阎石数字电子技术基础第四版课后习题答案详解
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[题3.1] 分析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。
答案:12()Y ABC A B C AB AC BC ABC ABC Y AB BC AC=+++∙++=++=++由真值表可见,这是一个全加器电路。
A 、B 、C 为加数、被加数和来自低位的进位,Y 1是和,Y 2是进位输出。
[题3.3] 用或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,输入为其它状态时输出为0。
答案:Y ABCD ABCD ABCD ABCD ABCDABC ABD ACD BCD ABC ABD ACD BCD=++++=+++=+++[题3.7] 某医院有一、二、三、四号病室4间,每室设有呼叫按钮,同时在护士值班室内对应地装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。
现要求当一号病室的按钮按下时,无论其它病室的按钮是否按下,只有一号灯亮。
当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时,无论三号、四号病室的按钮是否按下,只有二号灯亮。
当一号、二号病室的按钮没有按下而三号病室的按钮按下时,无论四号病室的按钮是否按下,只有三号灯亮。
只有在一号、二号、三号病室的按钮均未按下而四号病室的按钮按下时,四号灯才亮。
试用优先编码器74LS148和门电路设计满足以上控制要求的逻辑电路,给出控制四个指示灯状态的高、低电平信号。
答案:以1234A A A A 、、、分别表示按下一、二、三、四号病室按钮给出的低电平信号,以1234Y Y Y Y 、、、表示一、二、三、四号灯亮的信号。
电路如图A3.7。
[题3.8] 写出图P3.8中Z 1、Z 2、Z 3的逻辑函数式,并化简为最简的与-或表达式。
译码器74LS42的逻辑图见图3.3.10。
答案: 1147Z Y Y Y M N PQ M N PQ M NPQ ==++ 2258Z Y Y Y M NPQ M N PQ M N PQ ==++3369Z Y Y Y M NPQ M NPQ M N PQ ==++[题3.10] 试画出用3线-8线译码器74LS138(见图3.3.8)和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。
[题5.1] 分析图P5.1时序电路的逻辑功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程,画出电路的状态转换图,说明电路能否自启动。
画出电路的状态转换图,说明电路能否自启动。
答案:答案:11322131233;J K QJ K Q J Q Q K Q ì==ï==íï==î3Y Q =电路能自启动。
状态转换图如图A5.1。
[题5.7] 在图P5.7电路中,若两个移位寄存器中的原始数据分别为A 3 A 2 A 1 A 0=1001,B 3 B 2 B 1 B 0=0011,试问经过4个CP 信号作用以后两个寄存器中的数据如何?这个电路完成什么功能?成什么功能?答案:经过四个时钟信号作用以后,两个寄存器里的数据分别为:A 3 A 2 A 1 A 0=1100,B 3B 2B 1 B 0=0000。
这是一个四位串行加法计数器。
这是一个四位串行加法计数器。
[题5.8] 分析图P5.8的计数器电路,说明这是多少进制的计数器。
十进制计数器74160的功能表见表5.3.4。
答案:答案:电路为七进制计数器。
图P5.8电路为七进制计数器。
[题5.9] 分析图P5.9的计数器电路,画出电路的状态转换图,说明这是多少进制的计数器。
十六进制计数器74LS161的功能表见表5.3.4。
答案:答案:。
这是一个十进制计数器。
电路的状态转换图如图A5.9。
这是一个十进制计数器。
[题5.10] 试用4位同步二进制计数器74LS161接成十二进制计数器,标出输入、输出端。
可以附加必要的门电路。
74LS161的功能表见表5.3.4。
答案:答案:见图A5.10 [题5.11] 试分析图P5.11的计数器在M=1和M=0时各为几进制。
74160的功能表见表5.3.4。
答案:答案:M=1时为六进制计数器,M=0时为八进制计数器。
时为八进制计数器。
[题5.16] 图P5.16电路是由两片同步十进制计数器74160组成的计数器,试分析这是多少进制的计数器,两片之间是几进制。
、填空题:(每空3分,共15分)9•目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是 ()电路和()电路。
10. 施密特触发器有( )个稳定状态•,多谐振荡器有( )个稳定状态。
11. 数字系统按组成方式可分为 、 两种;12. 两二进制数相加时,不考虑低位的进位信号是( )加器。
13. ________________________ 不仅考虑两个 __________________ 相加,而且还考虑来自 相加的运算电路, 称为全 加器。
14. _________________________________ 时序逻辑电路的输出不仅和 ___ 有关,而且还与 ________________________________________ 有关。
