数字电子技术基础课后习题及参考答案

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！第1章习题与参考答案【题1-1】制数。=（31）=（19）28（2）43=（101011）=（53）=（2B）28（3）56=（111000）=（70）=（38）2828【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。10001000（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。=255=1023第1页=171=5119【题1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。=（00010001）2=（10011100）2=（10112=（10101111）2【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。=14.252=10.752=9.31252【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。2（2）10.2=（1010.0011）2（3）5.8=（101.1100）2（4）101.71=（1100101.1011）2第2页【题1-7】11110001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）11110001反码为10001110，补码为10001111【题1-8】将下列自然二进制码转换成格雷码。000；001；010；011；100；101；110；111【题1-9】将下列十进制数转换成BCD码。1）（2）34=（00110100）（3）78=（01111000）（4）152=（00010101【题1-10】试写出3位与4位二进制数的格雷码。解：4位数格雷码；第3页0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、第2章习题与参考答案【题试画出图题2-1（a）所示电路在输入图题2-1（b）BC波形时的输出端、的波形。图题2-1解：【题试画出图题2-2（a）所示电路在输入图题2-2（b）XY波形时的输出端、的波形。图题2-2解：【题试画出图题2-3（a）所示电路在输入图题2-3（b）XY波形时的输出端、的波形。图题2-3解：【题试画出图题2-4（a）所示电路在输入图题2-4（b）XY波形时的输出端、的波形。图题2-4解：第4页AB【题2-5】试设计一逻辑电路，其信号可以控制信号，使YYBY输出根据需要为=或=。B解：可采用异或门实现，YAB，逻辑电路如下：AB【题2-6】某温度与压力检测装置在压力信号或温度信号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：，YAB有如下逻辑图。【题2-7】AB与时，才能进行裁纸操作，试用逻辑门实现该控制。解：开关与裁纸操作之间的关系为YAB，逻辑图如下：AB【题2-8】某生产设备上有水压信号与重量信号，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。B与报警信号之间的关系为YAB逻辑图如下：，【题2-9】如果如下乘积项的值为辑变量的取值。AB（1）ABCABCABC第5页（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】如果如下与项的值为0，试写出该与项中每个逻辑变量的取值。（1）ABCBCAABABC（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，写出对应的值。Y（1）YABCABY(AB)(AB)YABCAB（C）A00001111B00110011C01010101Y00001101（2）Y(AB)(AB)A当A取1时，输出Y为1，其他情况Y=0。第6页【题2-12】试证明如下逻辑函数等式。（1）（3）；CABABCAB(BCBC)AC(BC)AC右边ABAB1CAB（2）左边=（3）左边=右边（CACABAC（BCBCAC（BCAC右边【题2-13】对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。（1）Y（ABCCDBCYABYABYAB（C）1423（2）YABABYAB21（3）YAB（CAB（CABCD3（4）【题2-14】试用代数法化简如下逻辑函数式。（1）Y(A)Y(AB)Y123解：（1）=AY(AB)1（2）=CY2（3）=AY(A)3【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）（3）；YAY12YAC3解：第7页（1）（2）（3）YAB1=YAAC2=YACABC3【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）（3）Y；YA(ABC)AB12Y(C(AC3=YA(ABC)ABCDAB1（2）=YABCD2（3）=ABCY(C(AC3【题2-17】将如下逻辑函数式转换成最小项之与形式。（1）（4）；Y(ABCB)Y(ACYCD)123YAB(BCBD)4=Y(ABCB)m）1（2）Y(ABCC=m）2（3）（4）=YCD)m11131415）3YAB(BCBD)m1315）4【题2-18】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。