阎石数字电子技术基础第四版课后习题答案详解

1、阎石数字电子技术基础第四版课后习题答案详解 数字电路 习题答案 （第一章）第一章1.1 二进制到十六进制、十进制 (1)(10010111)2=(97)16=(151)10(3)(0.01011111)2=(0.5F)16=(0.37109375)10 1.2 十进制到二进制、十六进制(1)(17)10=(10001)2=(11)16 011 1101 0111 0000 1010 )= (0.63 D70A ) (3) (0.39)10 = (0.0110 02 16(2)(1101101)2=(6D)16=(109)10(4)(11.001)2=(3.2)16=(3.125)10 (2)(

2、127)10=(1111111)2=(7F)16 011)= (19.B3) (4) (25.7)10 = (11001.1011 02 161.8 用公式化简逻辑函数(1)Y=A+B(2)Y = + + B + 解：Y = + + B + =C + + B + =（1 A1）(3)Y=1(4)Y = + ABD + 解：Y = AD(+ B + = AD(B + C) = AD(5)Y=0 (7)Y=A+CD(6)Y = AC(+ ) + BC(AD + CE)解：Y = BC(B + CE) = BC(AD) × ABCD(= （8）Y = A + (B + A + + C)(

3、A + B + C)解：Y = A + (× C)( A + + C)( A + B + C) = A + ( A+ )( A + B + C) = A + ( A + B + C) = A + + = A + (9)Y = + + (10)Y = AC + AD + + + 1.9 (a) Y = + (b)Y = ABC + ABC (c) Y1 = AB + AC D,Y2 = AB + AC D + ACD + ACD (d) Y1 = AB + AC + BC,Y2 = ABC + ABC + ABC + ABC1.10 求下列函数的反函数并化简为最简与或式(1)= (3)

4、Y = ( A + B)( A + C)AC + BC= ( A + + C)AC + BC = ( A + C) + × (2)+ C + (4)= + B + = ( AB + AC + BC + AC)(B + C) = B + C(5)Y = AD + AC + BCD + C= + D)( A + C)(B + C = + D)(B + C + = ACD(B + C + D) = ABCD (6)= 01.11 将函数化简为最小项之和的形式 (1)Y = C + AC + 解：Y = C + AC + = C + A(B + C + ( A + = C + ABC + +

5、 + ABC = C + ABC + + ABC （2）Y = + + ABCD + + + 1 数字电路 习题答案 （第一章） （3）Y = A + B + CD解：Y = A(+ + + + BCD) + B( AC D + ACD + + + AC D + + ACD) + ( AB + + AB)CD = ABC D + ABCD + + ABC D + + ABCD + ABC D + ABCD + + ABCD (13) (4)Y + ABCD+ AB+ AB+ + + (5)Y = + + + + + 1.12 将下列各函数式化为最大项之积的形式 (1) Y = ( A + B

6、+ A + B + C+ + (2) Y = ( A + + C)( A + B + C+ C) (4) Y = M 0 M 4 M 6 M 9 × M12 × M13 (3)Y = M 0 M 3 M 4 M 6 M 7 (5) Y = M 0 × M 3 × M 51.13 用卡诺图化简法将下列函数化为最简与或形式： (1)Y = A + (2)Y = + + BC + (3)Y = 1(4)Y + AC + (5)Y = + C + D (7)Y = C Y = C + D + Y = AB + AC(6)Y = + AC+ (9)Y = + +

7、+ (10)Y ( A, B, C ) = å( m 1 ,m 4 , m 7 )(8) Y ( A, B, C, D) = åm (0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,14) Y = + + AD1.14 化简下列逻辑函数 (1) Y = + + + D (3)Y = AB + + (5) Y = + + CE + + + Y = ABC + ABC + ABC(2)Y = + (4) Y = + 1.20 将下列函数化为最简与或式(1) Y = + + AD(3)Y = + B + C (5)Y =1 (2)Y = B + + AC (4) Y = + (6)Y

8、 = CD + + AC 2 数字电路 习题答案 （第二章） 第二章2.1 解:- 10 (a)当v i0V时， v B T截止 vo » 10V ´ 5.1 = 5.1 + 20 -2V = 50.7 当v i5V时， I B= 0.3mA - 5.1 20 = 0.17 mA < I B T饱vo » 0.2V (0 0.3V都行） 30 ´ 和 2 悬空时， v B 负值， T截止， vo » 10V(b)当v v 为负 T截止 vo5V i0V时， B值 50.7 8.7 - = 0.42 mA 当v 5V时， I i B 54。

