数字电路第三章习题与答案
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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1章习题与参考答案【题1-1】将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。
(1)25;(2)43;(3)56;(4)78解:(1)25=(11001)2=(31)8=(19)16(2)43=(101011)2=(53)8=(2B)16(3)56=(111000)2=(70)8=(38)16(4)(1001110)2、(116)8、(4E)16【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。
(1)10110001;(2)10101010;(3)11110001;(4)10001000 解:(1)10110001=177(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。
(1)FF;(2)3FF;(3)AB;(4)13FF解:(1)(FF)16=255(2)(3FF)16=1023(3)(AB)16=171(4)(13FF)16=5119【题1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。
(1)11;(2)9C;(3)B1;(4)AF解:(1)(11)16=(00010001)2(2)(9C)16=(10011100)2(3)(B1)16=(1011 0001)2(4)(AF)16=(10101111)2【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解:(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解:(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)。
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。
第1章习题与参考答案【题1-1】将以下十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。
〔1〕25;〔2〕43;〔3〕56;〔4〕78解:〔1〕25=〔11001〕2=〔31〕8=〔19〕16〔2〕43=〔101011〕2=〔53〕8=〔2B〕16〔3〕56=〔111000〕2=〔70〕8=〔38〕16〔4〕〔1001110〕2、〔116〕8、〔4E〕16【题1-2】将以下二进制数转换为十进制数。
〔1〕10110001;〔2〕10101010;〔3〕11110001;〔4〕10001000解:〔1〕10110001=177〔2〕10101010=170〔3〕11110001=241〔4〕10001000=136【题1-3】将以下十六进制数转换为十进制数。
〔1〕FF;〔2〕3FF;〔3〕AB;〔4〕13FF解:〔1〕〔FF〕16=255〔2〕〔3FF〕16=1023〔3〕〔AB〕16=171〔4〕〔13FF〕16=5119【题1-4】将以下十六进制数转换为二进制数。
〔1〕11;〔2〕9C;〔3〕B1;〔4〕AF解:〔1〕〔11〕16=〔00010001〕2〔2〕〔9C〕16=〔10011100〕2〔3〕〔B1〕16=〔1011 0001〕2〔4〕〔AF〕16=〔10101111〕2【题1-5】将以下二进制数转换为十进制数。
〔1〕1110.01;〔2〕1010.11;〔3〕1100.101;〔4〕1001.0101解:〔1〕〔1110.01〕2=14.25〔2〕〔1010.11〕2=10.75〔3〕〔1001.0101〕2=9.3125【题1-6】将以下十进制数转换为二进制数。
〔1〕20.7;〔2〕10.2;〔3〕5.8;〔4〕101.71解:〔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】写出以下二进制数的反码与补码〔最高位为符号位〕。
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。
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,()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.>RON
B.<ROFF
C.ROFF<RI<RON
D.>ROFF
8.三极管作为开关使用时,要提高开关速度,可( )。
A.降低饱和深度
B.增加饱和深度
C.采用有源泄放回路
D.采用抗饱和三极管
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()。
F
1
F 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( )。
A.20 B.200 C.10 D.100
13.在TTL 门电路的一个输入端与地之间开路,则相当于在该输入端输入( )。
A .高阻态
B .高电平
C .低电平
14.在 正 逻 辑 条 件 下, 如 图 所 示 逻 辑 电 路 为( ) 。
A .“ 与 ” 门 B .“ 或” 门 C .“ 非” 门 D .“ 与非” 门
A
B
F
15.CMOS 门 电 路 的 扇 出 系 数 比 TTL 门 电 路( )。
(a) 小 得 多 (b) 小 (c) 大 得 多 16.判断下图所示各电路中三极管的工作状态,( )图工作在截止区。
17.一脉冲电路的占空比q=2/3,该电路的Tw=( )
A.T/3 B.2T/3 C.3T/2
二、判断题(正确打√,错误的打×)
1.TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。
()
2.当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。
()
3.普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起,否则可能会损坏器件。
()
()4.两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。
5.CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。
()
6.三态门的三种状态分别为:高电平、低电平、不高不低的电压。
()7.TTL集电极开路门输出为1时由外接电源和电阻提供输出电流。
()
8.一般TTL门电路的输出端可以直接相连,实现线与。
()
9.CMOS OD门(漏极开路门)的输出端可以直接相连,实现线与。
()10.TTL OC门(集电极开路门)的输出端可以直接相连,实现线与。
()
三、填空题
1. 集电极开路门的英文缩写为门,工作时必须外加
和。
2.OC门称为门,多个OC门输出端并联到一起可实现功能。
3.TTL与非门电压传输特性曲线分为区、区、区、区。
4.国产TTL电路相当于国际SN54/74LS系列,其中LS表示。
四、简答题
1.简述二极管、三极管的开关条件。
2.反相器如图题3-2所示。
在UIL、UIH一定的情况下,定性回答下列问题。
(1)为提高输入低电平时的抗干扰能力,R1、R2、|-UBB|应如何选取?