（1）（3）；；（2）；YBYA12（4）YYCC34解：（1）YB1第8页（2）（3）（4）；YA2Y3YCC4【题2-19】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解：（1）；m(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)F(,B,C,D)F(,B,C,D)F(,B,C,D)（2）（3）；m(2,4,5,6,7,11,12,14,15)m(0,2,4,6,7,8,12,14,15)【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）；d(0,1,2,13)F(,B,C,D)F(,B,C,D)F(,B,C,D)m(3,5,8,9,10,12)（2）（3）；m(4,5,6,13,14,15)d(8,9,10,12)d(4,8,10,15)m(0,2,9,11,13)【题2-21】将如下逻辑函数式画成真值表。解：（1）（2）；；YABBCA00001111B00110011C01010101Y1010010011Y(ABCA00B00C01Y002第9页001111110011010101010101（3）Y(AB)(BC)A00001111B00110011C01010101Y000111013【题2-22】将如下逻辑函数式画成真值表。解：（1）（2）；FAB00110011C01010101Y00100101100001111FABCDAB00001111000011C00110011001100D01010101010101Y10000110010000200000000111111第10页1111110100【题2-23】写出图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式。图题2-23YAB（2）Y（ACBC【题2-24】画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。（1）；ABAB（2）（3）；ABABABC；CD)（4）ABCD(BC【题2-25】写出表题2-25的与或逻辑函数式。【题2-26】用与非门实现如下逻辑函数。表题2-25A（1）=FABC（2）=FABCDABCDABCD（3）=F(ABCD)00【题2-27】用或非门实现题2-26中的逻辑函数。00（1）=FABCABC（2）（3）=FABCDABCDABCD=F(ABCD)第3章习题与参考答案【题3-1】试画出74HC与74LS系列逻辑门电路的输出逻第11页【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为12输入高电平范围为3～12V。若该逻辑门的输入电压值为5V、8V、+5V、+8V，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、－8V代表逻辑0；+5V、+8V代表逻辑代表逻辑0【题3-3】CMOS非门电路采用什么类型的MOS管？解：采用一个PMOS管与一个NMOS管。【题3-4】试确定图题3-4所示的MOS哪些是截止的？图题3-4【题3-5】试分析图题3-5所示MOS电路的逻辑功能，写出端的逻辑函数式，并画出逻辑图。Y图题3-5解：ABCDY第12页0000100010001000011001001010100110001110100011001010100101101100011010111001111000001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110【题3-6】请查阅74HC04手册，确定该器件在4.5V电源时的高电平与低电平噪声容限。解：查手册74HC04，V=4.5V时：V=3.15V，V=1.35V20μA负载电流时：V=4.4V，V=0.1VV=V－V=1.35V－0.1V=1.25V第13页V=V－V==4.4V－3.15V=1.25V4mA负载电流时：V=4.18V，V=0.26VV=V－V=1.35V－0.26V=1.09VV=V－V==4.18V－3.15V=1.03V【题3-7】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4mAVV负载时，可否保持>解：可以保持V>4V，因为V=4.18V【题3-9】请查阅74HC04手册，确定该器件在灌电流4mAVV负载时，可否保持<0.4V（解：可以保持V<0.4V，因为V=0.26V。【题请查阅74HC0474HC00时的高电平与低电平扇出系数。解：若输出高电平为V-0.1V时，高电平扇出系数N=I/I=0.02mA/1μA=20H若扇出低电平为0.1V时，低电平扇出系数N=I/I=0.02mA/1μA=20L第14页【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。2~6V（2）输出高电平范围：当I≤20μA当Vcc=3V、|I|≤2.4mA时：2.34V~3V当Vcc=4.5V、|I|≤4mA时：3.84V~4.5V当Vcc=6V、|I|≤5.2mA时：5.34V~6V（3）输出低电平范围：当I时：GND+0.1V第15页当Vcc=3V、|I|≤2.4mA时：0V~0.33V0V~0.33V0V~0.33V当Vcc=4.5V、|I|≤4mA时：当Vcc=6V、|I|≤5.2mA时：（4）输入高电平电压范围当Vcc=2V时，1.5V~2V当Vcc=3V时，2.1V~3V当Vcc=4.5V时，3.15V~4.5V当Vcc=6V时，4.2V~6V（5）输入低电平电压范围；当Vcc=2V时，0V~0.5V当Vcc=3V时，0V~0.9V当Vcc=4.5V时，0V~1.35V当Vcc=6V时，0V~1.8V（6）该芯片的静态电源电流；6V时：2μA/每封装（7）典型传播延迟时间；Vcc=2V时，t=t=75ns；第16页Vcc=3V时，t=t=30ns；Vcc=4.5V时，t=t=15ns；Vcc=2V时，t=t=13ns；（8）扇出系数。