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第三章习题答案参考3-1.解:(a)由于74148是优先编码器当6I =0时，由表3-5可知道，当6I =0且7I=1时，编码器会对优先级别高的编码，所以输出就是6I 对应的输出。
此时，,21000,1,0,1;EXS YY Y Y Y =====（b ）和,210()00,1,1,1;EX S a Y Y Y Y Y =====一样，可判断3-2.. 如图所示是用74148和门电路组成的8421BCD 编码器，输入仍为低电平有效，输出为8421DCD 码。
工作原理为：当I 9、I 8无输入（即I 9、I 8均为高平）时，与非门G 4的输出Y 3=0，同时使74148的EI =0，允许74148工作，74148对输入I 0～I 7进行编码。
如I 5=0，则A 2A 1A 0=010，经门G 1、G 2、G 3处理后，Y 2Y 1Y 0=101，所以总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=0101。
这正好是5的842lBCD 码。
当I 9或I 8有输入（低电平）时，与非门G 4的输出Y 3=1，同时使74148的EI =1，禁止74148工作，使A 2A 1A 0=111。
如果此时I 9=0，总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=1001。
如果I 8=0，总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=1000。
正好是9和8的842lBCD 码。
I I 457I 162I I I 03I I I 98I74148组成8421BCD 编码器3-3由于74147时优先编码器，优先级别为从9到1依次降低，而且是低电平有效，对照引脚图与真值表所以有（1）引脚为1.3.5时，看引脚5，即是8I,输出为：0111（2）引脚为2.4.10时，看引脚10，即是9I,输出为：0110（3）引脚为3.5.11时，看引脚5，即是8I,输出为：0111（4）引脚为4.10.12时，看引脚10，即是9I,输出为：0110(5) 引脚为5.10.13时，看引脚10，即是9I,输出为：0110(6) 引脚为10.11.13时，看引脚10，即是9I,输出为：01103-4(1)解：F1(A,B,C)=AB+C=1m+m3+m5+m6+m7=71m mmmm365实现的电路图如下：（2）解：F2（A,B,C）=m1+m2+m4+m5+m6=m6m1m5m2m4实现的电路图如下：(3)解：F 3（A,B,C ）=∑）（5,3,1m =531m m m 实现的电路图如下：（4）解：F 4（A,B,C ）=∑），（6,2,10m =6210m m m m 实现的电路图如下：（5）解：F 5（A,B,C ）=∑），（6,5,30m =6530m m m m 实现的电路图如下：（6）解：F 6（A,B,C ）=∑），（7,5,21m =7521m m m m 实现的电路图如下：（7）解：F7（A,B,C）=∑）m=72（7,6,3，mm2m3m6实现的电路图如下：（8）解：F8（A,B,C）=∑）m=7（7,4,1mm41m实现的电路图如下：3-5(1)解：F1(A,B,C,D)= ∑）9107811132m14,35,612，，，（14，，，，，，，=14mmmmmmmmmmmmm61091112131m823475实现的电路图如下：(2)解：F2(A,B,C,D)= ）11102145m，（15，，，，=15mmmmm10142m115实现的电路图如下：=12mmmmmmm7896452m实现的电路图如下：(4)解：F4(A,B,C,D)= ∑）1011,61m4（14，，，，，，12=14mmmmmmm611120m1041实现的电路图如下：=15mmmmmmm911813472m实现的电路图如下：(6)解：F6(A,B,C,D)= ∑）4,27m9，，，，（11 =11mmmmm290m74实现的电路图如下：3-6 解：利用真值表，可以将Y 换成Y ,易得如下的表达式：A A A A Y123=A A A A Y 01231=A A A Y122=A A A Y 0123=A A A Y 0124= A A A Y125=A A A Y126=A A A Y 0127=A A Y38=A A Y 039=3-7解：根据题3-6的结果，F 1(A,B,C,D)= YY Y 52=A A A A A A A A A A 0120120123=A 3同理可得:F 2(A,B,C,D)= Y Y Y 641=A 3 F3(A,B,C,D)= Y Y Y 973=A A 03波形图如下:3-8解：波形如图所示：3-9解:图中的C in接地,为0,得全加器的函数式: S=B ABA+C o u t=AB+(A+B) C in得：1ACD BCDF=+2()() AB AB CD DF=++ 3-10设计如图所示：3-12解：(1)在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=C 将F 1 (A,B)加多一个C ，换成F 1 (A,B,C)得F 1(A,B)= F1(A,B,C)=∑），，（543,2m 得D2=D3=D4=D5= 1 