数字电路王秀敏第五章课后习题答案

第5章 组合逻辑电路应用习题55.1 设计一个10线-4线编码器，输出为8421BCD 码。

解：设输入9I ,8I …0I 分别表示十进制数码9，8…0，输出3Y ,2Y ,1Y ,0Y 分别表示8421BCD 码的4个二进制位。

输入低电平有效的编码器真值表如下： 得到最简逻辑函数为：893Y =I +I 89=I I 27654Y I I I I = 17632Y I I I I = 5.2 试用线-3的2101Y Y Y ===，31EX Z Y ==,0F Y =,导致1U 对76,A A 进行优先编码，且与门的输出为1U 的编码输出，所以，3210Z Z Z Z 的值在1000—1111之间,1F Z =。

5.3 试分析图P5.3所示电路的功能（74148为8线-3线优先编码器）。

解：由题知0EI =当2A ,3A ...9A 中有逻辑0时，则：则1U 对它们进行优先编码，且1U 的1F Y =，导致2U 的输出全为1，与门的输出为1U 的编码输出，所以3L 2L 1L 0L 的值在0000—0111之间，1F Y =。

如果2A ,3A ...9A 全为逻辑1，则1U 的2101Y Y Y ===，31EX L Y ==,0F Y =,导致2U 对10,A A 进行优先编码，且与门的输出为2U 的编码输出，所以，3L 2L 1L 0L 的值在1000—1111之间,1F Y =。

5.4 分析图P5.4所示电路的功能。

解： 102L Y Y =∙ 23567L Y Y Y Y =∙∙∙ 即1L ABC ABC AC =+= 2L ABC ABC ABC ABC AC AB BC =+++=++74138译码器能实现函数1L AC = 2L AC AB BC =++的功能。

5.5 用2片3线-8线译码器74138，组成4线-16线译码器。

图P5. 4图P5.33 当0EN =时，编码器对输入位号进行编码30Y = 891I I ==，相当于一个输出加上非门的8线-3线优先编码器，按765I I I …0I 的优先级数，对应的输出二进制代码依次为111,110,101…000，所以当时的输出二进制代码依次为0111,0110,0101…0000。

第1章 概述检 测 题一、填空题1. 在时间和数值上都是连续变化的信号是_______信号；在时间和数值上是离散和量化的信号是_______信号。

2. 表示逻辑函数常用的方法有４种，它们是_______，________，________，_______。

3. 正逻辑体制高电平用逻辑_____表示，低电平用逻辑_____表示。

4. 任何进位计数制，数值的表示都包含两个基本的要素：_______和_______。

5. 102816(96.75)( )( )( )===二、请完成下列题的进制转换１．210(1011001)( )=810(736.4)( )=1610(34)( )F C =２．112(30)( )=102(16.6875)( )= ３．28(1011101)( )=28(1010010.11010)( )=４．82(127.65)( )=162(9.16)( )A = ５．216(1110101100)( )=216(1111.001)( )=三、选择题１．在下列各数中，最小的数是（ ）(a) 2(101001) (b) 8(52) (c) 16(2)B (d) 10(96)2． 8421(100110000110)( )BCD 余3BCD(Ａ)100110001001 (B)100110001000 (Ｃ)110010000110 (Ｄ）101100001100四、简述题１．为什么在数字系统中通常采用二进制/2．何为进位计数制? 何为码制? 何为正、负逻辑?3．算术运算、逻辑运算和关系运算的区别?检测题答案一、填空题1. 答案：模拟，数字2. 答案：真值表，逻辑函数式，逻辑图，卡诺图。

3. 答案：１，０；０，１4. 答案：基数，位数5. 答案：1100000.11，140.6，60.0二、请完成下列题的进制转换1. 89； 478.5； 80122. 11110； 10000.10113. 135； 122.624. 1010111.110101； 10011010.000101105. 3AC ； F.2三、选择题１．答案：Ａ2． 答案：Ａ四、简述题答案：略习题[题1.1] 将下列十进制数转换为二进制数。