如果保证输出电流小于20μA时输出高低电平，则由于输入漏电流为±1μA，因此有扇出系数为20。【题3-12】请叙述CMOS数字电路输入端不能悬空的原因。CMOS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。第17页【题3-15】某CMOS开漏输出门驱动发光二极管，若电源电压为拉电阻值。解：忽略开漏输出门的管压降，上拉电阻R≈（5-1.8）/5=0.64kΩ【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【题3-17】请查阅74LS00噪声容限。解：查手册74LS00，VCC=5V时：Vmin=2V，V=0.8V-400μA=0.5V低电平噪声容限：V=V=0.8V－0.5V=0.3V高电平噪声容限：V=V==2.7V－2V=0.7V【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。第18页【题3-19】试计算74LS系列门驱动74LS系列门时的扇出系数。解：查手册可知，I=20μA；I=－0.4mA因此有N=I/I=400/20=20HN=I/I=8/0.4=20L【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输高电平噪声容限为多少？解：若使上拉高电平与74LS输出高电平VOHmin相同，则有R=（Vcc－V）/（15×I）=（5－2.7）/（15×20μA）=7.66kΩ选为7.5kΩ。第19页对于所选7.5kΩ电阻，有上拉高电平=5－（7.5kΩ×（15×0.75V。【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：OC门输出端只能输出低电平与开路状态，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；第20页（7）典型传播延迟时间；（8）扇出系数。4.75~5.25V（2）输出高电平范围：当|I|≤0.4mA时：2.7V~5V（3）输出低电平范围：当I≤8mA时：0~0.5V（4）输入高电平电压范围：2V~5V（5）输入低电平电压范围；0~0.8V（6）该芯片的静态电源电流；5.5V=1.6mA/每封装5.5V时：I=4.4mA/每封装（7）典型传播延迟时间；t=10ns；t=9ns；（8）扇出系数。高电平输入电流II为出系数为20。低电平输入电流I=0.4mA，输出I为8mA，因此低电平输出心事为20。【题3-24】试确定图题3-24所示74LS第21页V电源为5V图题3-24解：Y1=高电平；Y2=开路；Y3=高电平；Y4=高阻；Y5=高电平；Y6=高电平Y7=高电平；Y8=高阻；Y9=高电平；Y10=高电平【题3-25】试确定图题3-25所示74HCV电源为5V图题3-25解：Y1=高电平；Y2=低电平；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。图题3-260.5V时的最大电流值为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3-27】写出图题3-27所示电路的逻辑函数式。若是每个IVY端连接10个TTL门的=20mA，第22页若假设每个LSTTL低电平输入电流为0.4mA，则有：）/（I－10×0.4）=（5V－0.25V）/（20mA-4mA）≈0.3kΩV【题3-28】图题3-28所示的74LS为下列情VVVV（3）V（4）经过68电阻接地。V（5）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≈0V；（5）V≈1V；第23页【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CMOS电路。（5）CMOS电路OD门。（6）CMOS电路三态门。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。图题4-1YAAC1（2）Y2DBDDABCDABABCBD【题4-2】使用与门、或门实现如下的逻辑函数式。（1）解：（2）（3）YABCYABCDY（CD）123【题4-3】实现如下的逻辑函数式。（1）（2）（3）Y）YYC）123第24页【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，并分析该电路的逻辑功能。图题4-4解：ABCY100000010010001111000101111011111此电路是三人表决电路，只要有两个人输入1，输出就是1。ABCDY200000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111110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的波形。