9、7 18 5 I BS » = 0.05mA < I B T饱vo » 0.2V (0 0.3V都行） 50 ´ 和 2 50.7 8.7 - = 0.08mA 悬空时， I B 4.7 18 T饱和， vo0.2V (0 0.3V都行） I BS = 0.05mA < I B，2.3 解：s 闭合时，输入低电平，此时0.4V VIL = R2 ´ £ 5I I2L R2 £ I BS » 10 0.4 = 200Ù 5I = 2mA I2L R2的最大允许值为200Ù s 断开时，输入为高电

10、平，此时 VIH = Vcc - (R1 + R2 ) ´ 5I IH ³4VVcc - 4V R1 + R2 £ = 10KÙ = 5I IH 0.1mA R1最大允许值为10KR 22.4 解： IOL (max) 8 G 输出为低电平时，扇出系数 N= = 20 M I IL 0.4 I(max) 0.4 G 输出为高电平时，扇出系数 NOH = = 20 M I IH 0.02所以，N20 2.5 解： I(max) 16 G 输出为低电平时，扇出系数 NOL = = 10 M I IL1数字电路 习题答案 （第二章） G 输出为高电平时，扇出系

11、数 N OH = M 2I IH = 5(分母中的2为输入端的个数） 2 ´ 0.04所以，N52 数字电路 习题答案 （第二章）2.6 解：由于 TTL 型或非门输入结构不同，每个输入端都有一个三极管 I(max) N 低OL = 5 2I IL 2 ´1.6I(max) N高OH = = 5 2I IH 2 ´ 0.04 最多能驱动5个相同的或非门2.7 解：根据公式： RL(max) =V- V=5K ´ 0.1 + 3 ´ 0.02 nI OH + mI IH 3RL(min) = Vcc - VOL » 0.68K = I

12、LM - m¢I IL 8 - 3 ´ 0.4 0.68K < RL < 5K2.8 解：当VI = VIH 时，T必须满足截止条件：I B0V- 0.1 V-V同时要满足cc £ I LM Þ R1 ³ 1.1K -R1 R2 + R3当 V I = 0V时， T必须满足饱和条件：I B ³ I BS ,0.7 + 8 Vcc = 1mA ， I 3 = 0.43mA R 3 bRcI B = I1 - I OH - I 3 « ª ª I 1 ª R1 £ 4.46 K

13、 R 1 ª ¬ÞVOH = V BE + I R 2 2 ªªI 2 = I 3 + I BS ­ 1.1K £ R1 £ 4.46 K I BS 2.9 解：(1) 同上题解法：I LM = 16mAc I L = 5 ´1.4 = 7mA I c = I R + I L = Þ 可解得：0.3K £ RB £ 33.1KV - 0.3 cc Rc c + I L = 8mA Þ I = = 0.08mA BS I b(2)把 OC 门换成 TTL 门时， 若门

14、输出为低电平时两者相同，无影响； 但输出高电平时两者截然不同，OC 门向 ，IOH 为 TTL 输出高电平时的输出电流。 由输出特性曲线知：当 VOH 下降到 0.7V 时，IOH 相当大，IC 也很大，会烧毁三极管。 1 数字电路 习题答案 （第二章） 2.10 (1) vi 2 = 1.4V (2) vi 2 = 0.2V (3) vi 2 = 1.4V (4) vi 2 = 0.2V (5) vi 2 = 1.4V2.11 各种情况均为 1.4V2.12 解：输出为高电平时：Vo = Vcc - (0.2 ´ 2 - iL )RL = 4.6 + iL RL V - V 输出为

15、高电平时：V 0.01 = 0.05 + 0.01i o + iL ´ L o R L2.13 解：5V -VBE -Vo1 1) 对74系列： × R £ 0.5V Þ R £ 0.32K o1 + VR1 + R2) 对74H系列：R1 = 2.8K，同法解得：R £ 0.22K 3） 对74S系列：R1相同，R £ 0.22K 4） 对74LS系列：R £ 1.58K 2.14 (a)Y = A · BY = A + B (b) Y = A + B (c)(d ) A = 0时，输出为高阻；A =

16、1时，Y = G1+ G2 所以电路为三态或门。 2.16均为 0V,因为无栅流。(b) Y=ABC 217 (a)Y = A + B + C(C) Y= (INH=1)AB + CD (INH = 0)218 (a) Ya = ABCDEYc = (b) (d ) Yb = A + B + C + D + E Yd = · (c)219 不能。会使低电平变高，高电平变低。2.20 解：静态功耗：PS = I DD ×VDD = 0.02mW动态功耗：PD = PC + PTPT = 0 (不计上升下降时间) 2PCCL fVDD = 2mW总共耗：PTOT = PD +

