(全)数字电子技术基础课后答案夏路易

1、数字电子技术基础教程习题与参考答案（ 2010 1）11第 1 章 习题与参考答案1-1】将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。1） 解：25；1）2）3）4）2）25=43=43；（ 3）56；（ 4）7811001） 2=（31）8=（19）16 101011）2=（53） 8=（2B）16 111000）2=（70） 8=（38）1656=1001110）2、（116）8、（4E）161-2】将下列二进制数转换为十进制数。1） 解：10110001 ；（ 2） 10101010 ；（ 3） 11110001 ；（ 4） 100010001） 10110001=177（2）（

2、3）（4）1010101024110001000=1361-3】将下列十六进制数转换为十进制数。1） 解：3FF）16=1023AB ） 16=171 13FF） 16=5119FF；（ 2）3FF；（3）AB；（ 4）13FF1）（ FF） 16=255（2）（3）（4）1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。1） 解：11；（ 2） 9C；（ 3） B1；（ 4） AF1）（11）16=（00010001）2 9C）16=（10011100）2 B1）16=（1011 0001）2 AF）16=（10101111）22）3）4）1-5】1） 解：将下列二进制数转换

3、为十进制数。1110.01 ；（ 2） 1010.11；（ 3） 1100.101；（ 4）1001.01011）（1110.01）2=14.252）3）1010.11）2=10.751001.0101）2=9.31251-6】将下列十进制数转换为二进制数。1） 解：2）10.2；（ 3） 5.8；（ 4） 101.7120.7；1） 20.7=（10100.1011）2（2）10.2=（1010.0011）25.8=(101.1100)2101.71=(1100101.1011)21） 解：写出下列二进制数的反码与补码（最高位为符号位）。01101100 ；（ 2） 11001100 ；（

4、3） 11101110 ；（ 4） 11110001 1） 2）1-7】01101100 是正数，所以其反码、补码与原码相同，为11001100 反码为0110110011101110 反码为11110001 反码为10110011，补码为10010001，补码为10001110，补码为1011010010010010100011111-8】 将下列自然二进制码转换成格雷码。000；001；010； 011；100；101；110；111 解：格雷码：000、 001、 011、010、 110、 111、 101、 1001-9】 将下列十进制数转换成BCD 码。1） 解：2）3）4）25；

5、（ 2）34；（ 3）78；4)1521) 25=(0010 0101)BCD34= ( 0011 0100 ) BCD78= ( 0111 1000 ) BCD 152=(0001 0101 0010)BCD题解：1-10】 试写出 3 位和 4 位二进制数的格雷码。4 位数格雷码；0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、 1000、【题2-1】形。解:【题2-2】形。解:【题2-3】形。解:第2章习题与参考答案试画岀图题2-1 (a)所示电路在输入图题2-1 ( b)波形时的输岀端IItro

6、L_niiij图题2-1的波试画岀图题BT_ru .L_n2 (a)所示电路在输入图题 2-2 ( b)波形时的输岀端-n-TUI1_TLLJ 1_1l_(h>图题2-2tJl_ru1 Jd LrLJ l_nfl_n_fi_uuU LIAX、3XY试画岀图题2-2-3 (a)所示电路在输入图题2-3 (b)波形时的输岀端4 3>1J -Vs>1(a>rLTL图题2-3的波X、的波【题2-4】形。试画岀图题2-4(a)所示电路在输入图题2-4 (b)波形时的输岀端 X、丫的波.4 一 -15 -V&(a >d_rL_nrmltuplji_run.图题2-4解

7、:rLnHLTlinUTLLTU【题Y= B。2-5】试设计一逻辑电路，其信号A可以控制信号 B,使输岀丫根据需要为Y=B或解：可采用异或门实现，丫 AB AB，逻辑电路如下:A丫 .B【题2-6】某温度与压力检测装置在压力信号A或温度信号岀低电平的报警信号，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的关系为：B中有一个岀现高电平时，输A B，有如下逻辑图。【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 操作，试用逻辑门实现该控制。解：开关A、B与裁纸操作之间的关系为 丫 A B，逻辑图如下:A与B时，才能进行裁纸【题2-8】 某生产设备上有水压信号A与重量信号