Y图题4-5第25页解：YAB【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与74LS04的最大t与t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4×15ns=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，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、门与车库信号才能使ALARM=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ALARM=1，第26页开始报警。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与HCT系列的门电路，试计算电路接口之间的噪声容限。74HC04与9013晶体管之间的接口电路是否可以正确动作。5V的电池供电，可以工作多长时间。各芯片静态电源电流如下：I四2输入或门74HCT32的静态电源电流=20A，每个引脚II附加电源电流Δ74HC04的电源电流=2A；II四2输入与门74LS08的电源电流=4.8mA，=8.8mA。解：（1）图示电路的逻辑函数式为：（2）三种逻辑电路之间的噪声容限74HC04驱动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电路可以驱动第27页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；低电平噪声容限为0.8V-0.5V=0.3V。9013晶体管之间是否正常动作输入开关信号的与74HC04连接，由于HC系列电路的输入电阻很大，只需要电流，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低电平输入电流为0.4mA，因下拉电阻为1kΩ，因此输入低电平V为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1μA，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0.8－1=0.8V；HCT32的高电平驱动能力在4mA4V，因此有9013三极管的基极电流为I=（V-V）/R=B6第28页（4V-0.7V）/2.2kΩ=1.5mA。若9013的电流放大倍数为180倍，因此有临界饱与集电极电流IC=1.5mA×180=270mA，也就是IC小于270mA时，9013处于饱与区，大于270mA时9013SPK的工作电流为9013可以可靠饱与导通。5V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24驱动74LS08的高电平输入电流为20A，共80A。74HCT32的静态电流为20A；每个引脚附加电源电流在输出高电平时，驱动三极管的基极电流为1.5mA。不报警时的电流：I=20A+6×0.5mA=3.02mA报警时的电流：I=20A+6×0.5mA+1.5mA=4.52mAII74LS08的平均静态电流I=（+）/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I=6×（5V/1kΩ）R=6mA。第29页不报警动作时，3个上下拉电阻的电流I=3×（5V/1kΩ）=3mA。报警动作时的蜂鸣器工作电流I=20mA。蜂鸣器不报警动作时的电源电流I为：若是采用若用5V电压、800mA·h的电池供电，可以工作时间t=800/15.9≈61.5h。蜂鸣器动作时的电源电流I为：RmA+20mA≈37.4mA的电池只能工作约800/37.4≈20h。HC电阻阻值增加到400kΩ，则蜂鸣器不动作时的电源电流为：I=I+I+I+I=6A+8A+14A+12.5A×R3=0.066mA这里所用的HC电路的静态电流都是2A，每用一个引脚增加1A。3个上下拉电阻的电流为12.5A×3=37.5A。因此第30页800mA·h的电池供电，可以工作时间t=800/0.066≈12121h，约为505天。【题4-8】试用与74LS21组成一个0～9AA的编码～。30解：【题4-9】试用门电路设计4线-2线优先编码器，输入、输出GG为=0；SSE还要求没有按键按下时，信号为1，否则为0。O解：DCBAA1A0GSEO0000000100010010001X011001XX10101XXX1110得到：逻辑电路如下图所示。【题用3线-8线译码器74LS138与与非门实现如下多第31页输出函数。解：=ABBCAC1【题试用3线-8线译码器74LS138与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；输出为差管显示减法结果。解：被减减借差借位NBSUBC000011101110001010100111011100010001111【题4-12】试用与共阳数码管等元件设计一个0～9按键输入，数码管显示按键数字值的电路。解：【题4-13】试用门电路设计一个2选1数据选择器。解：若是输入信号为A、B，选择信号为S，输出信号为Y，则有：用门电路实现如下：【题4-14】试用8选1数据选择器74LS151实现如下函数。解：第32页【题4-15】试用8选1数据选择器74LS151实现一个代码转换电路，输入为3位二进制代码，输出为3位格雷码。解：A00001111BCXYZ0000001001100111101000110011111010111100【题4-16】试用8选1数据选择器74LS151实现4个开关控制一个灯的逻辑电路，要求改变任何一个开关的状态都能控制灯的解：设为四个开关，开关断开输出1，闭合输出Y表示灯，1表示亮。