17、PS = 2.02mW电源平均电流 I AV = PTOT = 2.02 » 0.2mA VDD 10221（1）不可以（2） 可以 （3）可以（一门工作，另外的门高阻）。 4数字电路 习题答案 （第二章）（4） 不可以 （5）、（6）可以3 数字电路 习题答案 （第二章）2.22 解：(1)当CMOS输出为高电平9.95V时，假设T饱和，则VC = 0.2V9.95 - 0.7 0.18mA I B = 5 - 0.2 + 0.4 ´ 2 = 3.2mA I CS = I R+ I L 2 3.2 = 0.11mA > I Þ T饱和，假设成立= 0.2V

18、 I BS = B30 Vc C (2)当CMOS输出为低电平0.05时，T截止´ 0.08mA = 4.84V VC = VCC - RC ´ 4 ´ = 5 - 2I IH电路参数选择合理 2.23 解：Vi = VIH 时，要求VDD - RL I o ³ 4V，I o = 50mA Þ RL £ 20K50.3 £ 8 Þ R³ 0.59K Vi = V IL 时，要求L RL 0.59K £ RL £ 20K (CMOS的输入电流不计 ) 4 数字电路 习题答案 （第三章）

19、第三章3.1 解：由图可写出 Y1、Y2 的逻辑表达式：Y1 = ABC + ( A + B + C) AB + AC + BC= ABC + + + Y2 = AB + AC + BC真值表： 3.2 解：comp = 1、Z = 0 时，Y1 = A，Y2 = A2，Y3 = A2 A3 + A2 A3，Y4 = A2 + A3 + A4 ，comp = 0、Z = 0 时，Y1 = A1，Y2 = A2，Y3 = A3，Y4 = A真值表： 3.3 解： 3.4 解：采用正逻辑，低电平0，高电平1。设水泵工作为 1，不工作为 0，由题目知，水泵工作情况只有四种：全不工作，全工作，只有一个

20、工作真值表： 1 数字电路 习题答案 （第三章） 图略 3.5 解： 设输入由高位到低位依次为：A4、A3、A2、A1， 输出由高位到地位依次为：B4、B3、B2、B1 3.6 00000，111110 31 3.7 解：此问题为一优先编码问题，74LS148 为 83 优先编码器，只用四个输入端即可，这里用的是 74，低 4 位不管；也可用低 4 位，但高位必须接 1（代表无输入信号）；用高 4 位时，低 4 位也可接 1， 以免无病房按时灯会亮。 382 数字电路 习题答案 （第三章）（图略）3.9 解： 3.11 解： 3.10 解： 3.12 解：3 数字电路 习题答案 （第三章） 3

21、.13 解： 3.14 由表知，当 DISINH0 时Y = A2 A1 A0 D0 + A2 A1 A0 D1 + A2 A1 A0 D2 + A2 A1 A0 D3 + A2 A1 A0 D4 + A2 A1 A0 D5 + A2 A1 A0 D6 + A2 A1 A0 D7 代入A、B、C 得：Z + CD+ CD 3.15 Z = + + Q + 3.16 解：4 选 1 逻辑式为： 4 数字电路 习题答案 （第三章） 3.17 解： Y = ( ABC )D + ( ABC)1+ ( ABC)D + ( ABC)1+ ( ABC)1+ ( ABC)D对比4512的表达式，知：A2 =

22、 A，A1 = B，A0 = C，D0 = 0，D1 = D，D2 = ，D3 = 1，D4 = D，D5 = 0，D6 = 1，D7 = 1， （3.17 图）3.18 解：方法同上题，只是函数为三变量，D 只取 0 或 1 即可 (3.18 图)取A2 = A，A1 = B，A0 = C，则有：D0 = 0，D1 =1，D2 =1，D3 = 0，D4 = 0，D5 =1，D6 = 0，D7 =1，3.19 解：设 A、B、C 为三个开关，每个有两种状态 0、1，若三个全为 0 则灯灭 Y=0；否则，Y1分析：全为 0 时灯灭；任何一个为 1，则灯亮。灯亮时，再有一个开关为 1，则灯灭； 在

23、此基础上，另一个也为 1 时，则灯亮； 3.20 解：I0I1 组合四种取值代表“输血者”的四种血型，I2I3 组合四种取值代表“受血者”的四种血型 3.21 解：X = + MAC + MAB+ ABC + MBC = + + MAB+ + (ABC) ×1Y = D0 2 A1 0 + D1 2 A1 A0 + D2 2 A1 0 + D3 2 A1 A0 + D4 A2 A1 0 + D5 A2 A1 A0 + D6 A2 A1 0 + D7 A2 A1 A0比较 X 与Y 得：A2 = A，A1 = B，A0 = C，D0 = D1 = 0，D2 = 0，D3 = M，D4

