；（；（4）1YAB2YAB3YAB CD（4YABCCDBC（解：（解：（1） （2）BABA

7、Y1BABAY2 （3）DCBADCBADCBAY）（）（3 （4）BCBABCCBABCDCBACBABCDCCBABCCDCBAY）（）（4【题题 2- -14】 试用代数法化简如下逻辑函数式。试用代数法化简如下逻辑函数式。（1）；（；（2）；（；（3）1()YA AB2YBCBC3()YA AAB解：解：（1）=A1()YA AB（2）=C2YBCBC（3）=A3()YA AAB【题题 2- -15】 试用试用代数法代数法将如下逻辑函数式化简成将如下逻辑函数式化简成最简与或最简与或式。式。（1）；（；（2）；1 YABABCABCDABC DE2YABABCA5 5（3）3YABAB C

8、AB（解：解：（1）1 YABABCABCDABC DEBA（2）=2YABABCACA（3）=3YABAB CAB（CAB 【题题 2- -16】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。（1）；（；（2）； 1()YABCABCABCD2YABCDABCDABCD（3）3()YABC ABC BCAC解：（解：（1）= 1()YABCABCABCDBA（2）=2YABCDABCDABCDCDAB （3）=ABC3()YABC ABC BCAC【题题 2- -17】 将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。（

9、1）；（；（2）；（；（3）；1()()YAB CB2()YABC C3YABCD ABCD()（4） 4()YAB BCBD解：（解：（1）=1()()YAB CB），（7651m（2）=2()YABC C），（ 75m（3）=3YABCD ABCD()），（151413121173m（4） 4()YAB BCBD），（1513m【题题 2- -18】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。试用卡诺图化简如下逻辑函数式。（1）； （2）；1YABCABCB2YAABCAB（3）； （4）3YACABAB4 YAB CACC解：解：（1）1YABCABCB6 6BCA0100011110.111.11

10、1.BAY1 （2）；2YAABCABBCA0100011110111.1.AY 2（3）3YACABABBCA0100011110111.1.AY 3（4）4 YAB CACCBCA0100011110.111.111.CAY4【题题 2- -19】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解：解：（1）；( , ,)(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)F A B C Dm7 7ABCD0001111000011110.111111111.1.CBDBABY1（2）；( , ,)(2,4,5,6,7,11,12,14,15)F A B C Dm.ABCD0

11、001111000011110.11111111.1.ACDDCADBBAY2（3）( , ,)(0,2,4,6,7,8,12,14,15)F A B C DmABCD0001111000011110.11111111.1.BCDADCY3【题题 2- -20】 试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。解：解：（1）；( , ,)(3,5,8,9,10,12)(0,1,2,13)F A B C DmdABCD0001111000011110.XXX11111.1X.DCCADBBAY18 8（2）；( , ,)(4,5,6,13,14,15)(8,9

12、,10,12)F A B C DmdABCD0001111000011110.111X11X1X.X.ABDBCBY2（3）( , ,)(0,2,9,11,13)(4,8,10,15)F A B C DmdABCD0001111000011110.1111XXX1.X.DBADY3【题题 2- -21】 将如下逻辑函数式画成真值表。将如下逻辑函数式画成真值表。解：解：（1）；1YABBCABCY100000010010001111000101011011111（2）；2()YAB CABCY9 900000010010001111000101111001111（3）3()()YAB BCABC

13、Y00000010010001111001101111001111【题题 2- -22】 将如下逻辑函数式画成真值表。将如下逻辑函数式画成真值表。解：解：（1）；1FABCABCABCABCY00000010010101101000101111001111（2） 2FABCDABCDABCDABC DABCDY000010001000100001100100001011011010111010000100111010101001011011000110101110011110【题题 2- -23】 写出图题写出图题 2- -23 所示逻辑电路的逻辑函数式。所示逻辑电路的逻辑函数式。图题图题 2

14、- -23解：（解：（1）BABAY （2）CBCACBAY）（【题题 2- -24】 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。（1）； ABAB&111ABY1.（2）； ABABABC.11&1ABCY2.（3）；()AB CD111111&1&ABCDY3.（4）()AB CD BC11&1ABCD1Y4.【题题 2- -25】 写出表题写出表题 2- -25 的与或逻辑函数式。的与或逻辑函数式。ABCCBACBACBAY表题表题 2- -25 A B CY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0 011 0 111 1 001 1 111212【题

