《数字电子技术基础》课后习题和参考题答案

1、word文档整理分享第1章习题与参考答案【题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) 25; ( 2) 43; ( 3) 56; ( 4) 78解：(1 ) 25= ( 11001) 2= ( 31) 8= ( 19 ) 16(2) 43= ( 101011) 2= (53 ) 8= (2B) 16(3) 56= ( 111000) 2= (70 ) 8= (38) 16(4) (1001110 ) 2、(116) 8、(4E) 16【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。(1) 10110001; (2) 10101010; ( 3) 11110001; ( 4

2、) 10001000解：(1) 10110001=177(2) 10101010=170(3) 11110001=241(4) 10001000=136【题1-3】将下列十六进制数转换为十进制数。(1) FF; ( 2) 3FF; ( 3) AB; ( 4) 13FF解：(1 ) (FF) 16=255(2) (3FF 16=1023(3 ) (AB) 16=171(4 ) (13FF) 16=5119【题1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。(1) 11; (2) 9C; (3 ) B1; (4) AF解：(1 ) (11) 16= (00010001) 2(2) (90 16= (100

3、11100) 2(3 ) (B1 ) 16= (1011 0001 ) 2(4 ) (AF) 16= (10101111) 2【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。(1) 1110.01 ; (2 ) 1010.11 ; (3) 1100.101 ; (4) 1001.0101解：(1) (1110.01 ) 2=14.25(2) (1010.11 ) 2=10.75(3 ) (1001.0101 ) 2=9.3125【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。(1) 20.7; (2 ) 10.2; (3) 5.8; (4 ) 101.71解：(1) 20.7= ( 10100.1011

4、) 2(2) 10.2= (1010.0011 ) 2参考资料word文档整理分享(3) 5.8= ( 101.1100 ) 2(4) 101.71= (1100101.1011 ) 2【题1-7】 写出下列二进制数的反码与补码(最高位为符号位)。(1) 01101100; ( 2) 11001100; (3) 11101110; ( 4) 11110001解：(1) 01101100是正数，所以其反码、补码与原码相同，为 01101100(2) 11001100 反码为 10110011,补码为 10110100(3) 11101110 反码为 10010001,补码为 10010010(4

5、) 11110001 反码为 10001110,补码为 10001111(2) -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、100(3) -9】将下列十进制数转换成BCD码。(4) 25; (2) 34; ( 3) 78; ( 4) 152解：(1) 25= (0010 0101 ) BCD(5) 34= (0011 0100 ) bcd(6) 78= (0111 1000 ) bcd(7) 152= (0001 0101 0010 ) BCD【题1-10

6、 试写出3位和4位二进制数的格雷码 解：4位数格雷码；0000、 0001、 0011、 0010、 0110、 0111、 0101、 0100、 1100、 1101、 1111、 1010、 1011、1001、 1000、参考资料word文档整理分享第2章习题与参考答案参考资料【题2-1】试画出图题2-1 (a)所示电路在输入图题2-1 (b)波形时的输出端C的波形。(a)图题2-1解:【题2-2】 试画出图题2-2 (a)所示电路在输入图题2-2 ( b)波形时的输出端X、Y的波形。解:【题解:(.a)AB_n-u图题2-22-3】试画出图题2-3 (a)所示电路在输入图题2-3 (

7、 b)波形时的输出端图题2-3X、丫的波形。nnABXYnn【题2-4】试画出图题2-4 (a)所示电路在输入图题 2-4 ( b)波形时的输出端 X、Y的波形_nnj-LB r n r n nonML丫 一 丁 j丁_1一.【题2-5】试设计一逻辑电路，其信号A可以控制信号 B,使输出Y根据需要为 丫=8或丫=后 解：可采用异或门实现，丫二Ab AB ,逻辑电路如下：【题2-6】 某温度与压力检测装置在压力信号A或温度信号B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。解：压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为：Y=A + B,有如下逻辑图。.A & 丫.【

8、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A与B时，才能进行裁纸操作，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 Y=A+B,逻辑图如下：【题2-8】 某生产设备上有水压信号A与重量信号 B,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。解：水压信号 A、重量信号B与报警信号之间的关系为 Y=A + B,逻辑图如下:【题(1)2-9】如果如下乘积项的值为AB (2) ABC; (3) ABC;1 ,试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。(4) ABC解：(1) A=1, B=1(2) A=1、B=1、C=0(3) A=0, B=1,

