《电子技术基础》第五版(数字部分)高教版课后答案

1．1数字电路与数字信号第一章数字逻辑习题1.1.2图形代表的二进制数010110100MSBLSB0121112（ms）解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10%1.2数制41.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于2（2）127（4）2.718解：（2）（127）D=27-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H1.4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码：（1）43（3）254.25解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28（1）+（2）@（3）you(4)43解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。（1）“+”的ASCⅡ码为0101011，则（00101011）B=（2B）H（2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75(4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,331.6逻辑函数及其表示方法解:(a)为与非，(b)为同或非，即异或第二章逻辑代数习题解答2.1.1用真值表证明下列恒等式(3)ABABAB（A⊕B）=AB+AB解：真值表如下ABABABABABAB+AB0011010101101000000110011001A(1BC)ACDCDEAACDCDEACDCDEACDE2.1.4用代数法化简下列各式(3)ABCBC)ABAB(AB)(AB)1BABABABBABAB(9)ABCDABDBCDABCBDBC解：ABCDABDBCDABCBDBCB(ACD)LD(AC)2(3)(LAB)(CD)2.2.2已知函数L（A，B，C，D）的卡诺图如图所示，试写出函数L的最简与或表达式解：L(A,B,C,D)BCDBCDBCDABD2.2.3用卡诺图化简下列个式（1）ABCDABCDABADABC3解：ABCDABCDABADABCABCDABCDABCCDDADBBCCABCDD)()()()()(ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD（6）L(A,B,C,D)m解：(0,2,4,6,9,13)d(1,3,5,7,11,15)LAD（7）L(A,B,C,D)m解:(0,13,14,15)d(1,2,3,9,10,11)LADACAB42.2.4已知逻辑函数LABBCCA，试用真值表,卡诺图和逻辑图（限用非门和与非门）表示解:1由逻辑函数写出真值表A000011112由真值表画出卡诺图B00110011C01010101L011111103由卡诺图,得逻辑表达式LABBCAC用摩根定理将与或化为与非表达式LABBCACABBCAC4由已知函数的与非-与非表达式画出逻辑图5第三章习题3.1MOS逻辑门电路3.1.1根据表题3.1.1所列的三种逻辑门电路的技术参数，试选择一种最合适工作在高噪声环境下的门电路。表题3.1.1逻辑门电路的技术参数表逻辑门A逻辑门B逻辑门CVOH(min)/V2.43.54.2VOL(max)/V0.40.20.2VIH(min)/V22.53.2VIL(max)/V0.80.60.8表题tpLH3.1./3ns逻辑门电路的技术参数tpHL/ns表PD/mW逻辑门A11.216逻辑门B逻辑门C51061081解:延时-功耗积为传输延长时间与功耗的乘积,即DP=tpdPD根据上式可以计算出各逻辑门的延时-功耗分别为DPA=tPLHtPHLPD=ns(11.2)*16mw=17.6*1012J=17.6PJ-16802-16802同理得出:DPB=44PJDPC=10PJ,逻辑门的DP值愈小,表明它的特性愈好,所以逻辑门C的性能最好.3.1.5为什么说74HC系列CMOS与非门在+5V电源工作时,输入端在以下四种接法下都属于逻辑0:(1)输入端接地;(2)输入端接低于1.5V的电源;(3)输入端接同类与非门的输出低电压0.1V;(4)输入端接10kΩ的电阻到地.解:对于74HC系列CMOS门电路来说,输出和输入低电平的标准电压值为:VOL=0.1V,VIL=1.5V,因此有:(1)Vi=0VIL=1.5V,属于逻辑门0(2)Vi1.5V=VIL,属于逻辑门0(3)Vi0.1VIL=1.5V,属于逻辑门03.1Vi0.01VIL3.1.7求图题3.1.7所示电路的输出逻辑表达式.解:图解3.1.7所示电路中L1=AB,L2=BC,L3=D,L4实现与功能,即L4=L1L2L3,而L=L4E,所以输出逻辑表达式为L=ABBCDE3.1.9图题3.1.9表示三态门作总线传输的示意图，图中n个三态门的输出接到数据传输总线，D1，D2，……Dn为数据输入端，CS1，CS2……CSn为片选信号输入端.试问:(1)CS信号如何进行控制,以便数据D1,D2,……Dn通过该总线进行正常传输;(2)CS信号能否有两个或两个以上同时有效?如果出现两个或两个以上有效,可能发生什么情况?(3)如果所有CS信号均无效,总线处在什么状态?