DCBAY00000000110010100110010010101001100011111000110010101001011111000110111110111110SS【题4-17】试分析图题4-17所示电路在、信号控制下，10第33页ABY其输入、与输出之间的关系。图题4-17解：由图得到：S1S0Y00AB01A+B1011AAB【题试采用门电路设计一个6线-1电路最简单。解：根据题意，有如下函数式：就是用3-66-1m6与m7因此有下图：【题4-19】试写出图题4-19所示加法器的输出。图题4-19解：CSSS=1100O210【题4-20】对于图题4-20所示波形作为输入的74LS85电路，试画出其输出端的波形。图题4-20解：【题4-21】对于图题4-21所示波形作为输入的电路，试画出第34页其输出端的波形。解：图题4-21【题4-22】试设计一个BCD代码转换成格雷码的代码转换器。解：根据题意做真值表如下：DCBA0000000100100011010001010110011110001001WXYZ0000000100110010011001110101010011001101用卡诺图化简：D+CWDXYCBCBZDBABACB因此有如下电路：【题4-23】4位二进制数为6、8、10、12、14时，检测电路输出为1。解：DCBAY000010001000101001100100101010第35页01101011101000110010101011011011001110101110111110得到：YA因此有电路如下：【题4-24】某公司3条装配线各需要100kW电力，采用两台发电动机供电，一台100kW，另外一台是条装配线不同时开工，试设计一个发电动机控制器，可以按照需求启动发电动机以达到节电的目的。解：设代表三条装配线，G100代表100kW发电机，G200代表200kW发电机。CBAG100G2000000001101010110100110101100111100010111有逻辑图如下：【题4-25】某单片机控制外部设备的电路如图题4-25所示，AA图中S、S是受控外部设备，单片机输出地址为～，试求出1270设备S与S的地址码。12第36页图题4-25解：S1地址为：A7A6A5A4A31000X001100X0001S2地址为：A7A6A5A4A3A2A1A01000X100100X0100【题4-26】试用4线-16线译码器74154、16选1数据选择器74150以与非门7404设计一个用6根线传输16线信号的第37页电路（需要查阅74154与74150数据手册，了解这两个芯片的解：直接设计如下：【题4-27】试设计一个BCD输入的4位数码管扫描显示电路，输入信号为4位BCD码与4位低电平有效的扫描信号（使用共阳4选1数据选择器74LS153【题4-28】某医院有4间病房，各个房间按患者病情严重程度不同分类，1号房间患者病情最重，4号房间病情最轻。试用74LS148呼叫大夫，则只显示病情重患者的呼叫。要求采用数码管显示房间号，并用蜂鸣器提示。解：直接设计，逻辑电路如下。第5章习题与参考答案[题5-1]画出图题5-1所示的SR锁存器输出端Q、端的波Q形，输入端与Q初始状态为0）SR图题5-1解：第38页[题5-2]画出图题5-2所示的SR锁存器输出端Q、端的波Q形，输入端S与RQ初始状态为图题5-2解：[题5-3]画出图题5-3所示的电平触发SR触发器输出端Q端的波形，输入端与CLKQ初始状态为0）图题5-3解：[题5-4]画出图题5-4所示的电平触发D触发器输出Q端的波形，输入端D与CLKQ初始状态为0）图题5-4解：[题5-5]画出图题5-5所示的边沿触发D触发器输出端Q端的波形，输入端D与CLKQ初始状态为图题5-5解：[题5-6]画出图题5-6所示的边沿D触发器输出Q端的波形，CLKQ初始状态为0）第39页图题5-6解：[题5-7]试画出图题5-7所示电路输出端Q、Q端的波形，10CLKQ初始状态为0）图题5-7解：[题5-8]画出图题5-8所示的JK触发器输出Q端的波形，输入端J、K与CLKQ初始状态为图题5-8解：[题5-9]画出图题5-9所示的正边沿触发JK触发器输出Q端的波形，输入端与CLKQ初始状态为0）图题5-9解：[题5-10]画出图题5-10所示的JK触发器输出端Q端的波形，CLKQ初始状态为0）图题5-10解：第40页[题5-11]画出图题5-11所示的脉冲JK触发器输出Q端的波形，输入端与CLKQ初始状态为图题5-11解：[题5-12]试画出图题5-12所示电路输出端Q端的波形，10CLKQ初始状态为0）图题5-12解：[题5-13]试画出图题5-13所示T触发器输出Q入端CLKQ初始状态为0）图题5-13[题5-14]试画出图题5-14所示各触发器输出Q端的波形，CLK、A与BQ初始状态为图题5-14解：对于Q1：JAAA1QA11对于Q2：DAB对于Q3：TAB[题5-15]试画出图题5-15所示各触发器输出Q端的波形，CLKQ初始状态为0）第41页图题5-15解：CLKQCLKQ[题5-16]试画出图题5-16所示触发器输出Q端的波形，CLKQ初始状态为图题5-16解：[题5-17]试画出图题5-17所示电路中触发器输出Q端12的波形，CLKQ初始状态为0）图题5-17解：JKQQn1QQQQ11212121[题5-18]试画出图题5-18所示电路中触发器输出Q端12的波形，CLKQ初始状态为0）图题5-18解：[题5-19]试画出图题5-19所示电路中触发器输出Q端12的波形，输入端CLKQ初始状态为0）图题5-19解：JK1Qn11111[题5-20]试画出图题5-20所示电路中触发器输出Q端12第42页的波形，CLKQ初始状态为0）图题5-20解：Qn1121[题5-21]试将D触发器转换成JK触发器。[题5-22]试将JK触发器转换成D触发器。