数字电路与逻辑设计 第02章 习题解答
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()1、数字电路又称为开关电路、逻辑电路。
答案:正确()2、二极管、三极管、场效应管是常用的开关元件。
答案:正确()3、最基本的逻辑关系是:与、或、非。
答案:正确()4、高电平用0表示,低电平用1表示,称为正逻辑。
答案:错误()5、TTL型门电路比CMS型门电路开关速度快。
答案:正确()6、逻辑表达式是逻辑函数常用的表示方法。
答案:正确()7、用真值表表示逻辑函数,缺乏直观性。
答案:错误()8、逻辑图是最接近实际的电路图。
答案:正确()9、由真值表得到的逻辑函数一般都要经过化简。
答案:正确()10、组合电路的特点是:任意时刻的输出与电路的原状态有关。
答案:错误()11、1+A=1答案:正确()12、AB+A=A()13、将实际问题转换成逻辑问题第一步是要先写出逻辑函数表达式。
答案:错误14、异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。
(对)每个最小项都是各变量相“与”构成的,即n个变量的最小项含有n个因子。
(对)15、因为逻辑表达式A+B+AB=A+B成立,所以AB=0成立。
(错)16、逻辑函数F=A B+A B+B C+B C已是最简与或表达式。
(错)17、利用约束项化简时,将全部约束项都画入卡诺图,可得到函数的最简形式。
(错)18、卡诺图中为1的方格均表示逻辑函数的一个最小项。
(对)19、在逻辑运算中,“与”逻辑的符号级别最高。
(错)20、标准与或式和最简与或式的概念相同。
(对)21、数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。
(对)22、格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
(对)23、所有的集成逻辑门,其输入端子均为两个或两个以上。
(错)24、根据逻辑功能可知,异或门的反是同或门。
(对)25、逻辑门电路是数字逻辑电路中的最基本单元。
(对)26、TTL和CMOS两种集成电路与非门,其闲置输入端都可以悬空处理。
(错)27、74LS系列产品是TTL集成电路的主流,应用最为广泛。
数字电路与逻辑设计(曹国清)答案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MSBLSB0 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 42. (2)127 (4)2.718解:(2)(127)D=-1=(10000000)B-1=(1111111)B=(177)O=(7F)H 72 (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)ABABAB⊕=+(A⊕B)=AB+AB解:真值表如下ABAB⊕ABABAB⊕AB+AB0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1由最右边2栏可知,与AB+AB的真值表完全相同。
2-1
2-2
均可以作为反相器使用。
与非门:
或非门:
异或门:
2-3 1
Y V
CMOS 与非门的一个输入端通过电阻接地,相当于该输入端输入低电平,输出Y1是高电平。
2Y V
CMOS 或非门的一个输入端通过电阻接高电平与直接接高电平是一样的,输出Y2是低电平。
V 3
Y V 低电平有效的三态门的使能端EN 接高电平,则Y3为高阻态。
4
Y V
与或非门的一个与门输入全为高电平,则输出Y4是低电平。
2-4
E D C B A Y ⋅⋅⋅⋅=1 E D C B A Y ++++=2
))((3F E D C B A Y ++++=
F E D C B A Y ⋅⋅+⋅⋅=4 2-5
当1=EN ,T1`和T2截止,Y=Z (高阻)。
当0=EN ,T1`导通,A A Y ==。
2-7
(1)忽略所有门电路的传输延迟时间,除去开始的一小段时间,与非门的两个输入端总有一个是低电平,输出一直为高电平。
(2)考虑每个门都有传输延迟时间。
假设1级门的传输延迟时间为tpd ,则与非门的两个输入端的输入信号变化实际上并不是同时的。
信号A 经过两级门的传输延迟,比信号B 要晚2tpd 时间到达与非门的输入端。
因此,将出现,在短暂时间里,两个输入端的输入信号都是高电平的情况,输出电压波形出现毛刺。
数字电子技术第二章(逻辑门电路)作业及答案第二章(逻辑门电路)作业及答案1.逻辑门电路如下图所示:(1)电路均为TTL电路,试写出各个输出信号的表达式。