9、 C=0(4) A=1, B=0或 C=1【题2-10 如果如下和项的值为 0,试写出该和项中每个逻辑变量的取值。(1) A+B; (2) A + B+C ; (3) A + B+C; (4) A+B +C解：(1) A=0, B=0(2) A=0, B=1 或 C=1(3) A=1, B=0, C=1(4) A=0, B=1 或 C=0【题2-11 对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写出对应 Y的值,(1) Y=ABC+AB; (2) Y=(A+B)(A+B)解：(1) Y=ABC+AB=A (C+B)ABCY00000010010001101001101111001111(2) Y =(

10、A+B)(A+B) =A当A取1时，输出Y为1 ,其他情况Y=0=【题2-12试证明如下逻辑函数等式。(1) AB+ABC=AB ; (2) AB (C+Q +AC =AB+AC ;(3) A( BC BC) AC =A(BC) AC解：(1)左边 =AB+ABC=A友1+0=人口=右边(2)左边=AB (C+C) +AC=AB+AC=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) Y1 =A+B; (2) Y2=AB； (3) Y3=AB(C+b; (4) Y4 = (A + bC+C。+BCword文档整理分享

11、解：(1) Yi =A+B =AB(2) Y2=Ab=A+B(3) Y3 =aB C +D) =aB +( C +D =A +B +CD(4)Y4 =( A BC CD) BC = (ABC (C D) BC = ABC AbCD BC =ABC BC = AB BC【题2-14试用代数法化简如下逻辑函数式。(1) Y1=A(A+B); (2) Y2=BC+Bc； (3) Y3 =A(A +入B) 解：(1) Y1 =A(A+B)=A(2) Y2 =bc +Bc=c(3) Y3=A(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) Y1 =Ab +ABC +ABCD

12、 +ABC De ; (2) Y2 =AB +ABC +A ;(3) Y3 =AB +(A 十目 C +AB解：(1) Y =AB+ABC +ABCD +ABC DE =AB Y2 =AB ABC A = A C(3) Y3 =AB + (A+B) C+AB = AB4C【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) X =ABC +(A+B+C)+ABCD ; (2) Y2 = ABCD + ABCD + ABCD ;(3) Y3 -ABC (AB C(BC AC)解：(1) X =ABC +(A+B+C) +ABCD = AB Y2 =ABCD ABCD ABCD = AB

13、 CD(3) Y3 = ABC (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 =(A+B)(C +B) ； (2) Y2=(A+BC)C； (3) Y3 =AB +CD(AB +CD)；(4) Y4 =AB(BC BD)解：(1) Yi =(A+B)(C +B) =z m (1,5,6,7) Y，=(A BC)C = x m (5,7)(3) Y3 =AB+CD(aB+CD) = £ m (3,7,11,12,13,14,15)(4) Y4 =AB(BC +BD) £ m (13,15)【题2-18试用卡诺图化简如下逻辑函数

14、式。(2 ) Y2 =A ABC AB(4 ) Y4 =aB C AC (1) X =ABC +ABC +B ;(3) Y3 =AC +aB +AB ;解：(1) Y =ABC +ABC +B参考资料 Y，=A+ABC +AB ;(3) Y3 =AC AB ABY3=A(4) Y4 =AB C AC CY4 =A C【题2-19试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解：(1) F(AB,C,D)=£ m(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)；(2) F(A B,C,D) =L m(2,4,5,6,7,11,12,14,15);Y2 =AB BD ACD ACD(3) F(AB,

15、C,D) =,，m(0,2,4,6,7,8,12,14,15)CD AD BC【题2-20试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。解：(1) F(A B,C,D) =L m(3,5,8,9,10,12) +£ d(0,1,2,13);Y1 =AB BD AC CD(2) F(AB,C,D)=£ m(4,5,6,13,14,15) +£ d(8,9,10,12);=BC BD AB(3) F(A B,C,D) m(0,2,9,11,13) 、d(4,8,10,15)【题2-21将如下逻辑函数式画成真值表解：(1) Y1 =AB +BC ;ABCY100000010

16、010001111000101011011111(2) Y2=(A+B)C;ABCY00000010010001111000101111001111(3) Y3 =(A ' B)(B - C)ABCY00000010010001111001101111001111【题2-22将如下逻辑函数式画成真值表解：(1) Fi =ABC +ABC +ABC ；ABCY00000010010101101000101111001111(2) F2 = ABCD ABCD AB CD ABC DABCDY0000100010001000011001000010110110101110100001001

