数字电路第四章习题

第四章 组合逻辑电路 作业 参考答案【题4-1】 分析图示组合逻辑电路，列出真值表，写出输出Y 1、Y 2与输入的逻辑函数式，说明整个电路所实现的逻辑功能（不是单个输出与输入的关系，而是把2个输出与3个输入综合起来看）。

解：该电路的逻辑功能为全加器，Y 1是和，Y 2是进位。

【题4-2】某汽车驾驶员培训班进行结业考试，有三名评判员，其中A 为主评判员，B 和C 为副评判员。

在评判时，按照少数服从多数的原则通过，但主评判员认为合格，方可通过。

请填写真值表，写出逻辑表达式，并用一片74LS00（内含四个2输入端与非门）或一片74LS02（内含四个2输入端或非门）这2种方法实现此评判规定。

解：设评判员评判合格为“1”，反之为“0”； 考试通过，F 为“1”，反之为“0”。

根据题意，列真值表如下。

据此可得：ABC12ABCC B A C B A C B A AC BC AB C B A ABC Y +++=+++++=)()(1AC BC AB Y ++=2ACAB AC AB F =+=CB AC B A F ++=+=)(FB CA FB CA【题4-3】设计一个“4输入1输出”的组合逻辑电路，实现“五舍六入”的功能：即当输入的四位8421BCD 码不大于5时，输出0；否则输出1。

要求： (1) 画出卡诺图、化简逻辑函数；(2) 用1片CD4001（内含四个2输入端或非门）实现该逻辑功能（标出管脚号）。

【题4-4】设计一个代码转换电路，输入为3位二进制代码、输出为3位格雷码（见下表），要求从CD4011、CD4001、CD4030中选用1个最合适的芯片实现逻辑功能。

解：CDAB Y 00X X 0X 011001X XXCA B A C A B A BC A Y +++=++=+=))((FB CA21313546121101000111XABC00011011YABC0010111ZABCAX =BA B A B A Y ⊕=+=CB C B C B Z ⊕=+=B CAYZX【题4-5】用一片74HC138（3-8译码器）辅以“4输入与非门”实现“1位全减”。

习题4.1写出图所示电路的逻辑表达式，并说明电路实现哪种逻辑门的功能。

习题4.1图解：B A B A B A B A B A F ⊕=+=+= 该电路实现异或门的功能4.2分析图所示电路，写出输出函数F 。

习题4.2图解：[]B A B BB A F ⊕=⊕⊕⊕=)(4.3已知图示电路及输入A 、B 的波形，试画出相应的输出波形F ，不计门的延迟．图解：B A B A B A AB B AB A AB B AB A F ⊕=•=•••=•••=4.4由与非门构成的某表决电路如图所示。

其中A 、B 、C 、D 表示4个人，L=1时表示决议通过。

（1） 试分析电路，说明决议通过的情况有几种。

（2） 分析A 、B 、C 、D 四个人中，谁的权利最大。

习题4.4图解：（1）ABD BC CD ABD BC CD L ++=••=B AC & && & D L B A =1 =1=1FF A B & &&& & F B A(3)4.5分析图所示逻辑电路，已知S 1﹑S 0为功能控制输入，A ﹑B 为输入信号，L 为输出，求电路所具有的功能。

习题4.5图解：（1）011011)(S S B S A S S B S A L ⊕⊕+⊕=⊕⊕•⊕= (2)4.6试分析图所示电路的逻辑功能。

习题4.6图解：（1）ABC C B A F )(++=10电路逻辑功能为：“判输入ABC 是否相同”电路。

4.7已知某组合电路的输入A 、B 、C 和输出F 的波形如下图所示，试写出F 的最简与或表达式。

习题4.7图解：（1）根据波形图得到真值表：C AB BC A C B A F ++=4.8、设∑=)14,12,10,9,8,4,2(),,,(m D C B A F ，要求用最简单的方法，实现的电路最简单。

1）用与非门实现。

2）用或非门实现。

3) 用与或非门实现。

数字电路与逻辑设计习题_4第四章组合逻辑电路剖析第四章组合逻辑电路一、选择题1．下列表达式中不存在竞争冒险的有。

A.Y=B +A BB.Y=A B+B CC.Y =A B C +ABD.Y =(A+B )A D 2．若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为位。

A.5B.6C.10D.503.一个16选一的数据选择器，其地址输入（选择控制输入）端有个。

A.1B.2C.4D.16 4.下列各函数等式中无冒险现象的函数式有。

A.B A AC C B F ++= B.B A BC C A F ++=C.B A B A BC C A F +++=D.C A B A BC B A AC C B F +++++=E.B A B A AC C B F +++= 5．函数C B AB C A F ++=，当变量的取值为时，将出现冒险现象。

A.B=C=1B.B =C=0C.A =1，C=0D.A =0，B=0 6．四选一数据选择器的数据输出Y 与数据输入X i 和地址码A i 之间的逻辑表达式为Y = 。