两式对比有：J，KD第6章习题与参考答案[题6-1]用文字描述图题6-1型状态机。图题6-1解：状态A：如果输入为0，转移到状态A，输出0如果输入为1，转移到状态B，输出0状态B：如果输入为0，转移到状态A，输出0如果输入为1，转移到状态C，输出0状态C：如果输入为0，转移到状态A，输出0如果输入为1，转移到状态D，输出0状态D：如果输入为0，转移到状态A，输出0如果输入为1，转移到状态D，输出1第43页该状态为梅里状态机。[题6-2]试写出图题6-2所示状态图的状态表。图题6-2输现态/输次入出S=0S0/SZ=0S1（2）输入/输出现次态态态S0S1S2/M=0S2S0S=0/M=0S1S2S=1/M=0S2S3S=0/M=1S3S0/SZ=1[题6-3]试画出图题6-3所示的状态表的状态图。解：图题6-3[题6-4]试写出图题6-4所示电路的驱动方程、状态方程、输出方程与状态图，并按照所给波形画出输出端Y的波形。图题6-4解：左图：第44页驱动方程：DA右图：状态方程：输出方程：Y1AQQ1AnJA状态方程：输出方KAQ1An程：Y2AQ态表、状态图与时序图。[题6-5]分析图题6-5输出方程，画出状态表与状态图，并说明是何种状态机。图题6-5解FF0驱动方程：状态方程：JKA1Qn1（）（）AQQAQQAQ0010101FF1驱动方程：状态方程：JK11QQn11输出方程：YQQ01状态表如下：状态机如下：可以看出是摩尔状态机。[题6-6]分析图题6-6所示的电路。写出驱动方程、状态方程、输出方程，画出状态表与状态图，并说明是何种状态机。第45页图题6-6解：驱动方程：状态方程：Q状态方程：DAAn100DQQn1Q1010输出方程：YQQQQ0101该状态机是摩尔状态机。[题6-7]分析图题6-7输出方程，画出状态表与状态图，并说明是何种状态机。图题6-7解：FF0驱动方程：状态方程：QJXKXXQXQX0n100FF1驱动方程：状态方程：JXQKX0Qn1XQQXQX（QQ）101101输出方程：YXQ1该状态为梅里状态机。状态表与状态图如下：题6-8~题6-14的分析方法与上述题目的分析方法相同，这里留给读者。[题6-15]图题6-15所示的是5位右移寄存器与输入信号第46页DATA、时钟CLK的波形图，若寄存器初始状态为00000，试画出寄存器输出Q~Q的波形图。40图题6-15解：[题6-16]图题6-16所示的是8位右移寄存器74HC164符号、输入信号DATA、时钟CLK的波形图，若寄存器初始状态为00000000，试画出寄存器输出Q~Q的波形图。FA图题6-16解：[题6-17]图题6-17所示的是8位右移寄存器74HC164与共CLK存器初始状态为00000000，试画出74HC164输出Q~Q的波FA形图，并说明数码管显示的数字是多少？图题6-17解：显示数字1[题6-18]图题6-18所示的是并入串出8位右移寄存器74HC165SH/LD与时钟CLK的波形图，若74HC165并入数据为11100101，试画出74HC165输出Y的波形图。第47页图题6-18解：[题6-19]试用上升沿D触发器构成异步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图，以与计数器输入时钟CLK与D触发器输出端Q~Q的波形图。20[题6-20]同题6-16，将所设计计数器改为减法计数器。[题6-21]试用上升沿JK触发器构成异步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图，以与计数器输入时钟CLK与JK触发器输出端Q~Q的波形图。20[题6-22]同题6-21，将所设计计数器改为减法计数器。[题6-23]试用上升沿JK触发器构成同步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图。解：[题6-24]图题6-24所示为异步4位二进制加法计数器74LS293组成的计数器电路，试说明该计数电路是多少进制计数器，并说明复位信号RESET的有效电平，图题6-24解：RESET有效电平为低电平。该计数器是13进制计数器。第48页[题6-25]图题6-25所示为具有同步清除功能的同步四位二进制加法计数器74LS163组成的计数器电路，试说明该计数电路是多少进制。图题6-25解：该电路是异步清零6进制计数器。[题6-26]图题6-26所示为具有异步清除功能的同步四位二进制加法计数器74LS161组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。图题6-26解：异步清零5进制计数器。[题6-27]图题6-27所示为具有同步预置功能的同步四位二进制加法计数器74LS161组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。图题6-27解：该电路是同步置数6进制计数器。[题6-28]图题6-28所示为具有同步预置功能的同步四位二进制加法计数器74LS161组成的计数电路，试说明该计数电路是多少进制。图题6-28第49页解：该计数器是同步置数12进制。置入数为3，数14时准备好置数条件，再加一个计数脉冲，置入数3。[题6-29]试判断图题6-29同步电路还是异步电路。图题6-29解：上图：同步级连100进制计数器。下图：异步级连100进制计数器。[题6-30]试画出图题6-30所示电路的状态图，并画出时钟CLK作用下的Y端波形。图题6-30解：状态顺序为：6、7、8、E、F、0、6、7、8、E、F写成二进制为：000001100111100011101111因此Y（D）端的波形如下。下图中a[..]