17、11010010110P11000110101110011110【题2-23写出图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式YYA fl图题2-23解：(1) Y =AB =A+B Y = (A+B)C=AC+BC【题2-24 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图(1)Ab+ab； AB+AB+ABC;ABC（3）Ab（c+D）；AaY3(4)A B(C D(B C)AY4 .ABCY00000011010001101001101111001111表题2-25A B C【题2-25写出表题2-25的与或逻辑函数式。Y =ABC ABC ABC ABC【题2-26用与非门实现如下逻辑函数。(1) F ABC

18、= ABC(2) F =AB+CD = AB -+CD =ABCDAB.CD(3) F =(A +B)(C +D) = AC +BC +AD +BD =AC +BC +AD +BD =AC BC AD BD【题2-27】用或非门实现题 2-26中的逻辑函数(1) F =ABC = ABC =A B C(2) F =AB+CD = AB +CDABCD(3) F =(A + B)(C +D) = AC +BC +AD +BD =AC +BC +AD +BD =AC BC AD BD=(A+C) (Bg (A+D) (B+D)= (A+C)+ (B+C)+ (A+D)+ (B + D)第3章习题与

19、参考答案【题3-1】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意 图。解：74HC系歹U ( 5V):74LS系歹U:5V4.44 V3.5V2.5 V1.5V0.5V0VVccVOHVIHVVLVolGND5VVdc5V CMOS2.7V2.0V1.1 V0.8V0.5V0VVOHVIHVtVILVolGND5V LS【题3-2】 某逻辑门的输入低电平信号范围为312 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：5V、

20、8V代表逻辑0; +5V、+8V代表逻辑1若是复逻辑：5V、-8V代表逻辑1; +5V、+8V 代表逻辑0【题3-3】 CMOSE门电路采用彳f么类型的 MOST?解：采用一个 PMOST和一个NMOST。【题3-4】 试确定图题3-4所示的MOS1中，哪些是导通的？哪些是截止的?V R -.alnT-©平电氐解：（a）通；（b）通；（c）通；（d）通【题3-5】 逻辑图。试分析图题3-5所示MO汕路的逻辑功能，写出Y端的逻辑函数式，并画出解:ABCDY000010001000100001100100101010011000111010001100101010010110110001

21、10101110011110Y =AC D BCDABCDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110Y =AB C D3-6 3-6 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。解：查手册 74HC04 VCc=4.5V 时：VlHmin=3.15V, VLmax=1.35V20 (1 A 负载电流时： V0Hmin=4.4V , VoLma=0.1VVNL= VlLmax Vxma=1.35V 0.1V=1.25VVnh= V OHmin一

22、VHmin=4.4V 3.15V=1.25V4mA 负载电流时：V3Hmin=4.18V, Vxma=0.26VVnL= V ILmax Vxma=1.35V 0.26V=1.09VVnH= V OHmiL VlHmin=4.18V 3.15V=1.03V【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。 解：流出芯片的电流为负数，因此为拉电流。【题3-8】 请查阅74HC04手册，确定该器件在拉电流4 mA负载时，可否保持 VoHmi> 4V(VCc=4.5V)oword文档整理分享解：可以保持 Vo>4V,因为V)Hmin=4.18V【题3-9】 请查阅

23、74HC04手册，确定该器件在灌电流4 mA负载时，可否保持 VoLma< 0.4V(Mc=4.5V)。解：可以保持 VOV0.4V,因为Vxma)=0.26V。【题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出系数。解：若输出高电平为 VCc-0.1V时，高电平扇出系数NH=I oHmaXI iH=0.02mA/1科A=20若扇出低电平为 0.1V时，低电平扇出系数NL=I OLma/I IL=0.02mA/1 A =20【题3-11】查阅商业温度范围的 74HC00芯片手册，回答如下问题：(1)电源电压范围；(2)输出高电平电压范围；(3)输出低

24、电平电压范围；(4)输入高电平电压范围(5)输入低电平电压范围；(6)该芯片的静态电源电流；(7)典型传播延迟时间；(8)扇出系数。解：(1)电源电压范围 26V(2)输出高电平范围：当IohW20 dA时：(Vcc-0.1V) Vcc当 Vcc=3V、|I oH w 2.4mA 时：2.34V3V当 Vcc=4.5V、 |I oH w 4mA寸：3.84V4.5V当 Vcc=6V、|I °HW 5.2mA 时：5.34V6V(3)输出低电平范围：当IolW 20dA时：GND+0.1V当 Vcc=3V、|I oqw 2.4mA 时：0V0.33V当 Vcc=4.5V、|I oLW