5.4 对于图P5.4电路，试导出其特征方程并说明对A、B的取值有无约束条件。

Q图P5.11P5.125.12 画出图P5.12电路中Q 1、Q 2 的波形。

解：特征方程为： ，Q 端波形如图P5.12所示。

=[D]·CP 1,Q 1n+1Q 2n+1= Q 1n[]·CP 2图P5.14 图P5.155.15 画出图P5.15电路中Q 端的波形。

解：Q 端波形如图P5.15所示。

5.16 试作出图P5.16电路中Q A 、Q B 的波形。

解：特征方程为： ， ，Q 端波形如图P5.16所示。

图P5.16 图P5.17Q A n+1= Q B n[]·A Q B n+1= Q A n []·BA R DB Q A Q BR D CP CP ⊕Q 2Q 1Q 25.17 试作出图P5.17电路中Q 1、Q 2 的波形。

解：特征方程为： ， ，Q 端波形如图P5.17所示。

5.18 试作出图P5.18电路中Q 1和Q 2的波形（设Q 1和Q 2的初态均为“0”），并说明Q 1和 Q 2对于CP 2各为多少分频。

解：特征方程为： ， ，Q 端波形如图P5.18所示。

Q 1和Q 2对于CP 2都是4分频，即图P5.18 图P5.195.19 已知电路如图P5.19，试作出Q 端的波形。

设Q 的初态为“0”。

解：特征方程为： ，Q 端波形如图P5.19所示。

5.20 已知输入u I 、输出u O 波形分别如图P5.20所示，试用两个D 触发器将该输入波形u I 转换成输出波形u O 。

解：输出u O 是对输入u I 的4分频，而采用1个DFF 可实现2分频，故实现电路如图P5.20所示。

图P5.205.21 试分别用公式法和列表图解法将主从SR 触发器转换成JK 触发器。

解1：Q 1n+1= Q 1n []·(CP ⊕Q 2)Q 2n+1= Q 2n []·Q 1?)?,(2221==CP Q CP Q f f f f Q 1n+1= Q 1n []·CP 1Q 2n+1= ·Q 2n []·CP 2Q 1n CP 2CP 1Q 1Q 241,412221==CP Q CP Q f f f f Q n+1= [ A ]·CP CP A Qu Iu OQ n+1=S+RQ n SR =0Q n+1=JQ n +KQn令新老触发器的次态方程相等，则有S=JQ n ，R=K但不满足约束条件SR =0。

第五章组合逻辑电路1．写出如图所示电路的输出信号逻辑表达式，并说明其功能。

（a）（b）解：（a）Y1ABC（判奇功能：1的个数为奇数时输出为1）Y2AB(AB)CABACBC（多数通过功能：输出与输入多数一致）（b）Y1(AB)A(AB)BABAB（同或功能：相同为1，否则为0）2．分析如图所示电路的逻辑功能（a）（b）（c）解：（a）Y1ABAB（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1）0011（b）Y2(((AA)A)A)（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1）0123YAM00（c）Y1 A M1（M=0时，源码输出；M=1时，反码输出）YAM233．用与非门设计实现下列功能的组合逻辑电路。

（1）实现4变量一致电路。

（2）四变量的多数表决电路解：（1）1）定变量列真值表：ABCDYABCDY0000110000000101001000100101000011010110010*******010*******011001110001110111112）列函数表达式：YABCDABC D ABCDABCD3）用与非门组电路（2）输入变量A、B、C、D，有3个或3个以上为1时输出为1，输人为其他状态时输出为0。

1）列真值表2）些表达式3）用与非门组电路4．有一水箱由大、小两台水泵ML和Ms供水，如图所示。

水箱中设置了3个水位检测元件A、B、C，如图（a）所示。

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Ms单独工作；水位低于B点而高于A点时ML单独工作；水位低于A点时ML和Ms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：（1）根据要求列真值表（b）（b）（a）（2）真值表中×对应的输入项为约束项，利用卡诺图化简（c）（d）（c）（d）（e）得：MABCsMBL（ML、M S的1状态表示工作，0状态表示停止）（3）画逻辑图（e）5．某医院有—、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。

