数字电路第4章习题参考答案
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习题参考解答第1章基本知识1.什么是数字信号?什么是模拟信号?(注:所有蓝色标题最后均去掉!)答案:数字信号:指信号的变化在时间上和数值上都是断续的,或者说是离散的,这类信号有时又称为离散信号。
例如,在数字系统中的脉冲信号、开关状态等。
模拟信号:指在时间上和数值上均作连续变化的信号。
例如,温度、交流电压等信号。
2.数字系统中为什么要采用二进制?答案:二进制具有运算简单、物理实现容易、存储和传送方便、可靠等优点。
3.机器数中引入反码和补码的主要目的是什么?答案:将减法运算转化为加法运算,统一加、减运算,使运算更方便。
4.BCD码与二进制数的区别是什么?答案:二进制数是一种具有独立进位制的数,而BCD码是用二进制编码表示的十进制数。
5.采用余3码进行加法运算时,应如何对运算结果进行修正?为什么?答案:两个余3码表示的十进制数相加时,对运算结果修正的方法是:如果有进位,则结果加3;如果无进位,则结果减3。
为了解决四位二进制运算高位产生的进位与一位十进制运算产生的进位之间的差值。
6.奇偶检验码有哪些优点和不足?答案:奇偶检验码的优点是编码简单,相应的编码电路和检测电路也简单。
缺点是只有检错能力,没有纠错能力,其次只能发现单错,不能发现双错。
7.按二进制运算法则计算下列各式。
答案:(1)110001 (2)110.11 (3)10000111 (4)1018.将下列二进制数转换成十进制数、八进制数和十六进制数。
答案:(1)(117)10 ,(165)8 ,(75)16(2)(0.8281)10 ,(0.65)8 ,(0.D4)16(3)(23.25)10 ,(27.2)8 ,(17. 4)169.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数和十六进制数(精确到二进制小数点后4位)。
答案:(1)(1000001)2 ,(101)8 ,(41)16(2)(0.0100)2 ,(0.20)8 ,(0.40)16(3)(100001.0101)2 ,(41.24)8 ,(21.50)1610.写出下列各数的原码、反码和补码。
第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种?是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路(Virtual Circuit)服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义?进行网络互连时,有哪些共同的问题需要解决?网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时,需要解决共同的问题有:不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务(面向连接服务和无连接服务)不同的管理与控制方式3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统:转发器(repeater)。
数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统:路由器(router)。
网桥和路由器的混合物:桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统:网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议:实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP:用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。
第4章 组合逻辑电路4—1 分析下图所示电路的逻辑功能,写出输出的逻辑表达式,列出真值表,说明其逻辑功能。
C B)⊙(⊕=A Y经过真值表分析其逻辑功能为当A 、B 、C 三个输入信号中有且只有两个为1时输出为1,其他为0。
4—2 逻辑电路如下图所示: 1、写出S 、C 、P 、L 的函数表达式;2、当取S 和C 作为电路的输出时,此电路的逻辑功能是什么?X Z Y S ⊕⊕= YZ X Z Y C +⋅⊕=)(Z Y P ⊕= Z Y L ⋅=当取S 和C 作为电路的输出时,此电路的逻辑功能是1位全加器,其中X 为低位的进位,S 为当前位的和,C 为进位。