(2)为提高输入高电平时的抗干扰能力,R1、R2、|-UBB|、RC 、β、UCC 应如何选取?
(3)为提高输出高电平时的带负载能力,RC 应如何选取?
(4)为提高输出低电平时的带负载能力,R1、R2、|-UBB|、RC 、β、UCC 应如何选取?
(5)为提高反相器的工作速度,R1、R2、|-UBB|、RC 、β、UCC 应如何选取?
图题3-2
3.图题3-3中的门电路均为TTL 门电路,三极管导通、饱和时UBES=0.7V,若UIH=3.6V ,UIL=0.3V ,UOHmin=3V ,UOLmax=0.3V ,IOLmax=15mA ,IOHmax=0.5mA 。
试回答下列问题。
(1)在(a )中,要使AB Y 1=、AB Y 2=,试确定R 的取值范围。
(2)在(b )中,β=20,RC=2K,要使AB Y 1=、AB Y 2=,试确定Rb 的取值范围。
(3)在(c )中,β=30,RC=1.8K,要使AB Y 1=、AB Y 2=,试确定Rb 的取值范围。
图题3-3
4.试说明能否将与非门、或非门、异或门当做反相器使用?如果可以,其他输入端应如何连接?
图题3-5中,哪个电路是正确的?并写出其表达式。
图题3-5
5.试用74系列门电路驱动发光二极管的电路,设发光二极管的导通电流为10mA,要求UI=UIH时,发光二极管D导通并发光,试问图题3-6
(a)(b)两个哪一个合理?
图题3-6
6.试比较TTL电路和CMOS电路的优、缺点。
7.74LS系列门电路能带几个同类门?4000系列门电路能带几个同类
门?
第三章集成逻辑门电路部分答案
一、选择题
1.ABD
2.CD
3.A
4.CD
5.ABC
6.ABD
7.C
8.ACD
9.ACD
10.B
11.A
12.C
13.B
14.A
15.C
16.C
17.B
二、判断题
1.√2.√3.√4.√5.√
6.× 7.√ 8.× 9.√ 10.√
三、填空题
1.OC 电源负载
2.集电极开路门线与
3.饱和区转折区线性区截止区
4.CT4000 低功耗肖特基
四、简答题
1.二极管:加正向电压导通,相当于开关闭合;反向电压截止,相当于开关断开。
三极管:UBE<0V时,三极管可靠截止,相当于开关断开;iB》IBS时,三极管饱和,相当于开关闭合。
2.
(1)R1↑,R2↓,-UBB↑
(2)R1↓,R2↑,-UBB↓,RC↑,β↑,UCC↑
(3)RC↓
(4)R1↓,R2↑,-UBB↓,RC↑,β↑,UCC↓
(5) R1↑,R2↓,-UBB↑,RC↓,β↓,UCC↑
(b) 200Ω<RB <1KΩ
(c) 200Ω<RB <1.5KΩ
3.与非门当反相器使用时,把多余输入端接高电平
或非门当反相器使用时,把多余输入端接低电平
异或门当反相器使用时,把多余输入端接高电平
AB∙
4.(a)√ Y=CD
(b)×
(c)×
(d)√ Y=AB
(e)√ C=0时,Y=A
C=1时,Y=B
5.(a)更合理
6.COMS电路抗干扰能力强,速度快,静态损耗小,工作电压范围宽,有取代TTL门电路的趋势。
7. 74LS系列门电路能带20个同类门,4000系列门电路能带5000个同类门。