数字电路第1次作业

[9006]《数字电路》第一次作业[填空题]叫数制。

参考答案：把多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则[论述题]1、将下列二进制数转换为等值的八进制数和十六进制数。

（1）（1110.0111）2 ；（2）（1001.1101）2参考答案：（1）（16．34）8 和（E．7）16（2）（11．64）8 和（9．D）16[填空题]叫二进制算术运算。

参考答案：当两个二进制数码表示两个数量大小时，它们之间可以进行数值运算第二次作业[论述题]2、逻辑函数的公式化简法的概念及其常用方法。

参考答案：1、最小项有下列性质：（1）每一个最小项都有一组也只有一组使其值为1的对应变量取值；（2）任意两个不同的最小项之积，值恒为0；（3）变量全部最小项之和，值恒为1。

2、公式化简法，就是在与或表达式的基础上，利用公式和定理，消去表达式中多余的乘积项和每个乘积项中多余的因子，求出函数的最简与或式。

常用方法有并项法、吸收法、消去法、配项消项法[判断题]物理量的变化在时间上或在数值上是间断的，我们把这一类物理量称为模拟量。

参考答案：错误[判断题]在用数码表示不同的事物时，这些数码己没有数量大小的含义，所以将它们称为代码。

参考答案：正确[判断题]二进制数的符号在数字电路中的表示方法有原码、反码和补码。

参考答案：正确[判断题]ASCII码己经由国际标准化组织（ISO）认定为国际通用的标准代码。

参考答案：正确[判断题]卡诺图的主要缺点是随着变量个数的增加，图形也更简单。

参考答案：错误[判断题]在八进制数中，每一位用1－8八个数码表示。

参考答案：错误[判断题]基本的逻辑运算只有与、或、非三种。

参考答案：正确[判断题]逻辑变量的取值可以是0，1，2。

参考答案：错误第三次作业[论述题]1、什么是组合电路？2、组合电路的基本分析方法和设计方法是什么？参考答案：1、任何时刻电路的稳定输出，仅仅只决定于该时刻各个输入变量的取值，这样的逻辑电路叫做组合电路。

第一章数字电路基础第一部分基础知识一、选择题1．以下代码中为无权码的为。

A. 8421BCD码B. 5421BCD码C.余三码D.格雷码2．以下代码中为恒权码的为。

A.8421BCD码B. 5421BCD码C.余三码D.格雷码3．一位十六进制数可以用位二进制数来表示。

A.１B.２C.４D. 164．十进制数25用8421BCD码表示为。

A.10 101B.0010 0101C.100101D.101015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。

A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为。

A.(0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)87．矩形脉冲信号的参数有。

A.周期B.占空比C.脉宽D.扫描期8．与八进制数(47.3)8等值的数为：A. (100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)29.常用的B C D码有。

A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码10．与模拟电路相比，数字电路主要的优点有。

A.容易设计B.通用性强C.保密性好D.抗干扰能力强二、判断题（正确打√，错误的打×）1. 方波的占空比为0.5。

（）2. 8421码1001比0001大。

（）3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。

（）4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。

（）5．八进制数（18）8比十进制数（18）10小。

（）6．当传送十进制数5时，在8421奇校验码的校验位上值应为1。

（）7．在时间和幅度上都断续变化的信号是数字信号，语音信号不是数字信号。

（）8．占空比的公式为：q = t w / T，则周期T越大占空比q越小。

（）9．十进制数（9）10比十六进制数（9）16小。

一．“七段数码管字形发生器”真值表（支持共阴极，1亮0灭）二．卡诺图化简：三．在Quartus 中，建工程，采用原理图设计方法，画整体电路图，设定I/O ，编译纠错第一次编译出错，Input与Output中部分名称重复，改Input中“A”为“In-A”，B、C、D同理。

第二次编译通过。

四．在Quartus中，对所设计的电路进行整体功能仿真：五．仅采用与非门实现的解决方案：根据摩根代换定律，将a~f的表达式改为与非式，在Quartus中重新用原理图的方法画出整体电路图，设定I/O，根据新表达式在电路中适当添加非门，编译纠错。

并对电路功能进行整体仿真。

六．支持共阳极数码管的解决方案：将a~f的输出信号按位取反。

即在各信号输出之前添加非门。

七．填写真值表：八．自定义三个4变量功能函数（不能重复前面的三变量函数功能），填写真值表：九．小结：首先明白了数码管工作原理后，通过写出a~f输出变量的表达式熟练了将真值表在卡诺图上表示的方法。

