数字电路习题-第三章

第三章门电路解：两种情况下的电压波形图如图A3.4所示。

【题3.7】试分析图3.7中各电路图的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式。

（a ）图P3.7（a ）电路可划分为四个反相器电路和一个三输入端的与非门电路，如图所示。

从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式，'111'1'1'1)(,,,C B A D C C B B A A ''''111')(C B A C B A C B A D Y（b ）图P3.7（b ）电路可划分为五个反相器电路和一个或非门电路，如图所示。

从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式：'111''''()()YA B C A B C ABC（c ）图P3.7（c ）电路可划分为三个与非门电路、两个反相器电路和一个或非门电路，如图所示。

从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式：''')(,)(,)'(,)(G INHH EF G CD F AB E '''''()()'()'()()Y I H AB CD INH AB CD INH（d）图P3.7（d）电路可划分为两个反相器电路和两个传输门电路，如图所示。

从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式：'YBAAB'【题3.8】试画出图3-8（a）（b）两个电路的输出电压波形，输入电压波形如图（c）所示。

输出电压波形如右图所示：【题3.9】 在图3-21所示电路中，G 1和G 2是两个OD 输出结构的与非门74HC03，74HC03输出端MOS 管截止电流为 导通时允许的最大负载电流为这时对应的输出电压V OL （max ）=0.33V 。

负载门G 3-G 5是3输入端或非门74HC27，每个输入端的高电平输入电流最大值为 ，低电平输入电流最大值为 ，试求在 、、、、并且满足 ，的情况下， 的取值的允许范围。

第3章[题3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。

[解]BCAC AB Y BCAC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)(B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。

[题3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。

[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。

3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++=（2）COMP=0、Z=0时，Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。

COMP =0、Z=0的真值表从略。

[题3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。

当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。

[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示，逻辑图如图A3.3所示。

ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++= BCD ACD ABC ABC +++=B C D A C D A B D A B C ⋅⋅⋅=[题3.4] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4所示。

水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。

水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。

现要求当水位超过C 点时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。

试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。

[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。

第3章习题及解答3.1分析图P3.1所示电路的逻辑功能，写出输出逻辑表达式，列出真值表，说明电路完成何种逻辑功能。

F图P3.1题3.1 解：根据题意可写出输出逻辑表达式，并列写真值表为：B A AB F +=该电路完成同或功能3.2 分析图P3.3所示电路的逻辑功能，写出输出1F 和2F 的逻辑表达式，列出真值表，说明电路完成什么逻辑功能。

A B CF F 12图P3.3题3.3 解：根据题意可写出输出逻辑表达式为：=+AC⊕=F+⊕ABBCFCBA12列写真值表为：该电路构成了一个全加器。

3.5 写出图P3.5所示电路的逻辑函数表达式，其中以S3、S2、S1、S0作为控制信号，A，B作为数据输入，列表说明输出Y在S3～S0作用下与A、B的关系。

图P3.5题3.5 解：由逻辑图可写出Y的逻辑表达式为：AS+⊕=+ABY+SSBBSAB321图中的S3、S2、S1、S0作为控制信号，用以选通待传送数据A、B，两类信号作用不同，分析中应区别开来，否则得不出正确结果。

由于S3、S2、S1、S0共有16种取值组合，因此输出Y和A、B之间应有16种函数关系。

列表如下：3.7 设计一个含三台设备工作的故障显示器。

要求如下：三台设备都正常工作时，绿灯亮；仅一台设备发生故障时，黄灯亮；两台或两台以上设备同时发生故障时，红灯亮。

题3.7 解：设三台设备为A 、B 、C ，正常工作时为1，出现故障时为0； F 1为绿灯、F 2为黄灯、F 3为红灯，灯亮为1，灯灭为0。

根据题意可列写真值表为：求得F 1、F 2、F 3的逻辑表达式分别为：C A C B B A F C AB C B A BC A F ABC F ++=++==321;;根据逻辑表达式可画出电路图（图略）。