-724解:(1)根据图解3.1.9可知,片选信号CS1，CS2……CSn为高电平有效,当CSi=1时第i个三态门被选中,其输入数据被送到数据传输总线上,根据数据传输的速度,分时地给CS1，CS2……CSn端以正脉冲信号,使其相应的三态门的输出数据能分时地到达总线上.(2)CS信号不能有两个或两个以上同时有效,否则两个不同的信号将在总线上发生冲突,即总线不能同时既为0又为1.(3)如果所有CS信号均无效,总线处于高阻状态.3.1.12试分析3.1.12所示的CMOS电路，说明它们的逻辑功能（A）（C）（B）（D）解：对于图题3.1.12（a）所示的CMOS电路，当EN=0时，TP2和TN2均导通，TP1和TN1构成的反相器正常工作，L=A，当EN=1时，和TN2均截止，无论A为高电平还是TP21101高阻3.1.12（a）00A01L0111EN00110011013.1.12（b）A01013.1.12（cA01013.1.12（d）高阻高阻L高阻高阻01L10高阻高阻将处于截止状态，由（1）这时相当于输入端输入高电平。3.2.3设有一个74LS04反相器驱动两个74ALS04反相器和四个74LS04反相器。（1）问驱动门是否超载？（2）若超载，试提出一改进方案；若未超载，问还可增加几个74LS04门？解：（1）根据题意，74LS04为驱动门，同时它有时负载门，负载门中还有74LS04。从主教材附录A查出74LS04和74ALS04的参数如下（不考虑符号）74LS04：IOL(max)=8mA,IOH(max)=0.4mA;IIH(max)=0.02mA.4个74LS04的输入电流为：4IIL(max)=40.4mA=1.6mA,4IIH(max)=40.02mA=0.08mA2-382IIH(max)=20.02mA=0.04mA。①拉电流负载情况下如图题解3.2.3（a）所示，74LS04总的拉电流为两部分，即4个74ALS04的高电平输入电流的最大值4IIH(max)=0.08mA电流之和为0.08mA+0.04mA=0.12mA.而74LS04能提供0.4mA的拉电流，并不超载。②灌电流负载情况如图题解3.2.3（b）所示，驱动门的总灌电流为1.6mA+0.2mA=1.8mA.而74LS04能提供8mA的灌电流，也未超载。（2）从上面分析计算可知，74LS04所驱动的两类负载无论书灌电流还是拉电流均未超3.2.4图题3.2.4所示为集电极门74LS03驱动5个CMOS逻辑门，已知OC门输管-1448截止时的漏电流=0.2mA；负载门的参数为：=4V,=1V,==1A试计算上拉电阻的值。从主教材附录A查得74LS03的参数为：VOH(min)=2.7V，VOL(max)=0.5V，IOL(max)=8mA.根据式（3.1.6）形式（3.1.7）可以计算出上拉电阻的值。灌电流情况如图题解3.2.4（a）所示，74LS03输出为低电平，IIL(total)=5IIL=50.001mA=0.005mA,有VVVRp(min)=-27DDOL(max)=(54)mA0.56KIOLIILtotal-27(max)()(80.005)VDDVoH(min)(54)VRP(max)==mA=4.9KII(0.20.005)3.6.7设计一发光二极管(LED)驱动电路,设LED的参数为VF=2.5V,ID=4.5Ma;若VCC=5V,当LED发亮时,电路的输出为低电平,选出集成门电路的型号,并画出电路图.解:设驱动电路如图题解3.6.7所示,选用74LSO4作为驱动器件,它的输出低电平电流IOL(max)=8mA,VOL(max)=0.5V,电路中的限流电阻vR=VVV-27CCFOL(max)=(52.50.5)444Ω-1667ID-16674.5mA第四章组合逻辑习题解答4．1．2组合逻辑电路及输入波形（A.B）如图题4.1.2所示，试写出输出端的逻辑表达式并画出输出波形。解：由逻辑电路写出逻辑表达式LABABAB首先将输入波形分段，然后逐段画出输出波形。当A.B信号相同时，输出为1，不同时，输出为0，得到输出波形。如图所示4．2．1试用2输入与非门设计一个3输入的组合逻辑电路。当输入的二进制码小于3时，输出为0；输入大于等于3时，输出为1。解：根据组合逻辑的设计过程，首先要确定输入输出变量，列出真值表。由卡诺图化简得到最简与或式，然后根据要求对表达式进行变换，画出逻辑图1）设入变量为A.B.C输出变量为L，根据题意列真值表ABCL-154400001111-154400110011-154401010101-1544000111112）由卡诺图化简，经过变换得到逻辑表达式LABCABC*3）用2输入与非门实现上述逻辑表达式4．2．7某足球评委会由一位教练和三位球迷组成，对裁判员的判罚进行表决。当满足以下条件时表示同意；有三人或三人以上同意，或者有两人同意，但其中一人是叫教练。试用2输入与非门设计该表决电路。解：1）设一位教练和三位球迷分别用A和B.C.D表示，并且这些输入变量为1时表示同意，为0时表示不同意，输出L表示表决结果。L为1时表示同意判罚，为0时表示不同意。由此列出真值表输入输出A00000000000111B0011001C0101010D0000000L-1612011111111-1612100001111-1612100110011-1612101010101-16121011111112）由真值表画卡诺图由卡诺图化简得L=AB+AC+AD+BCD由于规定只能用2输入与非门，将上式变换为两变量的与非——与非运算