15. _________________________________________ 计数器按CP 脉冲的输入方式可分为 和_________________________________________________ 。
16. 触发器根据逻辑功能的不同,可分为、、—17.根据不同需要,在集成计数器芯片的基础上,通过采用___________ 、 ____________ 、___________ 等方法可以实现任意进制的技术器。
18. ________________________ 4. 一个JK 触发器有 ____ 个稳态,它可存储 位二进制数。
19. 若将一个正弦波电压信号转换成同一频率的矩形波,应采用 __________ 电路。
1 •逻辑函数有四种表示方法,它们分别是( 表达 )和(、卡诺图)。
2 .将2004个“ 1”异或起来得到的结果是( 3.由555定时器构成的三种电路中,(4. TTL 器件输入脚悬空相当于输入(5. 基本逻辑运算有:()、(6. 采用四位比较器对两个四位数比较时,先比较(7.触发器按动作特点可分为基本型、(真值表、)、(逻辑图式)、(、逻辑)° )和( )是脉冲的整形电路。
实验一卷积运算1. 实验目的(1) MATLAB中序列的表示;(2) 序列的图形显示;(3) 序列的卷积计算。
2. 实验原理与方法(1) 信号在MATLAB中的表示方法MATLAB中用两个参数向量来表示有限长序列x(n),一个是x(n)中各点的样值向量,一个是各点的位置向量。
两个向量长度相等,假设位置向量的第m 个元素的值为k,则样值向量的第m个元素的值即为x(k)。
(2) 序列的图形显示MATLAB中可调用stem函数来显示序列,其具体形式为:stem(X,Y)stem(...,'fill')stem(...,LineSpec)(3) 序列的卷积运算卷积和是离散信号与系统分析的有效方法和工具,两个序列x(n)和h(n)的卷积和定义为:∑∞-∞=== =mmnhmxnhnxny)()()(*)()(利用MATLAB求离散序论卷积和的专用函数conv可以实现离散信号卷积和的计算。
其具体形式为:w = conv(u,v)3. 实验内容及步骤(1) 熟悉MATLAB造作环境,复习时域离散信号和系统的相关知识。
(2) 编写实验程序,产生以下序列并显示其图形:14234()()403()347()cos4()sin 8x n R n n n x n n n x n n x n n ππ=-≤≤⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩== (3) 编制程序,计算x 2(n)*x 1(n)、x 3(n)*x 1(n)、x 4(n)*x 1(n),并显示其计算结果。
(4) 手动计算上述卷积和,并与程序运行结果进行比较。
4.实验方式及要求每人一台安装有Matlab7.0的计算机,在计算机上编程仿真。
一人一组,独立完成。
5. 思考题脚本文件与函数文件编写上有什么区别?二者用法上有什么区别?6. 实验报告要求(1) 简述实验目的及实验原理。
(2) 按实验步骤附上实验过程中离散序列的时域波形,并对所得结果进行分析和解释。
(3) 总结实验中的主要结论。
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。
一、填空题:(每空3分,共15分)1.逻辑函数有四种表示方法,它们分别是( )、( )、( )和( )。
2.将2004个“1”异或起来得到的结果是( )。
4.TTL 器件输入脚悬空相当于输入( )电平。
5.基本逻辑运算有: ( )、( )和( )运算。
6.采用四位比较器对两个四位数比较时,先比较( )位。
7.触发器按动作特点可分为基本型、( )、( )和边沿型;9.目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是( )电路和( )电路。
11.数字系统按组成方式可分为 ( )、( )两种; 12.两二进制数相加时,不考虑低位的进位信号是 ( ) 加器。
13.不仅考虑两个____________相加,而且还考虑来自__________相加的运算电路,称为全加器。
14.时序逻辑电路的输出不仅和_________有关,而且还与_____________有关。
15.计数器按CP 脉冲的输入方式可分为___________和___________。
16.触发器根据逻辑功能的不同,可分为___________、___________、___________、___________、___________等。
17.根据不同需要,在集成计数器芯片的基础上,通过采用___________、___________、___________等方法可以实现任意进制的技术器。
18.4. 一个 JK 触发器有 个稳态,它可存储 位二进制数。
19.若将一个正弦波电压信号转换成同一频率的矩形波,应采用 电路。
20. 把JK 触发器改成T 触发器的方法是 。
21.N 个触发器组成的计数器最多可以组成 进制的计数器。
22.基本RS 触发器的约束条件是 。
23.对于JK 触发器,若K J =,则可完成 触发器的逻辑功能;若K J =,则可完成 触发器的逻辑功能。
五.分析题(30分)1、分析如图所示组合逻辑电路的功能。