（由于BD字样不易显示，选用小写b和d）之后在摸索中掌握了Quartus中原理图的使用方法。

第一次编译得知在定义名称时字母不区分大写小写，A与a 将被视为重复命名。

第二次只是有几个warnings，给忽略了。

进行仿真时，由于和原理图设计是分两次进行的，在选择“Node Finder...”插入节点时系统没有自动选中我之前保存的bdf文件，显示“No node available”。

重新打开之前的工程文件重试后成功。

在仿真时不知道是否应该将ABCD连续设置16次分别观察是否显示0~F，还是将输入信号设为随即信号，整体观察。

后来一想没啥区别，后者逐个信号竖向观察就能知道显示的数字对不对，还更方便。

观察仿真波形发现，在固定输入信号时，确实输出的信号符合要求。

选做题没想出好方法，觉得只有同时连两条线路才可实现。

其实已开始对这个软件真是无从下手。

多亏几个朋友对我的帮助，我才掌握了基本使用方法。

《数字电子电路》(本)模拟试卷1总分：100分时间：90分钟一、选择题(每小题3分，共36分)1.下列四个数屮与十进制数(163) 不相等的是__________ o(1)(A3) io (2) (10100011) 2(3) (000101100011 ) 8421BCD (4) (100100011) 82.将TTL与非门作非门使用，则多余输入端应做_____ 处理。

(1)全部接高电平(2)部分接高电平，部分接地(3)全部接地(4)部分接地，部分悬空3.由或非门构成的基本RS触发器，输入S、R的约束条件是______ c(1) SR二0 (2) SR二1 (3) S+R二0 (4) S+R二14.T触发器，在T二1时，加上时钟脉冲，则触发器_____ 。

(1)保持原态(2)置0 (3)置1 (4)翻转5.要使边沿触发型JK触发器具有Qn+】=页的功能，其输入信号必须满足( ) (1) J=K=0 (2) J=K=1 (3) J=l,K=0 ⑷ J=0,K=l6.用三个触发器构成一个五进制计数器，无效状态的个数为( )(1) 1 个(2) 2 个(3) 3 个(4) 4 个7.工作中既可以读出信息，又可写入信息的存储器称为____ o(1) ROM (2) RAM (3) PLA (4) EPROM8.一个ROM共有10根地址线，8根位线(数据输出线)，则其存储容量为_。

(1) 10X8 (2) 102X8 (3) 10X82(4) 2l0X89.rtl 555定时器构成的单稳态触发器，其输出脉冲宽度取决于_____ 。

(1)电源电压(2)触发信号幅度(3)触发信号宽度(4)外接R、C的数值10.逻辑函数F (ABC) =A+AC+BC的最简与或表达式为( )(1) F=A+C (2) F=A+B (3) F=A+B (4) F=A + C11.逻辑函数F=AC + BC的最小项表达式为( )(1) F(ABC)=》m(l，3, 6, 7) (2). F(ABC)=Xm(2, 3, 6, 7)(3) F(ABC)=》m(l，2, 6, 7) (4) F(ABC)=£m(h 4, 5, 6)12.触发器电路如图所示，当输入A=1时，次态等于( )二、（12分）下列逻辑电路能否实现所规定的逻辑功能？能实现者在括号内写“Y”，错的写 “N”。

数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计1二、试验目的：掌握组合逻辑电路的功能测试。

1、验证半加器和全加器的逻辑功能。

2、、学会二进制数的运算规律。

3、试验所用的器件和组件：三、74LS00 3片，型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片，型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片，型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图：四、/全减法器，如图所示：1、设计一位全加时做减法运时做加法运算，当M=1M决定的，当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位，、B和算。

当作为全加法器时输入信号A分别为被减数，减数Cin、B和为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。

S为差，Co和低位来的借位，1）输入/（输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：2（3）逻辑电路图如下所示：、舍入与检测电路的设计：2F1码，用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。

当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号，的个数为奇数时，电路。

当输入代码中含1F1=1;等于5是，电路的输出其他情况F1=0 F2=0。

该电路的框图如图所示：的输出F2=1，其他情况输出观察表如下：（输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式（2）的卡诺如下：函数F1 F2函数的卡诺图如下：的最简表达式为：化简后函数F2 的最简表达式为：F1）逻辑电路图如下所示；（3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？1、答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中，并不影响函数的实际逻辑功能。