3.9 设计一个组合逻辑电路，该电路有三个输入信号ABC ，三个输出信号XYZ,输入和输出信号均代表一个三位的二进制数。

电路完成如下功能：当输入信号的数值为0，1，2，3时，输出是一个比输入大1的数值；当输入信号的数值为4，5，6，7时，输出是一个比输入小1的数值。

第三章锁存器与触发器一、选择题1.N个触发器可以构成能寄存位二进制数码的寄存器。

A.N-1B.NC.N+1D.2N2.一个触发器可记录一位二进制代码，它有个稳态。

A.0B.1C.2D.33.对于D触发器，欲使Q n+1=Q n，应使输入D= 。

A.0B.1C.QD.Q4.存储8位二进制信息要个触发器。

A.2B.3C.4D.85.对于T触发器，若原态Q n=0，欲使新态Q n+1=1，应使输入T= 。

A.0B.1C.QD.Q6.对于T触发器，若原态Q n=1，欲使新态Q n+1=1，应使输入T= 。

A.0B.1C.QD.Q7.在下列触发器中，有约束条件的是。

A.主从JK F/FB.主从D F/FC.同步RS F/FD.边沿D F/F8.对于JK触发器，若J=K，则可完成触发器的逻辑功能。

A.RSB.DC.TD.Tˊ9.欲使JK触发器按Q n+1=Q n工作，可使JK触发器的输入端。

A.J=K=0B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=0E.J=0,K=Q10.欲使JK触发器按Q n+1=Q n工作，可使JK触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=1E.J=1,K=Q11.欲使JK触发器按Q n+1=0工作，可使JK触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=1D.J=0,K=1E.J=K=112.欲使JK触发器按Q n+1=1工作，可使JK触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=1,K=0C.J=K=QD.J=K=0E.J=Q,K=0 13．欲使D触发器按Q n+1=Q n工作，应使输入D= 。

A.0B.1C.QD.Q14.下列触发器中，克服了空翻现象的有。

A.边沿D触发器B.主从RS触发器C.同步RS触发器D.主从JK触发器15.下列触发器中，没有约束条件的是。

A.基本RS触发器B.主从RS触发器C.同步RS触发器D.边沿D触发器16.为实现将JK触发器转换为D触发器，应使。

第三章3.1 解：由图可写出Y 1、Y 2的逻辑表达式：BCAC AB Y C B A C B A C B A ABC BC AC AB C B A ABC Y ++=+++=+++++=21)(真值表：3.2 解：AY A Y A Y A Y Z comp A A A Y A A A A Y A Y A Y Z comp ======++=+=====43322114324323232210001，，，时，、，，，时，、， 真值表：3.3解：3.4解：采用正逻辑，低电平＝0，高电平＝1。

设水泵工作为1，不工作为0，由题目知，水泵工作情况只 有四种：全不工作，全工作，只有一个工作真值表：图略3.5 解：设输入由高位到低位依次为：A 4、A 3、A 2、A 1， 输出由高位到地位依次为：B 4、B 3、B 2、B 13.6 1111100000310对应编码为：，对应编码为：A A3.7解：此问题为一优先编码问题，74LS148为8－3优先编码器，只用四个输入端即可，这里用的是7～4，低4位不管；也可用低4位，但高位必须接1（代表无输入信号）；用高4位时，低4位也可接1，以免无病房按时灯会亮。

3．8（图略）3.9 解： 3.11解：3.10解：3.12解：3.13解：3.14 由表知，当DIS＝INH＝0时DBCACDBACDBACB ADCBADCBAZCBADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAY+++++=+ ++++++=得：、、代入712612512412312212112123.15 PQNMPQNMQPMNQPNMZ+++=3.16 解：4选1逻辑式为：，，，，，，，，，，，的表达式，知：对比110104512)(1)(1)()(1)()(76543210012===========+++++=D D D D D D D D D D D C A B A A A DC B A ABC BC AD C B A C AB D C B A Y（3.17图）(3.18图)3.18解：方法同上题，只是函数为三变量，D 只取0或1即可，，，，，，，，，则有：，，取1010011076543210012===========D D D D D D D D C A B A A A3.19 解：设A 、B 、C 为三个开关，每个有两种状态0、1，若三个全为0则灯灭Y=0；否则，Y ＝1分析：全为0时灯灭；任何一个为1，则灯亮。

第三章集成逻辑门电路一、选择题1、三态门输出高阻状态时,( )就是正确的说法。

A、用电压表测量指针不动B、相当于悬空C、电压不高不低D、测量电阻指针不动2、以下电路中可以实现“线与”功能的有( )。

A、与非门B、三态输出门C、集电极开路门D、漏极开路门3.以下电路中常用于总线应用的有( )。

A、TSL门B、OC门C、漏极开路门D、CMOS与非门4.逻辑表达式Y=AB可以用( )实现。

A、正或门B、正非门C、正与门D、负或门5.TTL电路在正逻辑系统中,以下各种输入中( )相当于输入逻辑“1”。

A、悬空B、通过电阻2、7kΩ接电源C、通过电阻2、7kΩ接地D、通过电阻510Ω接地6.对于TTL与非门闲置输入端的处理,可以( )。

A、接电源B、通过电阻3kΩ接电源C、接地D、与有用输入端并联7.要使TTL与非门工作在转折区,可使输入端对地外接电阻RI( )。

A、＞RONB、＜ROFFC、ROFF＜RI＜ROND、＞ROFF8.三极管作为开关使用时,要提高开关速度,可( )。

A、降低饱与深度B、增加饱与深度C、采用有源泄放回路D、采用抗饱与三极管9.CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点就是( )。