8、B，当两信号同时为低电平时，检测电路输岀高电平信号报警，试用逻辑门实现该报警装置。解：水压信号A、重量信号B与报警信号之间的关系为 丫 A B，逻辑图如下:【题(1)2-9】 如果如下乘积项的值为1,试写岀该乘积项中每个逻辑变量的取值。AB; (2) ABC ; ( 3) ABC ; (4) ABC解:(1) A=1 , B=1(2) A=1、B=1、C=0(3) A=0, B=1, C=0(4) A=1, B=0 或 C=1【题2-10】如果如下和项的值为0,试写岀该和项中每个逻辑变量的取值。(1)解:A B ; (2) A B C ; (3)(1) A=0 , B=0A=0 , B=1 或

9、 C=1 A=1, B=0, C=1A=0 , B=1 或 C=0(2)(3)(4)ABC ；( 4)ABC【题(1)2-11】Y ABC AB ; (2) Y (A B)(A B)对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写岀对应Y的值。解:ABCY00000010010001101001101111001111(1) Y ABC AB A (C B)(2) Y (A B)(A B) A【题(1)(3)解:当A取1时，输出丫为1,其他情况Y=0。2-12】试证明如下逻辑函数等式。AB ABC AB ; (2) AB(C C) A(BC BC) AC A(BC) AC(1)左边 AB ABC AB(

10、1 C)(2) 左边=AB (C C) AC ABACABACAB AC ;右边右边(3) 左边=A (BC BC) AC A (BC) AC 右边【题2-13】对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。(1)丫1A B ; ( 2)AB ； (3)丫3AB( C D ； (4)Y4(A BC CD) BC解: ( 1)丫1A B AB(2) 丫2ABAB( C D)AB(C D)B CDY4(ABC CD) BC (ABC(C D) BC ABC ABCD BC ABC BC【题2-14】试用代数法化简如下逻辑函数式。(1)Y1A(A B) ； (2) 丫2 BC BC ； (3) Yb A(AAB

11、)解：(1) YA(A B)=A(2)丫2BC BC =C(3)丫3A(A AB) =A【题2-15】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成 最简与或式。(1)丫1AB ABC ABCD ABC DE ； (2) 丫2 AB ABC A ；(3)丫3AB (ABC AB解：(1)YABABC ABCD ABC DE AB(2)%ABABC A= A C(3)AB(A B C AB = AB C【题2-16】试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。(1)丫1ABC (A B C) ABCD ； (2) % ABCDABCD ABCD ；(3)丫3ABC (AB C(BC AC)解:(1)丫1AB

12、C (A B C) ABCD = AB(2)电ABCD ABCD ABCD = AB CD(3)Y3ABC (AB C(BC AC) =ABC【题2-17】将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。(1)丫1(A B)(C B) ； (2) 丫2 (A BC)C ； (3) 丫3AB CD(AB CD)；(4)丫4AB(BC BD)解:(1)丫1(A B)(C B) = m (1,5,6,7)(2)(ABC)C=m (5,7)(4)AB BC(3) Y3AB CD(AB CD)= m (3,7,1,2,3,14,5)(4) Y4AB(BC BD) m (13,5)【题2-18】试用卡诺图化简如下逻

13、辑函数式。(1)Yi(3)ABC ABC B ;(2)AC ABAB ；(4)A ABC AB ;AB CAC C解:ABC ABCY1A B(2)A ABCAB ；Y3AC ABAB00 01 11 10Q11>C 0001111001Y2AC11101AB C AC CAP11/0100 01 11 10Y4 A C【题2-19】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。13解：（1）F(AB,C,D)m(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15);e11Ac00011110m(2, 4,5,6,7,11,12,14,15)CD 00 01 11 10Y1ABBD bC(2)F(A B,