是计数器输出。[题6-31]试分析图题6-31所示电路的功能。图题6-31a1~a4是计数器输出）【题6-32】试用74LS161采用反馈置数法组成十一进制计数器。第50页解：当计数到10时，再来计数脉冲上升沿，置数0。【题6-33】试用74LS160采用反馈清零法组成七进制计数器。77只出现一瞬间。【题6-34】试用2片74LS161采用整体反馈清零法组成128进制计数器。解：采用同步连接方式，当计数到16*8=128时，产生反馈清零动作。【题6-35】试用2片74LS161采用整体反馈置数法组成128进制计数器。解：当计数到高位为7时，准备置数动作，当低位进位RCO为1时，高位时钟的上升沿到达后，高位置数0，而低位从F返回0。【题6-36】试用2片74LS160组成六十进制计数器。解：该计数器计数到59时，再来一个计数脉冲上升沿，则低位返回零，高位置数0。【题6-37】试用2片74LS161组成十二进制计数器，要求计数值为1～12。121，高位置第51页[题6-38]*试用D触发器构成3位格雷码计数器。解：第1步，画状态表。.QQ10QQQ00201001Q2Q20000111110001011n2Q0nn1QQQ0101QQ.Q2Q2..01000101110110100101101100nn0QQ2..第2步画出驱动表第3步写出驱动方程（D触发器的状态方程就是驱动方程）第4步画逻辑图第5步在MAXplusII软件或QUARTUSII软件的仿真结果。[题6-39]*用D触发器构成5进制计数器。该例可用题6-38所用的步骤做。[题6-40]试用4个D触发器组成自启动4进制环行计数器。解：分析题意，得到状态表如下：QQQQ说明D0D0321000010010010010000000001101可进入0001进入0101011001110000可进入1010、000100可进入1001，1000101001第52页10101011110011011110111110可进入101110-1100-10001010可进入001010可进入010010可进入0110-1100-1000可进入1000可进入入入1010-0100可进可进1110-1100-1000可知驱动函数D如下：0电路图如下；采用MAXplusII软件仿真结果如下：[题6-41]试用4个D触发器组成自启动6进制扭环行计数器。可以按照题6-40的步骤解题6-41。[题6-42]用JK触发器构成5进制计数器。该例可用题6-38所用的步骤做。[题6-43]试用74LS160组成30要求采用共阳数码管。解：直接设计，如下图所示：[题6-44]一个地下车库可以停放99辆车，在入口处与出口处分别安装有车辆传感器用于检测车辆的进入与驶出，试设计一个车到车辆时，传感器输出幅值为+5V第53页进制双时钟加减计数器74LS192或是可预置数同步4位加减十进制计数器74LS190）解：直接设计，如下图所示。[题6-45]如图图题6-45距离为10m的车辆传感器，当车辆经过第1个传感器时，该传感器输出高电平脉冲，这时计数器开始计数；当车辆经过第2个传感器时，该传感器输出高电平脉冲，计数器停止计数；若是计数时钟周期T为0.1s，则计数器计数个数N乘以时钟周期就是时间，由6-45）图题6-45解：由题意得到状态图：由状态图得到状态表与次态卡诺图如下：由次态卡诺图得到如下状态方程与输出方程：采用MAXplusII仿真电路与结果如下：最后电路如下：[题6-46]A电灯亮10s后灭（计数到10s框图可参考图题第54页图题6-46解：该题的状态图如下：[题6-47]试设计一个控制2电机的控制器。要求电机1运转10s后，电机1停止，电机2工作；电机2工作5s后，电机2停止，电机1启动，不断循环；按钮A按下后，控制器开始运行。（提示：该控制器框图如图题6-47图题6-47解：该题的参考状态机如下：[题6-48]用D或JKACLK一个周期的低电平脉冲信号。解：该题的参考状态机如下图所示：[题6-49]试设计一个电灯控制器，当按钮A按下后（低电平5s后灭；若是按钮在灯亮5s期间，再按下按钮则灯长亮不灭；若这时按下按钮可参考图题图题6-49可参考例题6-25步骤解此题。第7章习题与参考答案第55页[题7-1]ROM存储器是如何分类的？解：1．不可写入数据的只读存储器（1）二极管ROM（2）掩模存储器（MROM，Mask2．可写入数据的存储器（1）一次编程存储器（PROM，ProgrammableProgrammableROM）（3）电擦除存储器（EPROM，ElectricalErasableProgrammable（4）快闪存储器（FLASHROM）[题7-2]什么是存储器的字长？什么是存储器的字数？解：每个地址所存数据的位数为存储器的字长，每个存储器的地址数为存储器的字数。[题7-3]ROM存储器的地址线、数据线、与的作用是什么？解：地址线用于寻找数据地址；数据线用于传输数据；为芯片选择信号，低电平有效；输出使能控制信号，低电平有效。[题7-4]掩模存储器MROM有哪两种主要结构？第56页解：NAND与NOR结构。[题7-5]什么是地址译码器？解：将地址线转换成存储器地址的译码器。[题7-6]UVPROM有什么特点？EPROM有什么特点？解：UVPROM采用紫外线擦除数据，电方法写入数据；EPROM采用电方法擦除与写入数据。[题7-7]存储器的地址线与地址数之间什么关系？解：地址线数为N则地址数为。[题7-8]EPROM存储器27256后数据有效？解：t=90~200ns之间。[题7-9]EPROM存储器AT28C64B的软件保护功能有什么作用？解：软件保护功能用于防止杂乱引脚信号引起的存储器误擦除与写入动作[题7-10]试用与二极管ROM矩阵组成一个4彩灯控制电路。