25、4mA寸：0V-0.33V当 Vcc=6V、|I °LW 5.2mA 时：0V0.33V(4)输入高电平电压范围当 Vcc=2V 时，1.5V2V当 Vcc=3V 时，2.1V3V当 Vcc=4.5V 时，3.15V4.5V当 Vcc=6V 时，4.2V6V(5)输入低电平电压范围；当 Vcc=2V 时，0V0.5V当 Vcc=3V 时，0V0.9V当 Vcc=4.5V 时，0V1.35V当 Vcc=6V 时，0V1.8V(6)该芯片的静态电源电流；6V时：2心A/每封装(7)典型传播延迟时间；Vcc=2V 时，t phl= t PLH=75ns；参考资料word文档整理分享Vcc=

26、3V 时，t ph= t PLH=30ns;Vcc=4.5V 时，t ph= t PLH=15ns；Vcc=2V 时，t phl= t PLH=13ns；（8）扇出系数。如果保证输出电流小于20dA时输出高低电平，则由于输入漏电流为土1A,因此有扇出系数为20。【题3-12】请叙述CMO嗷字电路输入端不能悬空的原因。解：因为CMOSfe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源电流的影响，或

27、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。【题3-15】 某CMOSFR漏输出门驱动发光二极管，若电源电压为5V,发光二极管电流为5mA发光管压降为 1.8V,试计算上拉电阻值。解：忽略开漏输出门的管压降，上拉电阻Z （5-1.8 ） /5=0.64k Q【题3-16试判断图题3-16中哪个三极管是导通或是截止的图题3-16解：（a）导通；（b）截止；（c）导通；（d）截

28、止【题3-17】 请查阅74LS00手册，确定该门的高电平与低电平噪声容限。解：查手册 74LS00, VCC=5V寸：VIHmin=2V, VLmax=0.8V-400 科 A拉电流时：VOHmi=2.7V; 8mA1 电流时，Vxma=0.5V低电平噪声容限：VnL= VILmax Vxma=0.8V 0.5V=0.3V高电平噪声容限：VNH= V OHmin VHmin=2.7V 2V=0.7V参考资料【题3-18】 请回答TTL电路的灌电流能力强还是拉电流能力强?解：灌电流能力为8mA拉电流能力为0.4mA,因此灌电流能力强。【题3-19】 试计算74LS系列门驱动74LS系列门时的扇

29、出系数。解：查手册可知，Iih=20A; Iil = 0.4mA因此有 NH=I OHma/I IHma尸400/20=20NL = I OLma/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

30、噪声容限为多少？解：若使上拉高电平与74LS输出高电平VOHmi浒目同，则有R1a=(Vcc VOHmin) / ( 15 M IHmax) = (52.7) / (15 X20 科 A) =7.66k Q选为7.5k Qo对于所选 7.5k 电阻，有上拉高电平 =5- (7.5k QX (15>20 A) =2.75V ,因此有噪 声容PM为0.75V。【题3-22 有源输出(图腾柱)与集电极开路( OC输出之间有什么区别？解：OCH输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级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， OC门

31、输出端可以并联实现线与；有源输出可以输出低电平与高电平，两个有源输出端连接在一起时，若是一个输出端 输出高电平，另外一个输出端输出低电平时，可引起较大电流损坏输出级。【题3-23】 查阅商业温度范围的 74LS00芯片手册，回答如下问题：(1)电源电压范围；(2)输出高电平电压范围；(3)输出低电平电压范围；(4)输入高电平电压范围；(5)输入低电平电压范围；(6)该芯片的电源电流；(7)典型传播延迟时间；(8)扇出系数。解：(1)电源电压范围 4.755.25V(2)输出高电平范围：当 |I °HW0.4mA时：2.7V5V(3)输出低电平范围：当 IolW 8mA时：00.5V(

32、4)输入高电平电压范围：2V5V(5)输入低电平电压范围；00.8V(6)该芯片的静态电源电流；5.5V 时：I ccH=1.6mA/每封装5.5V 时：I ccL=4.4mA/每封装(7)典型传播延迟时间；t PHL=l0ns ;t PLH=9ns ；(8)扇出系数。高电平输入电流Iih=20A,输出Ioh为400 pA,因此高电平扇出系数为20。低电平输入电流IIL=0.4mA,输出Iol为8mA因此低电平出心事为20。【题3-24 试确定图题3-24所示74LS门电路的输出状态(设电源V。为5 V) (Y1=高电平；Y2”路；Y3= 高电平；Y4=高阻；Y5= 高电平；Y6=高电平 丫7