14、C,D)10001111000 01 11 10ABBDACD ACD(3)F(AB,C,D)m(0, 2,4,6,7,8,12,14,15)Y3CDAD BC【题解：2-20】试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。(1)F(A B,C,D)m(3,5,8,9,10,12)d(0,1,2,13)；00001111101e00011110Y1 AB BD AC CD00(2)F(AB,C,D)m(4,5,6,13,14,15)d (8,9,10,12);000111101丿XXX011110丫 BC BD AB(3)F(A B,C,D)m(0,2,9,11,13)d(4,8,10,15)Y3

15、 AD BD【题解：(1)2-21】将如下逻辑函数式画成真值表。Y1 AB BC ;15ABCY100000010010001111000101011011111(2)丫2 (A B)C ；ABCY00000010010001111000101111001111(3)丫3 (A B)(B C)ABCY0000001001000111100110111100111117【题2-22】 将如下逻辑函数式画成真值表。解:(1)FiABC ABC ABC ;ABCY00000010010101101000101111001111(2)F2ABCD ABCDAB CD ABCDABCDY00001000

16、100010000110010000101101101011101000010011101001011011000110101110011110【题2-23】写岀图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式。#A fl图题2-23AB A B(2) Y(A B)C AC BC【题2-24】 画岀如下逻辑函数式的逻辑电路图。(1) AB AB ;Y1.B(2) AB Ab ABC ;(3) AB(C D);Y3(4) A B(CD(BC)Y4 .CD【题2-25】 写岀表题2-25的与或逻辑函数式。Y ABC ABCABC ABC表题2-25ABCY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0

17、 011 0 111 1 001 1 1119【题2-26】用与非门实现如下逻辑函数。(1)ABC = ABCF(2) FAB CD = AB CDABCDABCD(3) F(A B)(C D) = ACBC ADBD AC BC AD BD AC BC AD BDA&F .B CD【题2-27】 用或非门实现题 2-26中的逻辑函数。21(1) FABC = ABC ABCABC>0 F .(2) FAB CD = Ab cd a B C D(3) F卡F.A廿rTD召(A B)(C D) = AC BC AD BD AC BC AD BD AC BC AD BDBDACBCA

18、DBDAcBAF廿廿廿廿A B c D第3章习题与参考答案【题3-1】意图。解：74HC系列试画出74HC与74LS系列逻辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示74LS系列：5VVcc5VVCc4.44 VVOH3.5VVIH2.5 VVt2.7V2.0VVOHViH1.5V0.5VVLVol0V5V CMOSGND1.1 V0.8V0.5VVtViLVol0VGND5V LS312 V，输入高电平范围为 312 V。 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，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？解：正逻辑：5V、 8

19、V代表逻辑0;【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为+5V、 +8V代表逻辑1若是负逻辑：5V、 8V代表逻辑1;+5V、+8V 代表逻辑 0【题3-3】CMOS非门电路采用什么类型的 解：采用一个PMOS管和一个NMOS管。MOS 管？【题3-4】 试确定图题3-4所示的哪些是截止的?MOS管中,哪些是导通的?23解：（a）通；（b）通；（c）通；（d ）通【题3-5】 试分析图题3-5所示MOS电路的逻辑功能，写岀Y端的逻辑函数式，并画岀逻辑图。解:ABCDY0000100010001000011001001010100110001110100011001010100101101100

20、0110101110011110Y AC D BCD#ABcDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110AB c D3-6】请查阅74HC04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。 查手册 74HC04，Vcc=4.5V 时：V IHmin =3.15V，VlLmax = 1.35V20 i A 负载电流时： VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1VV NL= V ILmax VOLmax = 1.35V 0.1V=1.25V【题解:VnH= VO

21、Hmin VlHmin=4.4V 3.15V=1.25V4mA 负载电流时：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26VV NL= V ILmax VOLmax = 1.35V 0.26V=1.09VV NH= V OHmin V IHmin =4.18V 3.15V=1.03V【题解:3-7】某门电路的输岀电流值为负数，请确定该电流是拉电流还是灌电流。 流出芯片的电流为负数，因此为拉电流。3-8】请查阅74HC04手册，确定该器件在拉电流(Vcc=4.5V )。解：可以保持 Voh>4V，因为VOHmin=4.18V【题4 mA负载时，可否保持 VoHmin > 4V【题3