D0=D1= D6=D7=0（2）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF2(A,B,C)=∑），，（421,0m 得D0=D1=D2=D4=1 D3=D5=D6=D7=0（3）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF3(A,B,C)=∑），，（7,6,5,421m 得D1=D2=D4= D5=D6=D7=1 D0=D3= 0（4）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF4(A,B,C)=∑），，（6,5,4,321,0m 得D0=D1=D2=D3=D4=D5=D6=1 D7=0（5）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=C F4(A,B,C,D)=∑），，（13,12,1198,3m得D4= D6=1 D1= D5=D D0= D2= D3=D7=0（6）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF6(A,B,C)=∑），（6,5,30m 得D0= D3= D5=D6=1 D1=D2= D4=D7=0（7）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF7(A,B,C)=∑），（7,6,31m 得D1= D3= D6= D7=1 D0 =D2= D4= D5= 0（8）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF8(A,B,C,D)=∑），，（13,1110,54,3m得D2= D5=1 D1= D6 =DD0= D3= D4=D7=03-13解：设计如图所示：14解：输出的逻辑图如下：得逻辑表达式：Y=DBAA++CDBBA15解：如图所示：。
第三章 门 电 路【题3.1】 在图,若改用负逻辑,试列出它们的逻辑真值表,并说明Y 和A,B 之间是什么逻辑关系。
图图【题 3.5】已知CMOS 门电路的电源电压5DD V V =，静态电源电流2DD I A μ=，输入信号为200Z KH 的方波（上升时间和下降时间可忽略不计），负载电容200L C pF =，功耗电容20pd C pF =，试计算它的静态功耗、动态功耗、总功耗和电源平均电流。
【解】静态功耗 621050.01S DD DD P I V mW mW -==⨯⨯= 动态功耗()()2125220020102105 1.10D L pd DD P C C fV mW mW -=+=+⨯⨯⨯⨯=总功耗 0.01 1.10 1.11TOT S D P P P mW =+=+=电源平均电流 1.110.225TOTDD DD P I mA mA V === 【题3.5】已知CMOS 门电路工作在5V 电源电压下的静态电源电流5A μ，在负载电容100L C pF 为，输入信号频率为500Z KH 的方波时的总功耗为1.56mW 试计算该门电路的功耗电容的数值。
【解】首先计算动态功耗根据()2D L pd DD P C C fV =+得【题3.7】 试分析图P3.7 中各电路的逻辑功能，写出输出逻辑函数式。
【解】（a ）Y A B C =++（b ）Y A B C =••（c ）Y AB CD INH =+•【题3.11】 在图P3.11的三极管开关电路中,若输入信号I v 的高、低电平分别为50IH IL V V V V ==、,试计算在图中标注的参数下能否保证I IH v V =时三极管饱和导通、I IL v V =时三极管可靠地截止？三极管的饱和导通压降()0.1CE sat V V =,饱和导通内阻()20CE sat R =Ω。
如果参数配合不当，则在电源电压和C R 不变的情况下，应如何修改电路参数？【解】利用戴维宁定理接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压Ev 和等效电阻E R 串联的回路，如图A3.11(a)所示。
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。
第三章门电路第三章门电路3.1 概述TTL电路问世几十年来，经过电路结构的不断改进和集成工艺的逐步完善，至今仍广泛应用，几乎占据着数字集成电路领域的半壁江山。
把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一定的功能要求，制做在同一块半导体基片上，这样的产品叫集成电路。
若它完成的功能是逻辑功能或数字功能，则称为逻辑集成电路或数字集成电路。
最简单的数字集成电路是集成逻辑门。
集成逻辑门，按照其组成的有源器件的不同可分为两大类：一类是双极性晶体管逻辑门；另一类是单极性绝缘栅场效应管逻辑门，简称MOS门。
双极性晶体管逻辑门主要有TTL门(晶体管-晶体管逻辑门)、ECL门(射极耦合逻辑门)和I2L门(集成注入逻辑门)等。
单极性MOS门主要有PMOS门(P沟道增强型MOS 管构成的逻辑门)、NMOS门(N沟道增强型MOS管构成的逻辑门)和CMOS门(利用PMOS管和NMOS管构成的互补电路构成的门电路，故又叫做互补MOS门门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门……门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0获得高、低电平的基本原理如图1所示。