A、微功耗B、高速度C、高抗干扰能力D、电源范围宽10.与CT4000系列相对应的国际通用标准型号为( )。

A、CT74S肖特基系列B、 CT74LS低功耗肖特基系列C、CT74L低功耗系列D、 CT74H高速系列11.电路如图(a),(b)所示,设开关闭合为1、断开为0;灯亮为1、灯灭为0。

F 对开关A、B、C的逻辑函数表达式( )。

F1F 2(a)(b)Ａ.C AB F =1 )(2B A C F +=Ｂ.C AB F =1 )(2B A C F +=Ｃ. C B A F =2 )(2B A C F +=12.某TTL 反相器的主要参数为IIH ＝20μA;IIL ＝1、4ｍA;IOH ＝400μA;水IOL ＝14ｍA,带同样的门数( )。

第3章集成逻辑门电路3-1 如图3-1a）～d）所示4个TTL门电路，A、B端输入的波形如图e）所示，试分别画出F1、F2、F3和F4的波形图。

A1A234a)b)c)d)F1F2F3F4BAe）图3-1 题3-1图解：从图3-1a）～d）可知，11F=，2F A B=+，3F A B=⊕，4F A B= ，输出波形图如图3-2所示。

F1F2F3F4AB图3-2题3-1输出波形图3-2 电路如图3-3a ）所示，输入A 、B 的电压波形如图3-3b ）所示，试画出各个门电路输出端的电压波形。

1A 23b)a)AB图3-3 题3-2图解：从图3-3a ）可知，1F AB =，2F A B =+，3F A B =⊕，输出波形如图3-4所示。

F 1F 2F 3AB图3-4 题3-2输出波形3-3在图3-5a ）所示的正逻辑与门和图b ）所示的正逻辑或门电路中，若改用负逻辑，试列出它们的逻辑真值表，并说明F 和A 、B 之间是什么逻辑关系。

b)a)图3-5 题3-3图解：（1）图3-5a ）负逻辑真值表如表3-1所示。

表3-1 与门负逻辑真值表F 与A 、B 之间相当于正逻辑的“或”操作。

（2）图3-5b ）负逻辑真值表如表3-2所示。

表3-2 或门负逻辑真值表F 与A 、B 之间相当于正逻辑的“与”操作。

3-4试说明能否将与非门、或非门和异或门当做反相器使用？如果可以，各输入端应如何连接？解：与非门、或非门和异或门经过处理以后均可以实现反相器功能。

1）与非门：将多余输入端接至高电平或与另一端并联； 2）或非门：将多余输入端接至低电平或与另一端并联；3） 异或门：将另一个输入端接高电平。

3-5为了实现图3-6所示的各TTL 门电路输出端所示的逻辑关系，请合理地将多余的输入端进行处理。

b)a)AB=A B=+A BC DABC D图3-6 题3-5图解：a ）多余输入端可以悬空，但建议接高电平或与另两个输入端的一端相连；b ）多余输入端接低电平或与另两个输入端的一端相连；c) 未用与门的两个输入端至少一端接低电平，另一端可以悬空、接高电平或接低电平；d ）未用或门的两个输入端悬空或都接高电平。

习题参考答案注：参考答案，并不是唯一答案或不一定是最好答案。

仅供大家参考。

第一章习题2. C B A D B A C B A F ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=3. 设：逻辑变量A 、B 、C 、D 分别表示占有40%、30%、20%、10%股份的四个股东，各变量取值为1表示该股东投赞成票；F 表示表决结果，F =1表示表决通过。

F =AB +AC +BCD4. 设：A 、B 开关接至上方为1，接至下方为0；F 灯亮为1，灯灭为0。

F =A ⊙B5. 设：10kW 、15kW 、25kW 三台用电设备分别为A 、B 、C ，设15kW 和25kW 两台发电机组分别为Y 和Z ，且均用“0”表示不工作，用“1”表示工作。

C AB Z BA B A Y ⋅=⋅=6.输入为余3码，用A 、B 、C 、D 表示，输出为8421BCD 码，用Y 0、Y 1、Y 2、Y 3表示。

D C A B A Y CB DC BD B Y DC Y DY ⋅⋅+⋅=⋅+⋅⋅+⋅=⊕==32107. 设：红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时为1，灯灭时为0；输出用F 表示，灯正常工作时为0，灯出现故障时为1。