24、= 0，D5 = M，D6 = M，D7 =1，（3.21 图） 5 (3.22 图)数字电路 习题答案 （第三章） 3.22 解： Y = 1 S 0 AB + 1S0 ( A + B) + S1 S 0 ( A Å B) + S1 S0 A化简得：Y = 1 0 AB + 1S0 + 1 S0 A + S1 0 + S1 0 S1 S0 令：A2 = S1，A1 = S0，A0 = A；则：D0 = 0，D1 = B，D2 = B，D3 = 1，D4 = B，D5 = D6 = 1，D7 = 0，3.23 解：加法器只做加法，相减用补码运算（相加减的为两个正数）。设被减数为 C=

25、C3C2C1C0,减数为 D D3D2D1D0，相减时 D 取补码，补码反码1。CI 输入 M，M0 时，D 取原码和 C 相加；M1 时，D 取反码，再加上 CI1 正好为补码，和 C 相 加即可。S 为和。当 M0 时 C0 为进位；当 M1 时 C0 的反为符号位。所以，有，输入端：A3C3，A2C2 ，A1C1 ，A0C0，CIMB3 = 3 + 3，B2 = 2 + 2B1 = 1 + 1B0 = 0 + 0输出端：YY3Y2Y1Y0进位输出或者符号位：Z = M Å CO （电路图略） 3.24 解：余三码减去 3 为 8421 码：减去 3 可以通过补码相加来实现，（3

26、）补（3）反11101，将 1101 放在另一个输入端。输入：A3 A2 A1 A0 = X 3 X 2 X1 X（0 余三码）B3 B2 B1 B0 = 1101CI0输出：S3S2S1S0 = Y3 Y2 Y1Y0 （电路图略） 3.25 解：1） 两个 BCD 码相加，最大为 18，超过 9 后应产生进位，但芯片在 15 以+ S3 S2 S1 S0 + S3 S2 S1 S0 + S3 S2 S1 0 + S3 S2 S1 S0 + S3 S2 S1 S0= CO + S3 S2 + S3 S1 6 数字电路 习题答案 （第三章） 3.26 需用 3 片，连接有多种方式，其中一种如下：

27、 C = C C C ，DD D D9 8 0 9 8 0 3.27 解：用 1 片做 A 与 B 的比较，另 1 片做 A 与 C 的比较，比较的结果进行组合， 可确定 3 个数是否相等。 7 数字电路 习题答案 （第四章）第四章答案4.14.24.54.6 4.74.8 1 数字电路 习题答案 （第四章）4.9 4.10 4.114.124.13 n+1 n+1 n n+1 n+1 n+1 n n+1Q1 Q1，Q2 Q2，Q3 Q3，Q4 Q4，Q5 Q5，Q6 0 n+1 n+1 n+1 1 n+1 n+1 n n+1 1( ) ，Q7 Q7，Q8 Q8，Q9 ，Q10 Q10，Q11

28、 Q11，Q12 图略4.144.15 4.164.17 2 数字电路 习题答案 （第四章） 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 3 数字电路 习题答案 （第五章）第五章5.1 解： §J1 3 , K1 = 3驱动方程： ª= Q , K = Q J¨ 2 1 2 1 ªJ = Q K = Q Q ,3 3 © 3 1 2 n +1 1 n +1= 3 1 + Q3Q1 §ª 状态方程： QQ= + ¨ 2 1 2 1 2 ª n +1ª©Q3 = Q1Q2

29、Q3 输出方程： Y = Q3 能自动启动的同步五进制加法计数器。 5.2 解： Q ª 1 驱动方程：¨ ª©D2 = AQ1 Q2§D =§n +1Q = ª 1状态方程：¨ n +1ª©Q2 = AQ1 Q2 输出方程： Y = AQ2 Q1由状态转换图知：为一串行数据监测器，连续输入四个或四个以上的 1 时，输出为 1，否则为 0 5.3 解： §J1 2 Q3 ª驱动方程：J = Q ª ¨ ª 2 1 ª©Q1Q2