各个彩灯（发光二极管）亮灭如表题7-11所示。表题7-10彩灯亮灭表第57页地址AAADDDD21001230000011110010010201001013011101041000111510100006110010171111010解：D0=m3+m7D1=m0+m2+m4+m6D2=m0+m1+m3+m4+m7D1=m0+m2+m4+m6所设计电路图如下：[题7-11]用ROM74LS138作为地址译码器）第58页[题7-12]常见随机存储器是如何分类的？解：1．易失数据的随机存储器（1）静态随机存储器（SRAM，StaticRandomAccessMemory）（2）动态随机存储器（DRAM，DynamicRandomAccessMemory）RAM（1）SRAM+后备电池（BAKBAT）（2）SRAM+EPROM[题7-13]静态随机存储器与动态随机存储器之间的最大区别是什么？解：静态随机存储器的存储单元由双稳态触发器构成，只要有电源，所存数据不会丢失；动态随机存储器的存储单元由电容构成，由于电容放电，所存因此即使有电源，如果不刷新，也会丢失数据。[题7-14]非易失随机存储器与一般随机存储器的区别是什么？第59页解：非易失存储器在掉电后不丢失数据，一般存储器掉电后要丢失数据。[题7-15]某存储器具有64个地址，每个地址保存8位数据，则该存储器的容量是多少？解：存储容量为64×8=512bit[题7-16]某字长为8的存储器容量为址线有多少根？解：该存储器的地址数为512K，所以地址线根数为19根。[题7-17]试用2片2048x4位的存储器组成2048x8位存储器，请画出逻辑图。解：按照题意有如下逻辑图。[题7-18]试用4片1Kx8位的存储器组成4Kx8位存储器，请画出逻辑图（地址译码采用[题7-19]试用十六进制数写出如下存储器的最高地址。x4x8x16（4）1Mx8（2）7FFF（3）7FFFF（4）FFFFF[题7-20]某单片机具有16范围是多少？第60页解：0~65535或是0~FFFF。第10章习题与参考答案R【题10-1】在图题10-1所示的电路中，已知=10k，1RV2VVV③画出图示波形输入下的输出电压波形。输出V的波形：O【题10-2】图题10-2所示的是施密特触发器74LS14与其输VV入端电压的波形，试画出输出电压的波形与传输特性。IO图题10-2【题10-3】CMOS门组成的微分型单稳态触发器如图题10-3RC=1k=0.1间。图题10-3第61页解：暂稳态时间为：【题10-4】CMOS门组成的积分型单稳态触发器如图题10-4RC=1k=0.1间。解：暂稳态时间为：【题10-5】由门电路组成的积分型单稳态触RC发器如图题10-5所示。若电阻=10k、电容=0.1F，试计解：若是取V5V，V=3.5V，则暂稳态时间：【题10-6】用74HC14组成的积分型单稳态触发器、按钮、三极管、继电器等元器件设计一个延时灯开关，要求按钮按下后，灯亮60s后灭。请画出该开关的包括元件参数的电路图。解：电路设计如下：暂稳态时间：B【题10-7】试用74121组成一个单稳态电路，在74121的Q端连接的按钮按下后产生的上升沿触发74121，使74121的端输出宽度为100ms74121外接电阻与电容第62页的值，并画出该延时电路的电路图。解：电路图如下：若输出100ms的脉冲，若是取R=39kΩ，则可以计算出【题10-8】CMOS非门74HC04组成的多谐振荡器如图题VT10-8所示，试计算输出的方波周期。O图题10-8解：振荡周期T计算如下：【题用74HC14组成的方波产生器如图题10-9所示。试计算该电路输出方波的周期。图题10-9解：取5V时的74HC14的VT+=3V，VT-为2V，则有周期计算如下：【题10-10】试画出74HC04组成的石英晶体振荡器的电路图，石英晶体的振荡频率为7.3728MHz。解：【题10-11】用定时器555定时器555暂稳态时间为1s。试选择电阻与电容参数，并画出电路图。解：由于TWRC，取R=91kΩ，因此有第63页因此有电路图如下：V【题10-12】用定时器555O的方波周期为1ms，试选择电阻与电容的数值，并画出电路图。解：周期T计算如下：取C=0.1μF，R=5.1kΩ则有：12【题10-13】用定时器555与JK触发器74LS76组成4000Hz与2000Hz的时钟源电路。解：频率为4000Hz，周期T=0.25ms计算如下：取C=0.01μF，R=15kΩ则有：12取R=6.2kΩ1第11章习题与参考答案【题反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为V10mV，试计算其输出电压。O图题11-1解：输出电压为：【题同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为V10mV，试计算其输出电压。O图题11-2解：V1ORF）R1V1110mV110mVIN第64页【题11-3】图题11-3所示的是权电阻D/A转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V，数字0代表0V，试计算D/A转V换器输出电压。OD图题11-33210OV【题11-4】试计算图题11-4所示电路的输出电压。O图题11-400111.25V=1.875解：由图可知，D~D=010130因此输出电压为：V5V24O【题11-5】8位输出电压型R/2R电阻网络D/A转换器的参考0101V电压为5V，若数字输入为10011001，该转换器输出电压是多O少？解：V1532.988VO28V【题11-6】试计算图题11-6所示电路的输出电压。O图题11-6解：VVV（D~DV5VO2n024n