A.3X A A X A A X A A X A A 01201101001+++B.001X A AC.101X A AD.3X A A 017.一个8选一数据选择器的数据输入端有个。

A.1 B.2 C.3 D.4 E.8 8．在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有。

A.译码器B.编码器C.全加器 D.寄存器9．八路数据分配器，其地址输入端有个。

A.1B.2C.3D.4E.8 10．组合逻辑电路消除竞争冒险的方法有。

A. 修改逻辑设计B.在输出端接入滤波电容C.后级加缓冲电路D.屏蔽输入信号的尖峰干扰 11．101键盘的编码器输出位二进制代码。

A.2B.6C.7D.812．用三线-八线译码器74LS 138实现原码输出的8路数据分配器，应。

A.A ST =1，B ST =D ，C ST =0 B. A ST =1，B ST =D ，C ST =D C.A ST =1，BST =0，CST =D D.A ST =D ，BST =0，CST =013．以下电路中，加以适当辅助门电路，适于实现单输出组合逻辑电路。

习题44－1 分析图P4－1所示的各组合电路，写出输出函数表达式，列出真值表，说明电路的逻辑功能。

解：图（a ）：1F A B =；2F A B = ；3F AB =真值表如下表所示：其功能为一位比较器。

A>B 时，11F =；A=B 时，21F =；A<B 时，31F = 图（b ）：12F AB AB F AB =+=； 真值表如下表所示：功能：一位半加器，1F 为本位和，2F 为进位。

图（c ）：1(0,35,6)(124,7)F M m==∑∏2(0,1,2,4)(3,5,6,7)F M m ==∑∏真值表如下表所示：功能：一位全加器，1F 为本位和，2F 为本位向高位的进位。

图（d ）：1F A B =；2F A B = ；3F AB =功能：为一位比较器，A<B 时，1F ＝1；A=B 时，2F ＝1；A>B 时，3F ＝14－2 分析图P4－2所示的组合电路，写出输出函数表达式，列出真值表，指出该电路完成的逻辑功能。

解：该电路的输出逻辑函数表达式为：100101102103F A A x A A x A A x A A x =+++因此该电路是一个四选一数据选择器，其真值表如下表所示：4－3 图P4－3是一个受M 控制的代码转换电路，当M ＝1时，完成4为二进制码至格雷码的转换；当M ＝0时，完成4为格雷码至二进制的转换。

试分别写出0Y ,1Y ,2Y ,3Y 的逻辑函数的表达式，并列出真值表，说明该电路的工作原理。

解：该电路的输入为3x 2x 1x 0x ，输出为3Y 2Y 1Y 0Y 。

真值表如下：由此可得：1M =当时，3323212101Y x Y x x Y x x Y x x =⎧⎪=⊕⎪⎨=⊕⎪⎪=⊕⎩ 完成二进制至格雷码的转换。

0M =当时，332321321210321010Y x Y x x Y x x x Y x Y x x x x Y x =⎧⎪=⊕⎪⎨=⊕⊕=⊕⎪⎪=⊕⊕⊕=⊕⎩ 完成格雷码至二进制的转换。

第四章 逻辑函数及其符号简化1.列出下述问题的真值表，并写出逻辑表达式：(1) 有A 、B 、C 三个输入信号，如果三个输入信号中出现奇数个1时，输出信号F=1，其余情况下，输出 F= 0.(2) 有A 、B 、C 三个输入信号，当三个输入信号不一致时，输出信号F=1，其余情况下，输出为0.(3) 列出输入三变量表决器的真值表•解：(1 )(1) F=AB+ A B1⑵ F= AB+ A C(3) F= (A+B+C) (A+B+ C ) (A+ B +C) (A+ B +C ) 解： (1) AB = 00 或 AB=11 时 F=1(2) ABC110 或 111 或 001,或 011 时 F=1 (3) ABC = 100 或 101 或 110 或 111 时 F=1 3. 用真值表证明下列等式.(1) A+BC = (A+B) (A+C)(2) A BC+A B C+AB C = BC ABC +AC ABC +AB ABC (3) A B + BC + AC =ABC+ A B C ⑷ AB+BC+AC=(A+B)(B+C)(A+C)A B C F0 0 0 00 01 10 10 10 11 0 1 0 0 11 01(2 )1 B 10 0 1 10 10 10 11 11 00 11 0 1 1 (3 )1 1 0 1 A 1B C F0 00 00 01 00 10 00 11 1 1 0 0 01 011F= A B C+ A B C +A B C +ABCF= (A+B+C) ( A + B +C )F= A BC+A B C+AB C +ABC ,F 的值为“ 12.对下列函数指出变量取哪些组值时(5) ABC+ A + B + C=1证：(1 )A B C A+BC(A+B)(A+C)0 0 0 0 00 0 1 0 00 1 0 0 00 1 1 1 11 0 0 1 11 0 1 1 11 1 0 1 1A B C ABC + ABC + ABC —BCABC + ACA B C + ABABC0 0 0 0 00 0 1 0 00 1 0 0 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 1 1 11 1 0 1 11 1 1 0 0(5 )A B C AB+ BC3 AC ABC + A"B"C—0 0 0 1 10 0 1 0 00 1 0 0 00 1 1 0 01 0 0 0 01 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1ABC AB+BC+AC (A+B)(B+C)(A+C)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 0 11ABC ABC + A + B + C0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 1(5 )4. 直接写出下列函数的对偶式F'及反演式F的函数表达式(1) F=[A B(C+D)][B C D+B(C +D)](2) F= A BC + ( A +B C ) (A+C)⑶F= AB+ CD + BC + D + CE + D + E(4)F=C+AB?AB+ D解：(1) F'= [ A +B+CD]+[(B+ C+ D)?B+C D]]F = [A+ B + C D ]+[( B +C+D) ?( B +CD ]](2) F'= (A+ B + C)?[A?(B + C)AC]F = (A+ B<C)?[A?(B + C)+ A C]⑶F、=C?(A + B)+(A + B)?DF = C?(A + B) + (A + B)?D5. 若已知x+y = x+z，问y = z吗？为什么？解：y不一定等于z,因为若x=1时,若y=0,z=1,或y=1,z=0,则x+y = x+z = 1,逻辑或的特点，有一个为1则为1。