(2)电路若改为CMOS电路,试写出各个输出信号的表达式。
答案:(1),,,(2),,,2、已知TTL反相器的电压参数为V IL(max)=0.8V,V OH(min)=3V,V TH=1.4V,V IH(min)=1.8V,V OL(max)=03V,V CC=5V,试计算其高电平噪声容限V NH和低电平噪声容限V NL。
答案:V NL= V IL(max) - V OL(max)=0.5V,V NH= V OH(min) - V IH(min) =1.2V。
3、试写出图2-1、图2-2所示逻辑电路的逻辑函数表达式。
解:(1)(2)4、试分析图2-3所示MOS电路的逻辑功能,写出Y端的逻辑函数式,并画出逻辑图。
5、试简要回答下列问题。
(1)有源(图腾柱)输出与集电极开路(OC)输出之间有什么区别?解:OC门输出端只能输出低电平和开路状态,其输出级需要上拉电阻才能输出高电平,且上拉电源可以与芯片电源不同,因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变换,OC门输出端可以并联实现线与;有源输出可以输出低电平与高电平,两个有源输出端连接在一起时,若是一个输出端输出高电平,另外一个输出端输出低电平时,可引起较大电流损坏输出级。
(2)TTL逻辑电路输入端悬空时,可视为输入高电平信号处理,而CMOS逻辑电路输入端则不允许悬空使用,试说明其原因。
解:因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗,容易受到干扰,一旦受到干扰后,会使输出电平发生转换,产生功耗,因此输入端不能悬空,应该连接确定的逻辑电平。
6.请查阅74LS00芯片手册(常规温度范围的),回答如下问题:(1)电源电压范围;(2)输出高电平电压范围;(3)输出低电平电压范围;(4)输入高电平电压范围;(5)输入低电平电压范围;(6)该芯片的电源电流;(7)典型传播延迟时间;(8)扇出系数。
习题目录2.1 (2)2.2 (2)2.3 (2)2.4 (3)2.5 (3)2.6 (4)2.7 (4)2.8 (4)2.9 (4)2.10 (4)2.11 (5)2.12 (5)2.13 (7)2.14 (8)2.1 有A 、B 、C 三个输入信号,试列出下列问题的真值表,并写出最小项表达式∑m ( )。
(1)如果A 、B 、C 均为0或其中一个信号为1时。
输出F=1,其余情况下F=0。
(2)若A 、B 、C 出现奇数个0时输出为1,其余情况输出为0。
(3)若A 、B 、C 有两个或两个以上为1时,输出为1,其余情况下,输出为0。
F 1m 4)F 2m )3m 7)2.2 试用真值表证明下列等式:(1)A ⎺B+B ⎺C+A ⎺C=ABC+⎺A ⎺B ⎺C (2)⎺A ⎺B+⎺B ⎺C+⎺A ⎺C=AB BC AC 证明:(1)真值表相同,所以等式成立。
(真值表相同,所以等式成立。
2.3 对下列函数,说明对输入变量的哪些取值组合其输出为1? (1)F (A,B,C )=AB+BC+AC(2)F (A,B,C )=(A+B+C)(⎺A+⎺B+⎺C) (3)F (A,B,C )=(⎺AB+⎺BC+A ⎺C)AC解:本题可用真值表、化成最小项表达式、卡诺图等多种方法求解。
(1)F 输出1的取值组合为:011、101、110、111。
(2)F 输出1的取值组合为:001、010、011、100、101、110。
(3)F输出1的取值组合为:101。
2.4试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(A⎺B+C)·D+E]·B(2) F(A,B,C,D,E)=AB+⎺C⎺D+BC+⎺D+⎺CE+B+E(3) F(A,B,C)=⎺A⎺B+C ⎺AB C解:(1) ⎺F=[(⎺A+B)·⎺C+⎺D]·⎺E+⎺BF'=[(A+⎺B)·C+D]·E+B(2) ⎺F=(⎺A+⎺B)(C+D)·(⎺B+⎺C)·D·(C+⎺E)·⎺B·⎺EF'=(A+B)(⎺C+⎺D)·(B+C)·⎺D·(⎺C+E)·B·E(3)⎺F=(A+B)·⎺C+ A+⎺B+CF'=(⎺A+⎺B)·C+⎺A+B+⎺C2.5用公式证明下列等式:(1)⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D=⎺A+BC(2)AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=⎺A + B +⎺C+⎺D证明:(1) ⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D ——⎺A⎺C⎺D被⎺A⎺C削去=⎺A(⎺B+⎺C)+BC=⎺A BC+BC ——削去互补因子=⎺A+BC(2) AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+BC D+BC ——增加冗余因子BC,为了削去BCD中的BC =AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C⎺D ——B⎺CD与BCD合并成BD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C ——BD与B⎺C⎺D削去互补因子=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺BCD+B⎺C ——⎺AB⎺C⎺D被B⎺C削去=⎺BC+BD+ACD+B⎺C ——⎺BC⎺D与⎺BCD合并=⎺BC+BD+CD+ACD+B⎺C ——增加CD,可削去ACD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=A⎺B⎺C (BC+BC⎺D)+⎺A+B+⎺D ——BC+BC⎺D削去互补因子=A⎺B⎺C (⎺B+⎺C+⎺D)+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C +A⎺B⎺C⎺D+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C+⎺A+B+⎺D=⎺A+ B +⎺C+⎺D2.6已知⎺ab+a⎺b=a⊕b,⎺a⎺b+ab=a b,证明:(1)a⊕b⊕c=a b c(2)a⊕b⊕c=⎺a ⎺b ⎺c证明:(1)a⊕b⊕c=(a⊕b)⊕c=a⊕b · c+(a⊕b)·⎺c=(a b)·c+ a b⎺c=a b c(2)(a⊕b)⊕c = (a⊕b) c=a b c=a b ⎺c=⎺a ⎺b ⎺c2.7试证明:(1)若⎺a⎺b+ a b=0则a x+b y=a⎺x + b⎺y证明:⎺a⎺b+ a b=0 即a b=0 ∴a =⎺bax + by =⎺bx + by = ⎺bx · by=(b+⎺x)(⎺b+⎺y)=b⎺y+⎺b⎺x+⎺x⎺y=a⎺x+b⎺y(2)若⎺a b+a⎺b=c,则⎺a c + a⎺c=b证明:a⊕b=c => a⊕b⊕c=c⊕c => a⊕b⊕c=0 => a⊕b⊕c⊕b=0⊕b => a⊕c=b2.8将下列函数展开成最小项之和:(1)F(ABC)=A+BC(2)F(ABCD)=(B+⎺C)D+(⎺A+B) C(3)F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C解:(1)F(ABC)=A+BC=A(B+⎺B)(C+⎺C)+(A+⎺A)BC=⎺ABC+A⎺B⎺C+A⎺BC+AB⎺C=∑m(3,4,5,6)(2) F(ABCD)=(B+⎺C)D+(⎺A+B) C=BD+⎺CD+⎺AC+BC=∑m(1,3,5,6,7,9,13,14,15)(3) F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C=∑m(0,2,6)2.9将题2.8中各题写成最大项表达式,并将结果与2.8题结果进行比较。
第1章习题及解答1.1 将下列二进制数转换为等值的十进制数。
(1)(11011)2 (2)(10010111)2(3)(1101101)2 (4)(11111111)2(5)(0.1001)2(6)(0.0111)2(7)(11.001)2(8)(101011.11001)2题1.1 解:(1)(11011)2 =(27)10 (2)(10010111)2 =(151)10(3)(1101101)2 =(109)10 (4)(11111111)2 =(255)10(5)(0.1001)2 =(0.5625)10(6)(0.0111)2 =(0.4375)10(7)(11.001)2=(3.125)10(8)(101011.11001)2 =(43.78125)10 1.3 将下列二进制数转换为等值的十六进制数和八进制数。
(1)(1010111)2 (2)(110111011)2(3)(10110.011010)2 (4)(101100.110011)2题1.3 解:(1)(1010111)2 =(57)16 =(127)8(2)(110011010)2 =(19A)16 =(632)8(3)(10110.111010)2 =(16.E8)16 =(26.72)8(4)(101100.01100001)2 =(2C.61)16 =(54.302)81.5 将下列十进制数表示为8421BCD码。