22、-9】请查阅74HC04手册，确定该器件在灌电流(Vcc=4.5V )。解：4 mA负载时，可否保持VoLmaxv 0.4V【题数。解:可以保持 VoL<0.4V，因为 VOLmax=0.26V。3-10】 请查阅74HC04手册，确定该器件在驱动74HC00时的高电平与低电平扇岀系若输出高电平为Vcc-0.1V时，高电平扇出系数NH = |OHmax/|lH=0.02mA/1A=2029若扇出低电平为 0.1V时，低电平扇出系数 NL=|OLmax/|lL=0.02mA/1卩A =203-11】 查阅商业温度范围的 74HC00 芯片手册，回答如下问题： 电源电压范围； 输出高电平电压

23、范围； 输出低电平电压范围； 输入高电平电压范围 输入低电平电压范围； 该芯片的静态电源电流； 典型传播延迟时间； 扇出系数。（ 1）电源电压范围 26V 输出高电平范围：当当当当（ 3）输出低电平范围：当当当当4）输入高电平电压范围Vcc=2V 时， 1.5V2VVcc=3V 时， 2.1V3VVcc=4.5V 时， 3.15V4.5VVcc=6V 时， 4.2V6V题1）2）3）4）5）6）7）8） 解：2）IohW 20 卩 A 时：(Vcc 0.1V) VccVcc=3V、|Ioh|w 2.4mA 时：2.34V3VVcc=4.5V、|Ioh|w 4mA 时：3.84V4.5VVcc=

24、6V、|loH|w 5.2mA 时：5.34V6VIol W 20 卩 A 时：GND+0.1V|Iol|w 2.4mA 时：、 |IOL|W4mA 时：|IOL|W 5.2mA 时：Vcc=3V 、Vcc=4.5VVcc=6V 、0V0.33V0V0.33V0V0.33V当当当当5）输入低电平电压范围；当当当当Vcc=2V 时，Vcc=3V 时，Vcc=4.5V 时，Vcc=6V 时，0V1.8V（ 6）该芯片的静态电源电流； 6V 时： （ 7）典型传播延迟时间；Vcc=2V 时， tPHL= tPLH =75ns；Vcc=3V 时， tPHL= tPLH=30ns； Vcc=4.5V 时

25、， tPHL= tPLH =1 5ns；Vcc=2V 时， tPHL= tPLH=13ns；（ 8）扇出系数。如果保证输出电流小于20卩A时输出高低电平，则由于输入漏电流为±1卩A，因此有扇出系数为 20。0V0.5V0V0.9V0V1.35V2卩A/每封装题 3-12】 请叙述 CMOS 数字电路输入端不能悬空的原因。解：因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗， 容易受到干扰，一旦受到干扰 后，会使输出电平发生转换， 产生功耗，因此输入端不能悬空， 应该连接确定的逻辑电平。【题3-13】 去耦电容的安装位置与芯片电源引脚之间的距离有何关系？解：去耦电容的作用是消除芯片动作对电

26、源电流的影响，或是消除电源电压波动对芯片的 影响，因此越接近芯片的电源引脚越好。【题3-14】 门电路有哪两个重要时间参数？各有何意义？解：一个是输出瞬变时间，门电路的输出从一个状态向另外一个状态转换需要的过渡 时间。另外一个是传输延迟时间，是输入信号变化到输出信号变化之间需要的时间。5V，发光二极管电流【题3-15】 某CMOS开漏输岀门驱动发光二极管，若电源电压为 为5mA，发光管压降为 1.8V，试计算上拉电阻值。上拉电阻R( 5-1.8) /5=0.64k Q解：忽略开漏输出门的管压降，【题3-16】试判断图题3-16中哪个三极管是导通或是截止的。Ri0 1解:图题3-16(a)导通；