33、= 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门电路的输出状态(设电源VCc为5 V)1( kii图题3-25解：Y1至电平；Y2h氐电平；Y3= 低电平【题3-26 试确定图题3-26所示74LS门电路的输出负载是灌电流还是拉电流，并确定 最大电流值。低低图题3-26解：(1)输出低电平，因此是灌电流负载，保证输出为(2)输出高电平，因此是拉电流负载，保证输出为 【题3-27写出图题3-27所示电路的逻辑函数式。0.5V时的最大电流值为 8mA2.7V时的最大电流值为 0.4mA。若是每个门的 I OL maX =20mA VOL max)

34、=0.25V ,假设Y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。3 V图题3-27解：逻辑函数式：Y =AB CD EF若假设每个LS TTL低电平输入电流为 0.4mA,则有:Rin= ( VCC-V OLmax) / ( I OLmax 10>0.4 )=(5V 0.25V) / (20mA-4mA0.3k Q【题3-28 图题3-28所示的74LS电路中，若是 Vi为下列情况时，V2为多少？(这里假 设电压表内阻为 50k )。(1) Vii 悬空。(2) Vii 接低电平(0.3V)。(3) Vii 接高电平(3.6V)。(4) Vii经过68 电阻接地

35、。(5) Vii经过10k 电阻接地。图题3-28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(1) Vi2=1V; (2) U2 = 0.3V; (3) V2=1V; (4) 口0V; (5) 口1V;【题3-29 试说明如下各种门电路中哪些输出端可以直接并联使用?(1)具有推拉输出(图腾柱)的 TTL电路。(2) TTL电路OC门。(3) TTL电路三态门。(4) 具有互补输出(非门)结构的CMOS1路。(5) CMOS1路 OD门。(6) CMO曲路三态门。解：(2) (3 ) (5) (6)可以。第4章习题与参考答案【题4-1】 写出图题4-1的输出逻辑函数式。图

36、题4-1解：(1) 丫1 "ab AC A =A C丫2 二AB - ACD BD D 二A( B CD) =A B CD = A BC BD【题(1)解：4-2】 使用与门、或门实现如下的逻辑函数式。Y1 =ABC D(2) Y2 =A(CD B)(3 ) Y3 =AB CA B CDA B C-&Y1Y3Y2【题4-3】 使用与门、或门和非门，或者与门、或门和非门的组合实现如下的逻辑函数式(1)Y1 =AB BC(2) Y2=A(C B)(3) Y3 = ABC B(EF G)ABCA B CE FG【题4-4】 试写出图题 4-4所示电路的逻辑函数式，列出真值表，并分析

37、该电路的逻 辑功能。图题4-4解：Y1 =AB AC BCABCY100000010010001111000101111011111此电路是三人表决电路，只要有两个人输入1,输出就是1Y2 =ABCD ABCD ABCD ABC D =ABCD ABCD ABCD ABC DABCDY200000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111110该电路在4个输入中有3个为1时，输出Y2为1【题4-5】逻辑电路与其输入端的波形如图题 4-5所示，试画出逻辑电路输出端 Y的波形I 0nH _n_n_

38、图题4-5解：Y =A A -III L.bnn.Y-UU【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。图题4-6解：74LS00、74LS02和74LS04的最大t phl和t plh都是15ns,因为A信号经过4级门达到输出端X,因此最大传输延迟时间为4M5ns=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，各开关动作如下:+5V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ALARM=

39、1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 ALARM=1开始报警。门开关D,该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使ALARM=1开始报警。车库开关G该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使 ALARM=1开始报警。(1)试写出图示电路的逻辑函数式。(2)该报警装置采用了 HC LS和HC悌列的门电路，试计算电路接口之间的噪声容限。(3)确定开关与74HC04之间、74HCT32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 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：四2输入

40、或门74HCT32勺静态电源电流Ic(=20 A,每个引脚附加电源电流A IC(=0.5mA六 非门74HC04的电源电流Ic(=2 A;四2输入与门74LS08的电源电流I C*4.8mA, I CC=8.8mA。 解：(1)图示电路的逻辑函数式为：ALARM =M +ENRST(W + D +G)(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4.9V 2V=2.9V;低电平噪声容限0.8V 0.26V=0.54V。74HCT的输入信号兼容 TTL,因此LS08电路可以驱动 HCT32电路，因此噪声容限计算 如下：高电平噪声容限 =2.4V-2V=0.4V

