数字电子技术基础课后答案Word文档格式.doc
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【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
(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
(1)20.7=(10100.1011)2
(2)10.2=(1010.0011)2
(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
(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)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
格雷码:
000、001、011、010、110、111、101、100
【题1-9】将下列十进制数转换成BCD码。
(1)25;
(2)34;
(3)78;
(4)152
解:
(1)25=(00100101)BCD
(2)34=(00110100)BCD
(3)78=(01111000)BCD
(4)152=(000101010010)BCD
【题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、
第2章习题与参考答案
【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B、C的波形。
图题2-1
【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。
图题2-2
【题2-3】试画出图题2-3(a)所示电路在输入图题2-3(b)波形时的输出端X、Y的波形。
图题2-3
【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。
图题2-4
【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Y=B或Y=。
可采用异或门实现,,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。
压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为:
,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A与B时,才能进行裁纸操作,试用逻辑门实现该控制。
开关A、B与裁纸操作之间的关系为,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。
水压信号A、重量信号B与报警信号之间的关系为,逻辑图如下:
【题2-9】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。
(1)AB;
(2);
(3);
(4)
(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,试写出该和项中每个逻辑变量的取值。
(1);
(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。
(2)
(1)
A
B
C
Y
1
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。
(3)
(1)左边右边
(2)左边=右边
(3)左边=
【题2-13】对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。
(1)
(2)
(3)
(4)
【题2-14】试用代数法化简如下逻辑函数式。
(1)=A
(2)=C
(3)=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。
(2)=
(3)=
【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)=ABC
【题2-17】将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。
【题2-18】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。
(2);
(4)
【题2-19】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。
【题2-20】试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。
【题2-21】将如下逻辑函数式画成真值表。
Y1
【题2-22】将如下逻辑函数式画成真值表。
D
【题2-23】写出图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式。
图题2-23
(2)
【题2-24】画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。
表题2-25
ABC
000
001
010
011
100
101
110
111
【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。
【题2-27】用或非门实现题2-26中的逻辑函数。
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辑电平与输入逻辑电平示意图。
74HC系列(5V):
74LS系列:
【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为-3~-12
V,输入高电平范围为3~12
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?
-5V、-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】CMOS非门电路采用什么类型的MOS管?
采用一个PMOS管和一个NMOS管。
【题3-4】试确定图题3-4所示的MOS管中,哪些是导通的?
哪些是截止的?
图题3-4
(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,写出Y端的逻辑函数式,并画出逻辑图。
图题3-5
【题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。
查手册74HC04,VCC=4.5V时:
VIHmin=3.15V,VILmax=1.35V
20μA负载电流时:
VOHmin=4.4V,VOLmax=0.1V
VNL=VILmax-VOLmax=1.35V-0.1V=1.25V
VNH=VOHmin-VIHmin==4.4V-3.15V=1.25V
4mA负载电流时:
VOHmin=4.18V,VOLmax=0.26V
VNL=VILmax-VOLmax=1.35V-0.26V=1.09V
VNH=VOHmin-VIHmin==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。
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VOHmin>
4V(VCC=4.5V)。
可以保持VOH>
4V,因为VOHmin=4.18V
【题3-9】请查阅74HC04手册,确定该器件在灌电流4
mA负载时,可否保持VOLmax<
0.4V(VCC=4.5V)。
可以保持VOL<
0.4V,因为VOLmax=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。
若输出高电平为VCC-0.1V时,高电平扇出系数NH=IOHmax/IIH=0.02mA/1μA=20
若扇出低电平为0.1V时,低电平扇出系数NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1μA=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。
(1)电源电压范围2~6V
(2)输出高电平范围:
当IOH≤20μA时:
(Vcc-0.1V)~Vcc
当Vcc=3V、|IOH|≤2.4mA时:
2.34V~3V
当Vcc=4.5V、|IOH|≤4mA时:
3.84V~4.5V
当Vcc=6V、|IOH|≤5.2mA时:
5.34V~6V
(3)输出低电平范围:
当IOL≤20μA时:
GND+0.1V
当Vcc=3V、|IOL|≤2.4mA时:
0V~0.33V
当Vcc=4.5V、|IOL|≤4mA时:
当Vcc=6V、|IOL|≤5.2mA时:
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
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
6V时:
2μA/每封装
Vcc=2V时,tPHL=tPLH=75ns;
Vcc=3V时,tPHL=tPLH=30ns;
Vcc=4.5V时,tPHL=tPLH=15ns;
Vcc=2V时,tPHL=tPLH=13ns;
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。
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?
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?
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CMOS开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。
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
(a)导通;
(b)截止;
(c)导通;
(d)截止
【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。
查手册74LS00,VCC=5V时:
VIHmin=2V,VILmax=0.8V
-400μA拉电流时:
VOHmin=2.7V;
8mA灌电流时,VOLmax=0.5V
低电平噪声容限:
VNL=VILmax-VOLmax=0.8V-0.5V=0.3V
高电平噪声容限:
VNH=VOHmin-VIHmin==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?
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系列门时的扇出系数。
查手册可知,IIH=20μA;
IIL=-0.4mA
因此有NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20
NL=IOLmax/IILmax=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?
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,高电平噪声容限为多少?
若使上拉高电平与74LS输出高电平VOHmin相同,则有
Rmax=(Vcc-VOHmin)/(15×
IIHmax)=(5-2.7)/(15×
20μA)=7.66kΩ
选为7.5kΩ。
对于所选7.5kΩ电阻,有上拉高电平=5-(7.5kΩ×
(15×
20μA))=2.75V,因此有噪声容限为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?
OC门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:
(4)输入高电平电压范围;
(6)该芯片的电源电流;
(1)电源电压范围4.75~5.25V
当|IOH|≤0.4mA时:
2.7V~5V
当IOL≤8mA时:
0~0.5V
(4)输入高电平电压范围:
2V~5V
0~0.8V
5.5V时:
ICCH=1.6mA/每封装
5.5V时:
ICCL=4.4mA/每封装
tPHL=10ns;
tPLH=9ns;
高电平输入电流IIH=20μA,输出IOH为400μA,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,因此低电平输出心事为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VCC为5
V)。
图题3-24
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74HC门电路的输出状态(设电源VCC为5
图题3-25
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3-26
(1)输出低电平,因此是灌电流负载,保证输出为0.5V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。
若是每个门的IOL(max)=20mA,VOL(max)=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。
图题3-27
逻辑函数式:
若假设每个LSTTL低电平输入电流为0.4mA,则有:
Rmin=(Vcc-VOLmax)/(IOLmax-10×
0.4)
=(5V-0.25V)/(20mA-4mA)≈0.3kΩ
【题3-28】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50kW)。
(1)VI1悬空。
(2)VI1接低电平(0.3V)。
(3)VI1接高电平(3.6V)。
(4)VI1经过68W电阻接地。
(5)VI1经
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