数字电子技术A第1次作业四、主观题(共15道小题)7.如图3所示，为检测水箱的液位，在A、B、C、三个地方安置了三个水位检测元件，当水面低于检测元件时，检测元件输出低电平，水面高于检测元件时，检测元件输出高电平。

试用与非门设计一个水位状态显示电路，要求：当水面在A、B之间的正常状态时，仅绿灯G亮；水面在B、C 间或A以上的异常状态时，仅黄Y灯亮；水面在C以下的危险状态时，仅红灯R亮。

参考答案：8.电路如图7所示，图中74HC153为4选1数据选择器。

试问当MN为各种不同输入时，电路分别是那几种不同进制的计数器。

参考答案：MN=00 8进制计数器，MN=01 9进制计数器，MN=10 14进制计数器，MN=11 15进制计数器.9.发由全加器FA、2-4线译码器和门电路组成的逻辑电路如图3 a所示。

试在图b中填写输出逻辑函数L的卡诺图（不用化简）。

(a)(b)参考答案：输出逻辑函数L的卡诺图如图A3所示。

10.用逻辑代数证明下列不等式参考答案：11.将下列各式转换成与–或形式参考答案：12.利用与非门实现下列函数L=AB+AC参考答案：13.利用与非门实现下列函数参考答案：14.利用与非门实现下列函数参考答案：15.用卡诺图法化简下列各式参考答案：16.用卡诺图法化简下列各式参考答案：17.用卡诺图法化简下列各式参考答案：18.用卡诺图法化简下列各式参考答案：19.参考答案：20.参考答案：21.参考答案：数字电子技术A第2次作业四、主观题(共12道小题)4.参考答案：各电路输出端的波形如图A1所示。

5.参考答案：6.已知逻辑函数：画出逻辑函数F1、F2和F的卡诺图；用最少的与非门实现逻辑函数F，画出逻辑图。

参考答案：逻辑函数F1、F2和F的卡诺图如图A2所示。

化简并变换逻辑函数F得逻辑图略7.分析图3所示逻辑电路，写出输出端的逻辑函数表达式，列出真值表，说明电路能实现什么逻辑功能.参考答案：8.用数据选择器组成的多功能组合逻辑电路如图4所示。

《数字集成电路基础》作业答案第一次作业1、查询典型的TTL与CMOS系列标准电路各自的VIH、VIL、VOH和VOL，注明资料出处。

2、简述摩尔定律的内涵，如何引领国际半导体工艺的发展。

第二次作业1、说明CMOS电路的Latch Up效应；请画出示意图并简要说明其产生原因；并简述消除“Latch-up”效应的方法。

答：在单阱工艺的MOS器件中（P阱为例），由于NMOS管源与衬底组成PN结，而PMOS 管的源与衬底也构成一个PN结，两个PN结串联组成PNPN结构，即两个寄生三极管(NPN 和PNP)，一旦有因素使得寄生三极管有一个微弱导通，两者的正反馈使得电流积聚增加，产生自锁现象。

影响：产生自锁后，如果电源能提供足够大的电流，则由于电流过大，电路将被烧毁。

消除“Latch-up”效应的方法：版图设计时：为减小寄生电阻Rs和Rw，版图设计时采用双阱工艺、多增加电源和地接触孔数目，加粗电源线和地线，对接触进行合理规划布局，减小有害的电位梯度；工艺设计时：降低寄生三极管的电流放大倍数：以N阱CMOS为例，为降低两晶体管的放大倍数，有效提高抗自锁的能力，注意扩散浓度的控制。

为减小寄生PNP管的寄生电阻Rs，可在高浓度硅上外延低浓度硅作为衬底，抑制自锁效应。

工艺上采用深阱扩散增加基区宽度可以有效降低寄生NPN管的放大倍数；具体应用时：使用时尽量避免各种串扰的引入，注意输出电流不易过大。

2、什么是器件的亚阈值特性，对器件有什么影响？答：器件的亚阈值特性是指在分析MOSFET时，当Vgs<Vth时MOS器件仍然有一个弱的反型层存在，漏源电流Id并非是无限小，而是与Vgs呈现指数关系，这种效应称作亚阈值效应。