27、(b)截止；(c)导通；(d)截止【题解:3-17】 请查阅74LS00手册，确定该门的高电平与低电平噪声容限。 查手册 74LS00，VCC=5V 时：VIHmin=2V， VILmax=0.8V-400 1 A 拉电流时：VOHmin =2.7V ； 8mA 灌电流时，VOLmax=0.5V低电平噪声容限：VnL= V ILmax VOLmax=0.8V 0.5V=0.3V高电平噪声容限：VnH= VOHmin V IHmin =2.7V 2V=0.7V【题解:3-18】请回答灌电流能力为TTL电路的灌电流能力强还是拉电流能力强？8mA，拉电流能力为 0.4mA，因此灌电流能力强。【题解:

28、3-19】试计算查手册可知，74LS系列门驱动74LS系列门时的扇岀系数。liH=20A ; liL= 0.4mA因此有 N H=I OHmax/I IHmax =400/20=20N L=I OLmax/I ILmax =8/0.4=20【题 3-20】 当 74LS 系列门电路采用拉电流方式驱动流过5mA 电流的发光二极管时，出现什么情况？若是采用 74HC 系列电路驱动，有什么不同吗？解：74LS下列电路的拉电流能力只有 0.4mA ,因此驱动发光二极管时， 二极管亮度很小; 而采用 74HC 系列电路时，有足够的驱动能力使发光二极管发光。【题 3-21 】 连接 5V 电压的上拉电阻要

29、保持 15 个 74LS00 输入为高电平，上拉电阻的最 大阻值是多少？若按照计算的最大阻值，高电平噪声容限为多少？74LS 输出高电平 VOHmin 相同，则有/ ( 15X liHmax) = (5 2.7) / (15X 20 卩 A) =7.66k Q解：若使上拉高电平与Rmax=( Vcc V0Hmin) 选为 7.5kQ。有上拉高电平 =5 ( 7.5k QX( 15X 20卩A ) =2.75V，因此有对于所选7.5k Q电阻,噪声容限为 0.75V。【题3-22】 有源输岀(图腾柱)与集电极开路( 0C)输岀之间有什么区别？解： Oc 门输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级

30、需要上拉电阻才能输出高电 平，且上拉电源可以与芯片电源不同，因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变 换， 0c 门输岀端可以并联实现线与;有源输岀可以输岀低电平与高电平，两个有源输岀端连接在一起时，若是一个输岀端 输岀高电平，另外一个输岀端输岀低电平时，可引起较大电流损坏输岀级。题1)2)3)4)5)6)7)8) 解：2)3-23】 查阅商业温度范围的 74LS00 芯片手册，回答如下问题： 电源电压范围;输出高电平电压范围;输出低电平电压范围;输入高电平电压范围;输入低电平电压范围;该芯片的电源电流;典型传播延迟时间;扇出系数。( 1)电源电压范围 4.755.25V|OH|W 0.4

31、mA 时：2.7V5VloL w 8mA 时：00.5V2V5V00.8V输出高电平范围：当3)输出低电平范围：当4)5)6)输入高电平电压范围： 输入低电平电压范围;该芯片的静态电源电流;5.5V 时： lCCH=1.6mA/ 每封装5.5V 时：lccL=4.4mA/ 每封装7)典型传播延迟时间;tPHL =10ns；tPLH =9ns；20。loL为8mA，因此低电平输出心事为74LS门电路的输岀状态（设电源Vcc为5 V ）。织一打10 kiJ&I匚U 左 I kL2SI kL2(IIIII i.V 一 打rr（8）扇出系数。20。高电平输入电流Iih=20卩A，输出loH为4

32、00卩A，因此高电平扇出系数为 低电平输入电流liL=0.4mA，输出【题3-24】 试确定图题3-24所示31解:Y1 =高电平；丫2=开路；丫3=高电平；丫4=高阻；丫5=高电平；丫6=高电平 丫7=高电平；丫8=高阻；丫9=高电平；丫10=高电平【题3-25】 试确定图题3-25所示74HC门电路的输岀状态（设电源Vcc为5 V ）。>1图题3-25解：丫仁高电平；丫2=低电平；丫3=低电平>1【题3-26】 试确定图题3- 26所示74LS门电路的输岀负载是灌电流还是拉电流，并确定 最大电流值。P总空图题3-26解：（1）输出低电平，因此是灌电流负载，保证输出为0.5V时的