图1高/低电平都允许有一定的变化范围如图2所示。
正逻辑：高电平表示1，低电平表示0负逻辑：高电平表示0，低电平表示1图 2 3.2 半导体二极管门电路二极管的结构如图3所示：PN结+ 引线+ 封装构成图33.2.1二极管的开关特性如图4，高电平：V IH=V CC，低电平：V IL=0图43.2.2二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成,图5是有两个输入端的与门电路。
图中A，B为两个输入变量，Y为输出变量。
图5 二极管与门电路及图形符号设VCC=5V，A，B输入端的高、低电平分别为VIH=3V，VIL=0V，二极管D1，D2的正向导通压降VDF=0.7V。
由图可见，A，B当中只要有一个是低电平0V，则必有一个二极管导通，使Y=0.7V。
只有A，B同时为高电平3V时，Y才为3.7V。
数字电子技术基础第三章习题答案3-1 如图3-63a~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。
略3-2 电路如图3-64a所示，输入A、B的电压波形如图3-64b所示，试画出各个门电路输出端的电压波形。
略3-3 在图3-7所示的正逻辑与门和图3-8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。
答：（1）图3-7负逻辑真值表F与A、B之间相当于正逻辑的“或”操作。
（2）图3-8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、异或门当做反相器使用？如果可以，各输入端应如何连接？答：三种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3-65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。
答：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。
3-6 如要实现图3-66所示各TTL 门电路输出端所示的逻辑关系，请分析电路输入端的连接是否正确？若不正确，请予以改正。
答：a ）不正确。
输入电阻过小，相当于接低电平，因此将Ω50提高到至少2K Ω。
b) 不正确。
第三脚V CC 应该接低电平。
c ）不正确。
万用表一般内阻大于2K Ω，从而使输出结果0。
因此多余输入端应接低电平，万用表只能测量A 或B 的输入电压。
3-7 （修改原题，图中横向电阻改为6k Ω，纵向电阻改为3.5 k Ω,β=30改为β=80） 为了提高TTL 与非门的带负载能力，可在其输出端接一个NPN 晶体管，组成如图3-67所示的开关电路。
习题答案第一章数制和码制1．数字信号和模拟信号各有什么特点?答：模拟信号——量值的大小随时间变化是连续的。
数字信号——量值的大小随时间变化是离散的、突变的（存在一个最小数量单位△）。
2．在数字系统中为什么要采用二进制?它有何优点?答：简单、状态数少，可以用二极管、三极管的开关状态来对应二进制的两个数。
3.二进制：0、1；四进制：0、1、2、3；八进制：0、1、2、3、4、5、6、7；十六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5.B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.二进制数的1和0代表一个事物的两种不同逻辑状态。
9.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
这种表示法称为原码。
10.正数的反码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同，负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
正数的反码、补码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同：01011；B: (-1101)2的原码为11101，反码为10010，补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1，该数为负数，反码为100100，补码为100101. B: (001010)2 的符号位为0，该数为正，故反码、补码与原码均相同：001010.15.两个用补码表示的二进制数相加时，和的符号位是将两个加数的符号位和来自最高有效数字位的进位相加，舍弃产生的进位得到的结果就是和的符号。
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 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ASC Ⅱ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 1.6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.＞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（）。
F1F2 (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（ ）。