(由真值表可C 与YZ X Z Y +⋅+)(完全一致。
)ZB CBA ⋅CB)⊙(⋅A Z)(Z Y X ⊕⋅ZY X ⊕⋅)(Z Y X ⊕⋅ZY ⋅12344—3 下图是由三个全加器构成的电路,试写出其输出1F ,2F ,3F ,4F 的表达式。
Z Y X F ⊕⊕=1 Z Y X F ⋅⊕=)(2Z XY Z XY F +⋅=3 XYZ F =44—4 下图是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路,试写出1P 和2P 的表达式,列出真值表,说明其逻辑功能。
ABC C B A m m m m Y Y P +⋅⋅=+=⋅=⋅=70707016543216543212m m m m m m Y Y Y Y Y Y P +++++=⋅⋅+⋅⋅=C B C A B A ++=P1的逻辑功能为当三个输入信号完全一致时输出为1。
P2的逻辑功能为当上输入信号不完全一致时输出为1。
4—5使用74LS138 译码器及少量门电路对三台设备状态进行监控,由不同指示灯进行指示。
当设备正常工作时,指示灯绿灯亮;当有一台设备出故障时,指示灯红灯亮;当有两台设备出故障时,指示灯黄灯亮;当有三台设备出故障时,指示灯红灯和黄灯都亮。
1234解:设输入变量A 、B 、C 分别对应三台设备的状态,0表示故障,1表示正常;输出变量X 、Y 、Z 表示绿、黄、红三个灯的亮灭,0表示灭,1表示亮,根据题意可得真值表如下:设ABC 分别连入74LS138的A 2A 1A 0 由真值表得 42104210Y Y Y Y m m m m Y ⋅⋅⋅=+++=6530Y Y Y Y Z ⋅⋅⋅=4—6 下图3.6是由八选一数据选择器构成的电路,试写出当1G 0G 为各种不同的取值时的输出Y 的表达式。
第一章数字逻辑习题1.1 数字电路与数字信号1.1.2 图形代表的二进制数0101101001.1.4 一周期性数字波形如图题所示,试计算:(1)周期;(2)频率;(3)占空比例MSB LSB0 1 2 11 12 (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1.2.2 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2−4(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1.6.1 在图题1. 6.1 中,已知输入信号A,B`的波形,画出各门电路输出L 的波形。
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:真值表如下由最右边2栏可知,A⊕B与AB+AB的真值表完全相同。
第4章触发器[题4.1]画出图P4.1所示由与非门组成的基本RS触发器输出端Q、Q的电压波形,输入端S、R的电压波形如图中所示。
图P4.1[解]见图A4.1图A4.1[题4.2]画出图P4.2由或非门组成的基本R-S触发器输出端Q、Q的电压波形,输出入端S D,R D的电压波形如图中所示。
图P4.2[解]见图A4.2[题4.3]试分析图P4.3所示电路的逻辑功能,列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.3 [解]:图P4.3所示电路的真值表S R Q n Q n+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0* 1 110*由真值表得逻辑函数式 01=+=+SR Q R S Q nn[题4.4] 图P4.4所示为一个防抖动输出的开关电路。
当拨动开关S 时,由于开关触点接触瞬间发生振颤,D S 和D R 的电压波形如图中所示,试画出Q 、Q 端对应的电压波形。
图P4.4[解] 见图A4.4图A4.4[题4.5] 在图P4.5电路中,若CP 、S 、R 的电压波形如图中所示,试画出Q 和Q 端与之对应的电压波形。
假定触发器的初始状态为Q =0。
图P4.5[解]见图A4.5图A4.5[题4.6]若将同步RS触发器的Q与R、Q与S相连如图P4.6所示,试画出在CP信号作用下Q和Q端的电压波形。
己知CP信号的宽度tw= 4 t Pd 。