(1)(43)10 (2)(95.12)10(3)(67.58)10 (4)(932.1)10题1.5 解:(1)(43)10 =(01000011)8421BCD(2)(95.12)10 =(10010101.00010010)8421BCD(3)(67.58)10 =(01100111.01011000)8421BCD(4)(932.1)10 =(100100110010.0001)8421BCD1.7 将下列有符号的十进制数表示成补码形式的有符号二进制数。
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MSBLSB 0 1 211 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/=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比,q=1ms/10ms*100%=10% 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 (2)127 (4)解:(2)(127)D=27-1=()B-1=(1111111)B =(177)O=(7F )H (4)()D=B=O=H 二进制代码1.4.1 将下列十进制数转换为 8421BCD 码: (1)43 (3) 解:(43)D=(01000011)BCD1.4.3 试用十六进制写书下列字符繁荣 ASC Ⅱ码的表示:P28 (1)+ (2)@ (3)yo u (4)43解:首先查出每个字符所对应的二进制表示的 ASC Ⅱ码,然后将二进制码转换为十六进制 数表示。
(1)“+”的 ASC Ⅱ码为 0101011,则(00101011)B=(2B )H (2)@的 ASC Ⅱ码为 1000000,(01000000)B=(40)H(3)you 的 ASC Ⅱ码为本 1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75 (4)43 的 ASC Ⅱ码为 0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为 34,33 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A B A⊕BAB AB A⊕BAB+AB0 0 1 11111111111A (1BC ) ACDCDEA ACDCDEACD CDEACD E2.1.4 用代数法化简下列各式(3) ABC B C)A⋅B A⋅B(A B)(A B)1BAB ABABBABAB(9) ABC DABD BC D ABCBD BC解: ABC DABDBC DABCBD BCB ( ACD )L D ( AC)2(3)(L AB)(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) BC D BCD B C D ABD2.2.3 用卡诺图化简下列个式(1)ABCD ABCD AB AD ABC3解:ABCD ABCD AB AD ABCABCD ABCD AB CC DDAD B B CCABC D D)()()()()(ABCD ABCD ABC D ABCD ABC D ABC D ABC D(6)L( A, B, C, D ) ∑m解:(0, 2, 4, 6,9,13)∑d(1, 3, 5, 7,11,15)L AD(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 C A,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A11112>由真值表画出卡诺图B1111C1111L1111113>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⋅B C⋅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MOS逻辑门电路3.1.1 根据表题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。
数字逻辑课后答案第⼆章第⼆章组合逻辑1. 分析图中所⽰的逻辑电路,写出表达式并进⾏化简2. 分析下图所⽰逻辑电路,其中S3、S2、S1、S0为控制输⼊端,列出真值表,说明 F 与 A 、B 的关系。