103检 测 题(第5章)一、 单项选择题１．组合逻辑电路通常由____组和而成。

（a ）记忆元件 （b ）门电路 （c ）计数器 （d ）以上均正确 答案（b ）２．能实现算术加法运算的电路是____。

（a ）与门 （b ）或门 （c ）异或门 （d ）全加器答案（d ）注释：与门，或门，异或门等实现的是逻辑运算，半加器，全加器，加法器实现的是算术运算３．N 位二进制译码器的输出端共有____个。

（a ）2n 个 （b ）2n 个 （c ）16个 （d ）12个 答案（b ）４．3线-8线译码器74LS138，若使输出50Y =，则对应的输入端210A A A 应为____. （a ）001 （b ）100 （c ）101 （d ）110 答案（c ）5．要使3-8线译码器正常工作，使能控制端G 、2G A 、2G B 的电平信号为____。

（a ）011 （b ）100 （c ）000 （d ）0101答案（b ）二、试用３线－８线译码器74LS138和门电路实现一个判别电路，当输入的三位二进制代码能被２整除时电路输出为１，否则为０。

答案：根据题意，写出真值表，如表R5.4所示。

由表R5.4，得出，246Y ABC ABC ABC m m m =++=++由于74LS138的输出i Y 为i m ，因此令210,,A A B A C A ===，则得246246246Y m m m m m m Y Y Y =++=⋅⋅=⋅⋅根据上式画出逻辑图，如图R5.3所示。

三、试用与非门构成密码电子镇。

A ，B ，C ，D 是镇上的四个按键，Y 是开锁信号。

欲打开表R5.4Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7A 2A 1A 0S 1S 2S 3&Y A B C "1"图R5.3104密码锁，应按下AD 键，在插入钥匙，锁就被打开了，否则打不开。

答案：列出真值表，如表R5.5所示。

自我检查题5.1 时序电路和组合电路的根本区别是什么？同步时序电路与异步时序电路有何不同？解答：从功能上看，时序电路任何时刻的稳态输出不仅和该时刻的输入相关，而且还决定于该时刻电路的状态，从电路结构上讲，时序电路一定含有记忆和表示电路状态的存储器。

而组合电路任何时刻的稳态输出只决定于该时刻各个输入信号的取值，由常用门电路组成则是其电路结构的特点。

在同步时序电路中，各个触发器的时钟信号是相同的，都是输入CP 脉冲，异步时序电路则不同，其中有的触发器的时钟信号是输入cp 脉冲，有的则是其他触发器的输出，前者触发器的状态更新时同步的，后者触发器状态更新有先有后，是异步的。

5.2 画出图T5.2所示电路的状态和时序图，并简述其功能。

图T5.2解:（1）写方程式 驱动方程 nQ K J 200==n Q K J 011==n n Q Q J 012=， n Q K 22=输出方程：nQ Y 2= （2） 求状态方程nn n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 02020202000010+=+=+=+ n n n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 01011010111111+=+=+=+ n n n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 01222201222212=+=+=+（3）画状态图和时序图 状态图如下图所示：101时序图如下图所示：CP Q 0Q 1Q 25.3 试用边沿JK 触发器和门电路设计一个按自然态序进行计数的七进制同步加法计数器。

解：（1）状态图如下图：（2）求状态方程、输出方程CQ Q Q n n n /101112+++的卡诺图如下图所示：输出方程为nn Q Q C 12=状态方程：n n n n n Q Q Q Q Q 120112+=+ n n n n n n Q Q Q Q Q Q 0120111+=+ n n n n n Q Q Q Q Q 120110+=+驱动方程：n n n n n n n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 0122120121220112)(++=++=+n n n n n n Q Q Q Q Q Q 1021011+=+n n n n n Q Q Q Q Q 0012101)(++=+与JK 触发器的特性方程 比较，可以得到驱动方程 n n Q Q J 012= 、 n Q K 12=n Q J 01= 、n n Q Q K 021=n n n n Q Q Q Q J 12120=+= 10=K（4） 无效状态转换情况 111/1000 能自启动（5） 逻辑图如下图所示：5.4 画出用时钟脉冲上升沿触发的边沿D 触发器组成的4位二进制异步加法计数器和减法计数器的逻辑电路图。