33、最大电流值为8mA。（2）输出高电平，因此是拉电流负载，保证输出为2.7V时的最大电流值为0.4mA。【题=0.25V ,3- 27】写岀图题3-27所示电路的逻辑函数式。若是每个门的lOL（max） =20mA , Vol （max）假设丫端连接10个TTL负载。试求电源电压是5V情况下的最小上拉电阻值。5V/f4E&/图题3-27逻辑函数式： Y AB CD EF解：若假设每个LS TTL低电平输入电流为 0.4mA，则有:Rmin= ( VCC-V OLmax) / ( I OLmax 一 10 X 0.4)=(5V 0.25V) / (20mA-4mA 0.3k Q【题3-28

34、】 图题3- 28所示的74LS电路中，若是 Vi1为下列情况时，Vi2为多少？（这里 假设电压表内阻为 50k49(1)(2)(3)(4)(5)VI1悬空。VI1接低电平（VI1接高电平（VI1经过68VI1经过10k0.3V ）。3.6V ）。电阻接地。电阻接地。K(1)解：设肖特基二极管压降为0.25V，晶体管发射结压降0.6V，则有V12- 1V ; (2) V12- 0.3V; (3) V12- 1V ; ( 4) V12 0V ; ( 5) V12 1V ;【题（1）(2)(3)(4)(5)(6)解：3-29】 试说明如下各种门电路中哪些输岀端可以直接并联使用? 具有推拉输岀（图腾

35、柱）的 TTL电路。TTL电路OC门。TTL电路三态门。具有互补输岀（非门）结构的CMOS电路OD门。CMOS电路三态门。(2) ( 3) ( 5) (6)可以。CMOS电路。【题解:【题(1)解:【题(1)【题辑功能。第4章习题与参考答案4-1】 写岀图题4-1的输岀逻辑函数式。(1) Y1 AB AC A A CTft图题4-1FA(2)Y2 AB ACD BD D A( B CD) A B CD A BC BD4-2】使用与门、或门实现如下的逻辑函数式。B)丫1 ABC D(2)丫2 A(CD(3) 丫3 AB CY14-3】使用与门、或门和非门,Y1 AB BCA B C=0Y2或者与

36、门、或门和非门的组合实现如下的逻辑函数式。A(C(3)丫3 ABC B( EF G)(2)丫2B)4-4】 试写岀图题 4-4所示电路的逻辑函数式，列岀真值表，并分析该电路的逻解:图题4-4Y1 AB AC BC此电路是三人表决电路，只要有两个人输入1，输岀就是1。ABCY100000010010001111000101111011111Y2 ABCD ABCD ABCD ABC D ABCD ABCD ABCD ABCDABCDY200000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111110该

37、电路在4个输入中有3个为1时，输岀丫2为1。【题4-5】逻辑电路与其输入端的波形如图题4-5所示，试画岀逻辑电路输岀端 丫的波形。解：丫 A Bn_n图题4-5ifC iX.ArrABY_Ln_nU【题4-6】 图题4-6所示的逻辑电路中，与非门为74LS00，或非门是74LS02，非门是74LS04。试分析该电路的最大传输延迟时间。.Vcfi图题4-615ns,因为A信号经过4级解：74LS00、74LS02 和 74LS04 的最大 tp 和 tPLH 都是 门达到输出端X，因此最大传输延迟时间为4X 15ns=60ns。【题4-7】 图题4-7所示的是家用报警器装置，该装置具有6个开关，