F1=F2=F=F 1F 2=BF = AB + B = ABA F = AB BABC CABC = AB + AC + BC + BC = AB + BC + BC1SB BS A ++32S B A ABS +1S B BS A ++3. 分析下图所⽰逻辑电路,列出真值表,说明其逻辑功能。
解: F1==真值表如下:当B ≠C 时, F1=A 当B=C=1时, F1=A 当B=C=0时, F1=0裁判判决电路,A 为主裁判,在A 同意的前提下,只要有⼀位副裁判(B ,C )同意,成绩就有效。
F2=真值表如下:CB BC A C AB C B A +++ABCC B A ABC C B A C B A +⊕=++)(A B C F 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100000111AC BC AB C A C B B A ++=++当A 、B 、C 三个变量中有两个及两个以上同时为“1”时,F2 = 1 。
4.图所⽰为数据总线上的⼀种判零电路,写出F 的逻辑表达式,说明该电路的逻辑功能。
解:F=只有当变量A0~A15全为0时,F = 1;否则,F = 0。
因此,电路的功能是判断变量是否全部为逻辑“0”。
5. 分析下图所⽰逻辑电路,列出真值表,说明其逻辑功能解:因此,这是⼀个四选⼀的选择器。
6. 下图所⽰为两种⼗进制数代码转换器,输⼊为余三码,输出为什么代码?解:A B C F 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1000011111514131211109876543210A A A A A A A A A A A A A A A A +++301201101001X A A X A A X A A X A A F +++=这是⼀个余三码⾄8421 BCD 码转换的电路7. 下图是⼀个受 M 控制的4位⼆进制码和格雷码的相互转换电路。
有A、B、C三个输入信号,试列出下列问题的真值表,并写出最小项表达式∑m()。
(1)如果A、B、C均为0或其中一个信号为1时。
输出F=1,其余情况下F=0。
(2)若A、B、C出现奇数个0时输出为1,其余情况输出为0。
(3)若A、B、C有两个或两个以上为1时,输出为1,其余情况下,输出为0。
解:F1(A,B,C)=∑m(0,1,2,4)F2(A,B,C)=∑m(0,3,5,6)F3(A,B,C)=∑m(3,5,6,7)试用真值表证明下列等式:(1)AB+BC+AC=ABC+ABC(2)AB+BC+AC=AB BC AC证明:(1)真值表相同,所以等式成立。
(2)略对下列函数,说明对输入变量的哪些取值组合其输出为1(1)F(A,B,C)=AB+BC+AC(2)F(A,B,C)=(A+B+C)(A+B+C)(3)F(A,B,C)=(AB+BC+AC)AC解:本题可用真值表、化成最小项表达式、卡诺图等多种方法求解。
(1)F输出1的取值组合为:011、101、110、111。
(2)F输出1的取值组合为:001、010、011、100、101、110。
(3)F输出1的取值组合为:101。
试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(AB+C)·D+E]·B(2) F(A,B,C,D,E)=AB+CD+BC+D+CE+B+E(3) F(A,B,C)=AB+C AB C解:(1) F=[(A+B)·C+D]·E+BF'=[(A+B)·C+D]·E+B(2) F=(A+B)(C+D)·(B+C)·D·(C+E)·B·EF'=(A+B)(C+D)·(B+C)·D·(C+E)·B·E(3)F=(A+B)·C+ A+B+CF'=(A+B)·C+A+B+C用公式证明下列等式:(1)AC+AB+BC+ACD=A+BC(2)AB+AC+(B+C) D=AB+AC+D(3)BCD+BCD+ACD+ABCD+ABCD+BCD+BCD=BC+BC+BD(4)ABC+BC+BCD+ABD=A + B +C+D证明:略已知ab+ab=ab,ab+ab=ab,证明:(1)abc=abc(2)abc=abc证明:略试证明:(1)若ab+ a b=0则a x+b y=ax + by(2)若a b+ab=c,则a c + ac=b证明:略将下列函数展开成最小项之和:(1)F(ABC)=A+BC(2)F(ABCD)=(B+C)D+(A+B) C(3)F(ABC)=A+B+C+A+B+C解:(1)F(ABC)=∑m(3,4,5,6)(2) F(ABCD)=∑m(1,3,5,6,7,9,13,14,15)(3) F(ABC)=∑m(0,2,6)将题中各题写成最大项表达式,并将结果与题结果进行比较。