15、题 2- -26】 用与非门实现如下逻辑函数。用与非门实现如下逻辑函数。（1）=FABCABC.ABC.F.&（2）=FABCDABCDCDAB&ABCD.F.（3）=()()FAB CDBDADBCACBDADBCACBDADBCAC &ABCD.F.1313【题题 2- -27】 用或非门实现题用或非门实现题 2- -26 中的逻辑函数。中的逻辑函数。（1）=FABCCBAABC1111ABCF.（2）=FABCDDCBACDAB111ABC.1D.11F.（3）=()()FAB CDBDADBCACBDADBCACBDADBCAC ）（）（）（）（）（）（）（DBDACBCADBDACB

16、CA111ABC.1D.1F.1111.1414第第 3 章习题与参考答案章习题与参考答案【题题 3- -1】 试画出试画出 74HC 与与 74LS 系列逻系列逻辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示意辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示意图。图。解：解：74HC 系列（系列（5V）：）： 74LS 系列系列：15150.5V1.5V3.5V2.5 V4.44 V0VVOLVILVIHVtVOHGND5VVCC5V CMOS. 0.5VVOL0.8VVIL2.0VVIH1.1 VVt2.7VVOH0VGND5VVCC5V LS.【题题 3- -2】 某逻辑门的输入低电平信号范某逻辑门的输入

17、低电平信号范围为围为 3 12 V，输入高电平范围为，输入高电平范围为 312 V。若该逻辑门的输入电压值为若该逻辑门的输入电压值为 5 V、 8 V、+5 V、+8 V，对于正逻辑约定，对于正逻辑约定，1616这些电压值各代表什么逻辑值？若是采用负逻这些电压值各代表什么逻辑值？若是采用负逻辑约定，这些电压值各代表什么逻辑值？辑约定，这些电压值各代表什么逻辑值？解：解：正正逻辑：逻辑：5V、8V 代表逻辑代表逻辑0；+5V、+8V 代表逻辑代表逻辑 1若是若是负负逻辑：逻辑：5V、8V 代表逻辑代表逻辑1；+5V、+8V 代表逻辑代表逻辑 0【题题 3- -3】 CMOS 非门电路采用什么类型

18、的非门电路采用什么类型的MOS 管？管？解：采用一个解：采用一个 PMOS 管和一个管和一个 NMOS 管。管。【题题 3- -4】 试确定图题试确定图题 3- -4 所示的所示的 MOS 管中，哪些是导通的？哪些是截止的？管中，哪些是导通的？哪些是截止的？图题图题 3- -4解：（解：（a）通；（）通；（b）通；（）通；（c）通；（）通；（d）通通【题题 3- -5】 试试分分析析图图题题 3- -5 所所示示 MOS 电电路路的的逻逻辑辑功功能能，写写出出 Y 端端的的逻逻辑辑函函数数式式，并并画画出出逻逻辑辑图。图。1717图题图题 3- -5解：解：ABCDY0000100010001

19、0000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110DCBDCAY ABCDY000010001100101001110100118180101101101011101000110011101011011011001110111110111110DCBAY【题题 3- -6】 请查阅请查阅 74HC04 手册，确定该器件在手册，确定该器件在 4.5 V 电源时的高电平与低电平噪声容限。电源时的高电平与低电平噪声容限。解：查手册解：查手册 74HC04，VCC=4.5V 时：时：VIHmin=3.15V，VILma

20、x=1.35V20A 负载电流时：负载电流时：VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.1V=1.25VVNH= VOHminVIHmin=4.4V3.15V=1.25V4mA 负载电流时：负载电流时：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.26V=1.09VVNH= VOHminVIHmin=4.18V3.15V=1.03V【题题 3- -7】 某门电路的输出电流值为负数，请确定该电流是拉电流还是灌电流。某门电路的输出电流值为负数，请确定该电流是拉电流还是灌电流。解：流出芯片的电

21、流为负数，因此为拉电解：流出芯片的电流为负数，因此为拉电1919流。流。【题题 3- -8】 请查阅请查阅 74HC04 手册，确定该器件在拉电流手册，确定该器件在拉电流 4 mA 负载时，可否保持负载时，可否保持 VOHmin 4V（VCC=4.5V） 。解：可以保持解：可以保持 VOH4V，因为，因为VOHmin=4.18V【题题 3- -9】 请查阅请查阅 74HC04 手册，确定该器件在灌电流手册，确定该器件在灌电流 4 mA 负载时，可否保持负载时，可否保持 VOLmax 0.4V（VCC=4.5V） 。解：可以保持解：可以保持 VOLBA=BA1/2n ，有，有 2n100 可知可

22、知 n 应该大于等于应该大于等于 7，因此，因此 D/A 转换器转换器的位数至少的位数至少 7 位。位。【题题 11- -10】 解释什么是解释什么是 D/A 转换器的偏移误差？偏移误差可消除吗？转换器的偏移误差？偏移误差可消除吗？ 解：偏移误差是解：偏移误差是 D/A 转换器输入数字为转换器输入数字为 0时，输出电压不为时，输出电压不为 0，输出电压的大小就是偏，输出电压的大小就是偏移误差，偏移误差可以用在输出电压上叠加电移误差，偏移误差可以用在输出电压上叠加电压的方法消除。压的方法消除。115115【题题 11- -11】 如果如果 D/A 转换器的参考电源发生了变化，将引起哪种误差？转换