38、各开关动作如下:图题4-7人工报警开关 M，该开关闭合时，报警信号ALARM=1，开始报警。报警使能开关EN，该开关闭合时，窗户、门和车库信号才能使 复位开关RST，该开关断开时，取消报警。窗户开关 W，该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使 门开关D，该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使 车库开关G，该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使 (1)试写岀图示电路的逻辑函数式。ALARM=1 。ALARM=1ALARM=1 ，ALARM=1，开始报警。 开始报警。，开始报警。(2) 该报警装置采用了 HC、LS和HCT系列的门电路，试计算电路接口之间的噪声容限。(3) 确定开关与74HC04之间、7

39、4HCT32与9013晶体管之间的接口电路是否可以正确动作。(4) 试计算该电路的最大静态功耗，若用 长时间。各芯片静态电源电流如下：四2输入或门74HCT32的静态电源电流 六非门74HC04的电源电流lcc=2 A ;四lccL=8.8mA。解：(1)图示电路的逻辑函数式为：ALARM(2 )三种逻辑电路之间的噪声容限74HC04驱动74LS08，高电平噪声容限为 0.26V=0.54V。74HCT的输入信号兼容 TTL，因此LS08 计算如下：高电平噪声容限 =2.4V-2V=0.4V ;低电平噪声容限为 0.8V-0.5V=0.3V。(3)输入开关与逻辑电路之间、逻辑电路与9013晶体

40、管之间是否正常动作输入开关信号 RST、D、G、W的与74HC04连接，由于HC系列电路的输入电阻很 大，只需要1卩A电流，因此开关信号的高电平近似为 5V，低电平近似为0,因此高电平 噪声容限为1.5V，低电平噪声容限为 1.5V ;输入开关信号EN与74LS08连接，74LS08低电平输入电流为 0.4mA，因下拉电阻为 1k Q，因此输入低电平 VIL为0.4V，因此低电平噪声容限为 0.8V 0.4V=0.4V，高电平噪 声容限为 5V-2V=3V。输入开关信号 M与74HCT32连接，由于74HCT32的输入电流为1卩A，因此开关输 入信号的高电平接近于 5V，低电平接近于 0V，因

41、此高电平噪声容限为 5V 2V=3V，低 电平噪声容限为 0.8 1=0.8V ;HCT32的高电平驱动能力在 4mA时，可保证输出高电平为5V电压、lcc=20 A,2输入与门800mA - h的电池供电，可以工作多每个引脚附加电源电流 I cc=0.5mA;74LS08 的电源电流 I ccH=4.8mA ,M enRSt（W D G）4.9V 2V=2.9V ;低电平噪声容限0.8V 电路可以驱动 HCT32电路，因此噪声容限4V，因此有9013三极管的基极电流为 Ib= ( VOHmax-VBE) /R6= (4V-0.7V ) /2.2k Q =1.5mA。若 9013 的电流放大倍

42、 数为180 倍,因此有临界饱和集电极电流时，9013处于饱和区，大于270mA时9013处于放大区。若蜂鸣器SPK的工作电流为20mA , 因此9013可以可靠饱和导通。(4)试计算该电路的最大静态功耗，若用5V电压、800mA - h的电池供电，可以工作多长时间。各芯片静态电源电流如下：74HC04的静态电流为2 A。若是4个门都输出高电平，每个驱动74LS08的高电平输入电流为 20 A，共 80 A。Icc04=2 A+4 X 20 A =82 A。74HCT32的静态电流为 20 A ;每个引脚附加电源电流0.5mA，则附加电源电流 6X 0.5mA=3.02mA ;报警时，74HC

43、T32在输出高电平时， 驱动三极管的基极电流为不报警时的电流：Icc32=20 A+6 X 0.5mA=3.02mA报警时的电流：Icc32=20 a+6 X 0.5mA+1.5mA=4.52mA74LS08 的平均静态电流 Icc08= (ICCH+ Iccl ) /2= (4.8mA+8.8mA ) /2=6.8mA。报警动作时流过上下拉电阻的最大电流Ir=6x( 5V/1k Q) =6mA。IC=1.5mA X 180=270mA ,也就是 IC 小于 270mA1.5mA。不报警动作时，3个上下拉电阻的电流Ir=3 x( 5V/1k Q) =3mA。报警动作时的蜂鸣器工作电流IsPK=20mA。蜂