t Pd为门电路的平均传输延迟时间,假定t Pd≈t PHL≈t PLH,设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.6图A4.6[解]见图A4.6[题4.7]若主从结构RS触发器各输入端的电压波形如图P4.7中所给出,试画Q、Q端对应的电压波形。
设触发器的初始状态为Q=0。
图P4.7[解] 见图A4.7图A4.7R各输入端的电压波形如图P4.8所示,[题4.8]若主从结构RS触发器的CP、S、R、D1S。
试画出Q、Q端对应的电压波形。
数字电路与逻辑设计第三版侯建军答案第四章1.什么是组合逻辑电路? 组合逻辑电路的结构有什么特点?答:如果一个逻辑电路在任何时刻产生的稳定输出仅取决于该时刻各输入取值的组合,而与过去的输入取值无关,则称该电路为组合逻辑电路。
从电路结构看,组合逻辑电路具有如下两个特点:①电路由逻辑门电路组成,不包含任何记忆原件。
②电路中信号是单向传输的,不存在任何反馈回路。
2.组合逻辑电路中的竞争现象是什么原因引起的? 竞争可以分为哪几种类型?答:组合逻辑电路中的竞争现象可以广义的定义为多个信号到达某一点有时差所引起的现象。
把不产生错误输出的竞争称为非临界竞争,而导致错误输出的竞争称为临界竞争。
3.组合逻辑电路中的险象一般以什么形式出现? 有哪些常用的处理方法?答:组合电路中的险象是一种瞬态现象, 它表现为在输出端产生不应有的尖脉冲, 暂时地破坏正常逻辑关系。
处理方法有:①增加冗余项消除险象②增加惯性延时环节滤除险象③引入选通脉冲避开险象4.二进制并行加法器按其进位方式的不同可分为哪两种类型?答:按其进位方式的不同, 可分为串行进位二进制并行加法器和超前进位二进制并行加法器两种类型。
5.二进制并行加法器采用超前进位的目的是什么?答:简化电路结构,提高加法器的运算速度。
6.二进制译码器的基本功能是什么? 74138 的输出与输入构成何种关系?答:二进制译码器的基本功能是将 n个输入变量变换成2n个输出函数,且输出函数与输入变量构成的最小项具有对应关系。
74138是一种3输入8输出译码器,其输出为输入变量构成的最小项之非。
7.多路选择器的基本功能是什么?答:多路选择器(Multiplexer)又称为数据选择器或多路开关, 常用 MUX 表示。
它是一种多路输入、单路输出的组合逻辑电路, 其逻辑功能是从多路输人数据中选中一路送至数据输出端, 输出对输入的选择受选择控制变量控制。
8.判断图4.44所示逻辑电路, 请问当输人变量取何值时 3 个电路输出取值相同?答:由输出函数表达式可知,当输入变量取值相同时,3个电路输出取值相同。
教材:数字电子技术基础(“十五”国家级规划教材) 杨志忠 卫桦林 郭顺华 编著高等教育出版社2009年7月第2版; 2010年1月 北京 第2次印刷;第四章 组合逻辑电路(部分练习题答案)练习题P172【4.1】、试分析图P4.1所示电路的逻辑功能。
解题思路:根据逻辑图依次写出函数表达式、化简表达式、列写真值表、分析逻辑功能。
(b )、Y AB AB A B =+=:;(同或功能) 真值表略; 【4.2】、试分析图P4.2所示电路的逻辑功能。
解题思路:根据逻辑图依次写出函数表达式、化简表达式、列写真值表、分析逻辑功能。
(a )、Y AB AB AB AB A B =⋅=+=⊕;(异或功能) 真值表略; 【4.3】、试分析图P4.3所示电路的逻辑功能。
解题思路:根据逻辑图从输入到输出逐级依次写出函数表达式、化简表达式、列写真值表、分析逻辑功能。
(a )、()Y ABC A ABC B ABC C ABC A B C ABC ABC =⋅+⋅+⋅=⋅++=+; 真值表略; 【4.4】、试分析图P4.4所示电路的逻辑功能。
解题思路:根据逻辑图从输入到输出逐级依次写出函数表达式、化简表达式、列写真值表、分析逻辑功能。
解:12 Y A B C Y AB A B C AB A B C =⊕⊕=⋅⊕⋅=+⊕⋅;该逻辑电路实现一位全加运算。
Y1表示本位和数,Y2是进位输出。
mi A B C Y1 Y2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 02 0 1 0 1 03 0 1 1 0 14 1 0 0 1 05 1 0 1 0 16 1 1 0 0 17 1 1 1 1 1【4.6】、写出图P4.6所示电路的逻辑函数表达式,并且把它化成最简与或表达式。
解题思路:变量译码器实现逻辑函数是把逻辑变量输入译码器地址码,译码器输出i i m Y =,再用与非门(输出低电平有效)变换就可以得到所需的逻辑函数,输出函数具有下列的表达形式:(,,)0356m(0,3,5,6)A B C F Y Y Y Y ==∑。