23、器的参考电源发生了变化，将引起哪种误差？解：引起增益误差。解：引起增益误差。【题题 11- -12】 如果如果 D/A 转换器转换器 0832 的输入数字为的输入数字为 AF（16），参考电压为，参考电压为 5V，其输出电，其输出电流流 IOUT1是多少？是多少？ 解：解：mAkVAFkVIREFOUT2278. 025617515525615161）（【题题 11- -13】 在学过的几种在学过的几种 A/D 转换器中，哪种转换速度快？哪种转换位数多？转换器中，哪种转换速度快？哪种转换位数多？解：并联解：并联 A/D 转换速度最快，转换速度最快， 位位数最多。数最多。【题题 11- -14】

24、 逐次比较式逐次比较式 A/D 转换器的转换时间与转换位数之间有什么关系？转换器的转换时间与转换位数之间有什么关系？解：转换时间取决于转换转换位数，若位解：转换时间取决于转换转换位数，若位数为数为 n，转换时钟周期为，转换时钟周期为 TC，则最小转换时间，则最小转换时间是是 nTC。【题题 11- -15】 某某 10 位位 A/D 转换器的参考电压为转换器的参考电压为 4.096V，该转换器能区分的输入模拟信，该转换器能区分的输入模拟信号最小变化量为多少？分辨率是多少？号最小变化量为多少？分辨率是多少？ 解：最小变化量是解：最小变化量是 4mV，分辨率是，分辨率是1/1024=0.097%【

25、题题 11- -16】 A/D 转换器的采样频率与输入信号频率之间应该满足什么关系？转换器的采样频率与输入信号频率之间应该满足什么关系？116116 解：按照采样定理，采样频率至少是输入解：按照采样定理，采样频率至少是输入信号最高有效频率的信号最高有效频率的 2 倍。倍。【题题 11- -17】 采样采样/ /保持电路的作用是什么？保持电路的作用是什么？ 解：采样保持电路可以在解：采样保持电路可以在 A/D 转换期间保转换期间保持输入持输入 A/D 转换器的电压稳定，减小转换误差。转换器的电压稳定，减小转换误差。【题题 11- -18】 如何采用一个如何采用一个 A/D 转换器实现多路模拟量转

26、换？转换器实现多路模拟量转换？解：可以采用多路转换器，就是采用模拟开解：可以采用多路转换器，就是采用模拟开关选择关选择 A/D 转换器的输入信号。转换器的输入信号。【题题 11- -19】 A/D 转换器转换器 0809 的输入电压与输出数字之间，具有什么关系？的输入电压与输出数字之间，具有什么关系？ 解：解：INREFREFREF256VVNVV（【题题 11- -20】 试用试用 D/A 转换器转换器 0832 与计数器与计数器 74LS161 组成组成 10 个台阶的阶梯电压发生器，个台阶的阶梯电压发生器，要求画出完整原理图。（从要求画出完整原理图。（从 0V 不断升高，每次升高一个台阶

27、，在最高电压处返回不断升高，每次升高一个台阶，在最高电压处返回 0V 后，再后，再重复升高过程的电压波形就是阶梯电压）重复升高过程的电压波形就是阶梯电压）解：根据题意有原理图如下。解：根据题意有原理图如下。117117CS1WR12GND3D34D25D16D07VREF8Rfb9GND10IOUT111IOUT212D713D614D515D416XFER17WR218ILE19VCC20DAC08321-2+348LM258+5V+5V1kTL431+2.5V+5VU1U2U3.10k10k+12V.R1R2R3-12VVoutCLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314

28、B413C512D611ABCDQQQQ74161&+5VCLK.*【题题 11- -21】 试用试用 A/D 转换器转换器 0804 组成一个组成一个 8 位位 A/D 转换电路，输入模拟电压范围为转换电路，输入模拟电压范围为05V，采用，采用 2 个十六进制显示的共阳数码管显示转换结果，用个十六进制显示的共阳数码管显示转换结果，用 CPLD 器件器件 MAX7128S 实现、实现、并用并用 Verilog HDL 描述十六进制描述十六进制- -7 段译码器。要求画出完整电路图与十六进制段译码器。要求画出完整电路图与十六进制- -7 段译码器的段译码器的Verilog HDL 描述。描述。1