41、;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1A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1kQ,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74HC

42、T32的输入电流为1科A,因此开关输入信 号的高电平接近于 5V,低电平接近于0V,因此高电平噪声容限为 5V-2V=3V,低电平噪声 容限为 0.81=0.8V;HCT32的高电平驱动能力在 4mA时，可保证输出高电平为 4V,因此有9013三极管的 基极电流为 I B= (VoHmaxVBE) /R6= (4V-0.7V ) /2.2k Q=1.5mAo 若 9013 的电流放大倍数为 180 倍，因此有临界饱和集电极电流 IC=1.5mAM80=270mA也就是IC小于270mA时,9013处 于饱和区，大于 270mA寸9013处于放大区。若蜂鸣器 SPK的工作电流为 20mA因此90

43、13 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 Ao I CC04=2 A+4>20 A =82 A74HCT32的静态电流为20A;每个引脚附加电源电流0.5mA,则附加电源电流 6X0.5mA=3.02mA;报警时，74HCT32在输出高电平时，驱动三极管的基极电流为1.5mA。不报警时白电流：Icc3广20 A+6 >0.5mA=3.02mA报警时的电流：I cc

44、3厂20 A+6>0.5mA+1.5mA=4.52mA74LS08 的平均静态电流 |ccoh (|cc+ | ccl) /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不报警动作时，3个上下拉电阻的电流 |r=3X 5V/1k Q) =3mA报警动作时的蜂鸣器工作电流I SPK=20mA蜂鸣器不报警动作时的电源电流I cc为：I CC=I CC04+I CC32+I CC08+I r =0.082mA+3.02mA+6.8mA+3mA 12.9 mA若是采用若用 5V电压、800mAh的电池供电，可以工作时间

45、t=800/15.9 =61.5h。蜂鸣器动作时的电源电流Ice为：I CC=| CC04+I CC32+I CC08+I r+| sPK=0.082mA+4.52mA+6.8mA+6mA+20mA37.4 mA若是蜂鸣器一直报警，5V电压、800mAh的电池只能工作约 800/37.4 =20h。若要增加运行时间，需要全部使用HC系列芯片，同时将上下拉电阻阻值增加到400kQ,则蜂鸣器不动作时的电源电流为：I cc=| CC04+I CC32+I CC08+I r=6 A+8 A +14 A+12.5 AX3=0.066mA这里所用的HC电路的静态电流都是 2 A,每用一个引脚增加1 A。3

46、个上下拉电阻的电流为12.5 A>3=37.5 A。因此800mA-h的电池供电，可以工作时间t=800/0.06612121h,约为 505 天。【题4-8】 试用74LS147、74LS04和74LS21组成一个09按键编码器，要求输出任一按键按下信号EN,并输出高电平有效的编码A3A。解：+5VRP1kQ 1 01 1S5S6S7S8S0V2_«i2S3111 2131 "234 T101234567897 41 47A B C D74LS21ENA0A1A2A374LS04【题4-9】 试用门电总设计 4线-2线优先编码器，输入、输出信号都是高电平有效，要求任

47、一按键按下时，GS为1,否则G=0；还要求没有按键按下时，Eo信号为1,否则为0解：DCBAA1A0GSEo0000000100010010001X011001XX10101XXX1110得到：A1 =D DC =D CA0 =DCb D =d CbGS =D C B Aeo =DCBA逻辑电路如下图所示。【题4-10】 用3线-8线译码器74LS138和与非门实现如下多输出函数Fi(A, B, C) =AB BC ACF2(A, B, C) =£ m (2,5,7)解：Fi(A, B, C) = AB BC AC = ABC ABC ABC ABC : m (35,6,7)=m3

48、m5 m6 而F2(A, B, C) =Z m (2,5,7) =m2 m5 m7CLA -A2A0Ai64百G1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6n151H4013&外F1 .&rJ- F274138【题4-11 试用3线-8线译码器74LS138和门电路实现一位二进制全减器（输入为被减 数、减数与来自低位的借位；输出为差和向高位的借位）。要求用按键输入减数、被减数和进 位，发光二极管显示减法结果。解:被减数减数借位差借位MNBSUBC0000000111010110110110010101001100011111SUB =MNB MNB MNB MNB =m1 m2 m4 m7 =m1 m2 m4 m7C=MNB MNB MNB MNB =m1 m2 m3 m7 =m1 m2m3 m709按键输入,数码管显示按键数字值的电路o解:【题