30、输出方程：Y = Q3Q2J 3 =，K1 = 1 ，K 21 3，K3 = Q2n+1 = 23 1§1ª Q n+1状态方程 ：Q = + Q¨ 1 2 1 3 2 ª 2 n+1 ª©Q3 = Q1Q2 Q3 + Q2Q3 5.4 解： 1§J1 = K1 = 1数字电路 习题答案 （第五章）§Q1 ª = Q1驱动方程：¨ J = K = AQ © 2 2 1 1 输出方程：Y = AQ1Q2 + 12 n +1 状态方程：¨ª Qn +1 = AQ

31、97; Q © 2 1 22 数字电路 习题答案 （第五章） 5.5 解： §J 0 = K0 = 1 ª ，K = J Qª驱动方程：¨ ªJ = Q ,2 3 0 1 0 2 3 1 0 §Q n+1 = 0 n+1 ª 0 + Q Q Q ª 1 = 0 2 3 1 0 1 状态方程：¨ n+1 ªQ = Q + Q 3 0 2 0 1 ª 2 n+1ªQ3 = 2 1 0 × Q3 + Q0Q3 ©K 0 2 1 ª ，K3 =

32、 Q0 ©J 3 = Q2 × Q1 × Q0 输出方程：Y = Q3 × Q2 × Q1 × 0 5.6 解： 5.7 解： 3 数字电路 习题答案 （第五章） 5.8 解：七进制计数器5.9 解： 5.10 解：可采用复位法和置数法： 5.11 解： 5.12 解：A0 时为十进制，A=1 时为十二进制5.13 解：4 数字电路 习题答案 （第五章） 5.18 解：需用 3 个 160，可采用整体复位法或整体置数法，前两片同时为 9 时第三片工作。 置位法只要选 S364即可。 5.19 解：因为每两位秒、分、时之间为十进制，且要

33、求用七段数码管直接显示，所以每位用十进制计数器最简单（用 160），每两个 160 构成 24 进制、60 进制、60 进制计数器，每个 160 的 Q 端接数码 管的输入即可，秒、分、时的低位都为十进制计数器，可有多种做法。5 数字电路 习题答案 （第五章） 5.20 解：由表 3.3.3知，当= 0 = 1110 ， 160 置数 0001，构成 9 进制 f = 1 f cp= 10 9 KH z 13 2 1 0当2 = 0 时， D 3 D 2 D1 D 0 = 0010 ， 160 构成 8 进制 f Y = KH z4同理： C、 D I 为 0 时，分别为：10 5 5 10

34、f = KH z， f = KH z， f = 2KH z， f = KH z， f = 5KH z, Y = 1. f Y = KH z，Y Y Y Y 7 32 3Y Y 5 9 5.21 解：190 的功能表见 P103 表 5.3.5，190 的预置数是异步的 5.22 解： 6 5.23 解：161 是四位二进制计数器，循环输出 12 个脉冲，必变成十二进制计数器 数字电路习题答案 （第五章） 5.24 解：有多种方法可做：可用触发器设计一个十进制计数器，从一 Q 端输出即可，也可经译码输出，也可用现成的计数器译码输出 5.25 解：由表看出：红、黄、绿不能作为状态（因 8 个时钟中

35、状态重复），可把红(R)、黄(Y)、绿(G)作为输出，用 161 或 160均可，只用 Q2Q1Q即可。 7 数字电路 习题答案 （第五章）5.26 用 JK 触发器和门电路设计一个 4 位循环码计数器，状态转换表如下： 5.27 用 D 触发器和门电路设计一个 11 进制计数器，并检查能否自启动解：用四个维持阻塞型 D 触发器设计8数字电路习题答案 （第五章） 5.28 解： 9数字电路 习题答案 （第五章）5.29 1 数字电路 习题答案 （第六章） 第六章6.1 解：不可以。它只是一个带有施密特的门电路，输入信号去掉后，不能保证输出不变6.2 解：VT + = 10V，VT = 5V，&

36、#196;VT = 5V 6.3 解：¢ 1）当 V I 上升时，到 V I 为VTH 时， VO 跳变到 VOH ，此时 V I 为VT + RR3 RR2 ¢ = V+ VCO I V TH V T + R1 + RR3 R3 + RR2 R1 R1 R - V 1 1 + + V = V T + TH CO 2 R 3 3 ¢2）当 V I 下降时，到 V I 为V V TH 时， O 跳变到低电平，此时 V I 为VT 有： VOH × RR3 + VCO R 3 + V T - RR3 + VC= VTHOVT - R2 + R1 R3 R3 + R1 R2 R1 + R2 R3 R1 R1 1 + + R1 R1 = V - V CO OH - V R R TH 3 2 3 2 3）ÄVT = VT + - VT - = VOH R1 R26.4 解：1 + 2 R1 + R2 1.1 + 0.7