影响：亚阈值导电会导致较大的功率损耗，在大型电路中，如内存中，其信息能量损耗可能使存储信息改变，使电路不能正常工作。

3、什么叫做亚阈值导电效应？并简单画出logI D-V GS特性曲线。

答：GS在分析MOSFET时，我们一直假设：当V GS下降到低于V TH时器件会突然关断。

第一章习题参考答案题1.1 (1) (13.5)10 (15.4)8 (D.8)16 (2) (3.75)10 (3.6)8 (3.C)16(3) (29)10 (35)8 (1D)16 (4) (9.375)10 (11.3)8 (9.6)16(5) (134.625)10 (206.5)8 (86.A)16 (6) (13)10 (15)8 (D)16(7) (8.875)10 (10.7)8 (8.E)16 (8) (29.75)10 (35.6)8 (1D.C)16题1.2 (1) (101)2(2) (11001)2 (3) (1011)2 (4) (1001.0010)2 (5) (1.11)2(6) (1111.0000)2 (7) (101.0)2 (8) (0111.01)2题 1.3 (1)43.7539 (2)161.9258 (3)37.0195 (4)229.0625 (5)171.8008 (6)291(7)127.9375 (8)252.1641题1.4 (1) (01011011)原(01011011)反(01011011)补(2) (11010110)原(10101001)反(10101010)补(3) (00.1011101)原(00.1011101)反(00.1011101)补(4) (10.1101001)原(11.0010110)反(11.0010111)补题1.5 (11101000)补题1.6 (1001110.01)2 (116.2)8 (4E.4)16 (0111 1000. 0010 0101)8421BCD题1.7 (0100 0011 0101)余3码(1010101)格雷码题1.8 (1) 左边==右边(2) 左边右边(3) 左边(4)A+B=+=A⊕ABABBABA+==B⊕+BBABAABA(5) 右边)A+++BBDCC+=+++=⋅⋅D⋅=CDCB(A)(A)()(BDBBAACCADD+=BA++(A)(=)++CABDABCDADCBCCDCA(6)左边=CB AC B A C B A C B C B A C B BC A C B A C B A C B A ABC ⊕⊕=⊕+⊕=+++=+++)()()()((7) 右边=B C AB C A B BC C AB ABC BC A C AB )()(+=+=+=++ (8) 左边=ACB A B A B AC B A B A BC B A BC A ABC B A B A A A BC B A B A BC B A B A ++=++=++=+++=+++=++)()()((9) 左边=))(())(())()((C A B A C BC C A B A B A C B C A B A ++=++++=+++ (10)左边= ))(())((B AD C B D BC B AD C B D D BC ++++=++++ D B C B D C A D B A D BC +=++++=题1.9 (1)由函数真值表可知，当111,110,101,011=ABC 时，Y 等于1(2)由函数真值表可知，当110,100,001,000=ABC 时，Y 等于1题1.10 (1) E B E C D C B D C B A F ⋅+⋅⋅+⋅+⋅+=)()()( E B E C D C B D C B A F ⋅⋅+⋅⋅+⋅+⋅+=')()((2) )()(C A C B A A F +⋅++⋅=)()(C A C B A A F +⋅++⋅='此题先不化简(3) ))(()(C B A B A C B A C B A A B A F +++⋅+⋅++⋅+=)()())((C B A B A C B A C B A A AB F ++⋅+⋅⋅+++⋅+='题1.11 (1)765432m m m m m m C B A BC A ABC C AB C B A C B A F +++++=+++++=（2）1511973m m m m m ABCD CD B A BCD A D C B A CD B A F ++++=++++=题1.12 (a)C B C B A C B C B A Y +=⋅= (b)C B A ABC C B B A C A Y +=+++++=(c)D AC B A D AC B A Y +=⋅=1ACDD C A D C A B A ACD D C A D C A B A Y +++=⋅⋅⋅=2(d)BCAC AB B A C AB Y ++=⊕+=)(1ABCC B A C B A C B A C B A Y +++=⊕⊕=2题1.13 （1）C A AB F +=（2）D C B A F ++= （3）BC A F += （4）D B AD F += （5）1=F （6）D B A F += （7）C AD F += （8）1=F （9）0=F（10）D B AC F ++=题1.14 用图形法化简下列函数。