29、18118第第 12 章章 习题与参考答案习题与参考答案【题题 12- -1】 某某数数字字电电路路输输入入端端低低电电平平有有效效，试试设设计计一一个个按按键键电电路路给给该该数数字字电电路路输输入入端端提提供供信信 号号。解：解：KEY+5V510VO.【题题 12- -2】 试设计一个输出低电平有效消除抖动的按键电路。试设计一个输出低电平有效消除抖动的按键电路。解：解：119119+5VKEYR1R2C11k2033FVO74LS14.【题题 12- -3】 试设计一个开关量光耦隔离电路，当某开关闭合时，向数字电路输出高电平试设计一个开关量光耦隔离电路，当某开关闭合时，向数字电路输出高电

30、平有效的信号（数字电路侧电源为有效的信号（数字电路侧电源为+5V，开关量侧电源为，开关量侧电源为+12V）。）。2.4k0.1uF+5V10k12V.COMLEDR1C1SW.VOBAT.【题题 12- -4】 现有现有 74LS160 需要外接发光二极管显示其输出端的电平，要求输出高电平使需要外接发光二极管显示其输出端的电平，要求输出高电平使发光二极管亮，试设计该电路（电源为发光二极管亮，试设计该电路（电源为+5V）。）。解：解：+5V510CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314B413C512D611QQQQABCD741601510151015101.74LS04

31、.120120【题题 12- -5】 试设计一个采用试设计一个采用 74HC595 的的 8 位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不需要很亮，可以采用需要很亮，可以采用 74HC595 直接驱动（电源为直接驱动（电源为+5V）。）。解：采用解：采用 74HC595 扫描驱动。电路图如下：扫描驱动。电路图如下：.G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19U74HC595G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19U74HC59

32、5DATARCKSRCKHQwa11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM2a11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM1n1n2n3n4n5n6n7n8.bcdefghan5n6n7n8n1n2n3n4.510 x 8.+5V.12【题题 12- -6】 某继电器工作电压某继电器工作电压 12V，工作电流，工作电流 50mA，若采用，若采用 74LS00 门电路输出的有门电路输出的有效高电平控制，试设计该继电器驱动电路。效高电平控制，试设计该继电器驱动电路。解：解：5.1k+12V.123RLYD11N4148Q19013&74LS00/4.基极限流电阻基极限流电

33、阻 RB=（VOH-0.7）/0.4mA=4.3k，选，选 5.1k。这里取。这里取VOH=2.4V，VBE=0.7V验证：验证：IB=（VOH-0.7）/5.1 k=0.33mA，IC=IB=3.33180=59mA121121由于集电极电流由于集电极电流 IC 大于继电器工作电流，大于继电器工作电流，所以可以使三极管饱和。所以可以使三极管饱和。【题题 12- -7】 某继电器工作电压某继电器工作电压 6V，工作电流，工作电流 50mA，若采用，若采用 74HC04 门电路输出的有门电路输出的有效高电平控制，试设计光耦隔离电路驱动该继电器（电源为效高电平控制，试设计光耦隔离电路驱动该继电器（

34、电源为+6V）。）。解：解：.+6V.74HC04/61N40013.3k33k90131234TLP521-1R1U1R2R3RY1D1Q1.330.1TLP521 二极管的电流为二极管的电流为 IF=（VOH-1V）/330=（4V-1V）/3301mA，由于，由于 TLP521 的的电流传输比电流传输比 CTR=16，若取最小值，若取最小值 1，则流过，则流过光耦三极管的电流为光耦三极管的电流为 1mA，该电流流入，该电流流入 9013的基极（忽略电阻的基极（忽略电阻 R3） ，使流入，使流入 9013 集电极集电极的临界饱和电流为的临界饱和电流为 180mA（=180） ，远大于，远大

35、于继电器的工作电流继电器的工作电流 50mA，因此，因此 9013 可以可靠可以可靠饱和。饱和。【题题 12- -8】 非门非门 74LS04 输出低电平有效，现需要驱动电压为输出低电平有效，现需要驱动电压为 12V、线圈阻值为、线圈阻值为 300 的的继电器，试设计该继电器的驱动电路。继电器，试设计该继电器的驱动电路。解：继电器工作电流为解：继电器工作电流为 12V/300=40mA122122.+12V.74LS04/61N40013.3k33k90131234TLP521-1+5VR1U1R2R3RY1D1Q1.360.1由图，由图，TLP521 二极管的电流为二极管的电流为 IF=（5V-1.5V）/91=3.5V/3601mA，由于，由于 TLP521 的的电流传输比电流传输比 CTR=16，若取最小值，若取最小值 1，则流过，则流过光耦三极管的电流为光耦三极管的电流为 1mA，该电流流入，该电流流入 9013的基极（忽略电阻的基极（忽略电阻 R3） ，使流入，使流入 9013 集电极