C A B A C B A F ⋅+⋅+⋅⋅=8. D C B D A H DC B AD C B A D C B A D C B A G DC B AD C A B A F DC B A E ⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅=第二章习题1. 设：红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时其值为1，灯灭时其值为0；输出报警信号用Y 表示，灯正常工作时其值为0，灯出现故障时其值为1。

AC AB C B A Y ⋅⋅=2. 设：烟、温度和有害气体三种不同类型的探测器的输出信号用A 、B 、C 表示，作为报警信号电路的输入，有火灾探测信号时用1表示，没有时用0表示。

报警信号电路的书躇用Y 表示，有报警信号时用1表示，没有时用0表示。

,习题三【试题3-1】 用74LS138设计一个能对32地址译码的译码电路。

【解题方法指导】构成32地址译码系统需要用4片74LS138译码器。

32地址对应5位二进制地址码A 4A 3A 2A 1A 0，低三位地址A 2A 1A 0为每一片译码器提供8个低位地址，高位地址A 4A 3作为译码器的使能信号。

A 4A 3=00时，74138-1译码输出；A 4A 3=01时，74138-2译码输出；A 4A 3=10时，74138-3译码输出；A 4A 3=11时，74138-4译码输出。

A 4A 3可以用2/4线译码器译码，为74138-1～74138-4提供使能信号。

考虑到74138有多个使能端；可利用使能端本身的译码功能。

由于74138只有一个高电平有效的使能端，所以A 4中A 3要有一个反相后接低电平有效的使能端，使A 4A 3=11时，74138-4译码输出。

【解答】能实现32地址译码的译码系统之一如图3-53所示。

》图3-53 74138实现32地址译码《【试题3-2】用74138和74151组成图3-54所示16通道数据传输系统，可将任一输入通道的输入数据从任一输出通道输出。

；图3-54【解题方法指导】本题实质是将8通道数据选择器和8通道数据分配器扩展为Y 24～Y 31A 3Y 8～Y 15A 4I I 1 I Y 0Y 1~Y16通道。

八选一数选器74151只有一个使能端，所以要用一个反相器使两片74151分别使能。

八通道数据分配器74138有三个使能端，一片74138用高电平使能，另一片74138则用低电平使能，剩余一个低电平使能端作为数据输入端。

因为，低电平使能端作为数据输入端，输入输出数据同相，所以，74151用高电平输出有效的输出端Y 。

【解答】能实现16通道数据传输系统之逻辑图如图3-55所示。

\：图3-55【试题3-3】用一片74LS48实现三位十进制数动态扫描显示。

一、分析题：1、试分析如下面图（a ）和图(B)所示逻辑电路，说明分别是什么逻辑功能。

（10分）.2、（10分）、试分析下图所示逻辑电路。

2B L =11AC&L &=1&3-1、（12分）、分析下图电路的逻辑功能。

要求写出逻辑函数表达式，画出真值表，说明电路的逻辑功能。

3-2（8分）、由译码器74138和8选1数据选择器74151组成如下图所示的逻辑电路。

X 2X 1X 0及Z 2Z 1Z 0为两个三位二进制数，试分析下图电路的逻辑功能。

（74138是3-8线译码器，74151是8选1数据选择器）。

A1&B1&&L≥1≥1≥1≥1LAB（a）（b）5Y 6D 074138D 13401A Y 7G 0Y 13D A 52D Y D A 6G D 1Y Y Y D 274201Y2BD 74151G 2A1A A 02A Y1X 02X X 10Z Z Z 24、（6分）由译码器74138和门电路组成的电路如下图所示，试写出L 1、L 2的最简表达式。

5、6、（12分）、下图所示的TTL 门电路中，要求实现下列规定的逻辑功能时，其连接有无错误？说明正确或错误的理由。

如有错误请改正。

CD AB L ⋅=1 AB L =2 C AB L +=3+V &R PC D&L CCB A 1B&A =1V CCL 2&L 3CB A ≥1（a ） (b) (c)7、（12分）、在下图（a ）（b ）（c ）中，所有的门电路都为TTL 门，设输入A 、B 、C 的波形如图（d ）所示，试分析电路的逻辑关系，写出表达式，并定量画出各输出的波形图。

BA =1V CCL 1≥1A 2L BC &≥1EN&△B C1G L 3A &ABC(a)(b)(c)(d)8、（8分）、分析下图所示电路，求输入S 1、S 0各种取值下的输出Y ，填入下表中。