第四章习题4.4 由两个与非门构成的基本RS 触发器的输入如图P4.4所示，画出Q 和Q 端的波形。

图 P4.44.5 由两个或非门构成的基本RS 触发器的输入波形如图P4.5所示，画出输出Q 和Q 的波形。

图 P4.54.6 图P4.6是一个防抖动输出的开关电路。

当拨动开关S 时，由于开关触点接通瞬间发生振颤。

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P4.64.7 在同步RS触发器中，若CP、S、R的电压波形如图P4.7所示。

画出Q和Q端的波形。

设触发器的初始状态为Q=0。

图 P4.74.10 主从型JK触发器输入波形如图P4.10所示，画出输出端Q和Q的波形。

设触发器初始状态Q=0。

4.11 主从型JK 触发器组成图P4.11（a ）所示电路，输入波形如图P4.11（b ）所示，画出各触发器Q 端的波形。

（a ）解：AB J 1 ，先画出J 的波形，然后画Q.。

4.12 主从型RS 触发器的CP 、S 、R 、DR各输入的电压波形如图P4.12所示，画出端Q 和Q 端对应的电压波形。

图 P4.124.14 维持阻塞D触发器构成图P4.14所示的电路，输入波形如图P4.14（b）所示。

画出各触发器Q段的波形。

触发器的初态均为0。

（b）图 P4.144.16 上升沿触发的维持阻塞型D触发器74LS74组成图（a）所示电路，输入波形如图（b）所示，画出Q1和Q2的波形，设Q初态为0。

4.20 画出图P4.20电路在图中所示CP、R信号作用下Q1、Q2、Q3的输出电压波形，并说明DQ1、Q2、Q3输出信号的频率与CP信号频率之间的关系。

CP1/21/4QQQ频率的、1/8。

、和的频率分别是、132。

第 1 页/共 3 页1. 按照电路图，画Q 的波形。

2. 上图当D S =D R =0时，1n Q +=？1n Q +=？当D S 和D R 同时恢复到“1”时，保持的是什么状态？A ： 当D S =D R =0时，1n Q +=1，1n Q +=1；当D S 和D R 同时恢复到“1”时，保持状态不决定。

3. 上图想要1n Q +=0，D S 和D R 加什么触发？经过几个t pd 后1n Q +=0？A ： 想要1n Q +=0，D S 和D R 加“置0”触发，D S =1，D R =0；经过2个t pd 后1n Q +=0。

4. 上图想要1n Q +=1，D S 和D R 加什么触发？要经过几个t pd 后1n Q +=1？A ： 想要1n Q +=1，D S 和D R 加“置1”触发，D S =0，D R =1；经过1个t pd 后1n Q +=1。

5. 当D S =D R =0时，1n Q +=1，1n Q +=？随后D S =0、D R =1时，1n Q +=？。

A ： 当D S =D R =0时，1n Q +=1，1n Q +=1； 随后D S =01n Q +=1。

R D S D & &Q Q R D S D Q1. 有两个触发器如下，当CP 和D 有如下波形时，画Q 1、Q 2波形。

2. 用边沿D 触发器实现将CP 频率下降1/2和1/4的电路。

A ： 触发器特征方程为 1n n Q D Q +==每来一个时钟升高沿，Q 翻转一次，Q 1输出为2分频，Q 2输出为4分频。

T 1和T 2。

A ： T 2≥T su4. 当同步RS 触发器要想Q n+1=1时，RS 应加什么触发信号？写出特征方程。

求CP QQ T →=？A ： 应加R=0、S=1时，Q n+1=1特征方程 约束条件：0S R ⋅=CP QQ T →=3t pd 5. 当同步RS 触发器R=S=1时，1n Q +=？1n Q +=？随后R=S=0，问1n Q +=？倘若R=S=1之后R=1、S=0，1n Q +=？A ： R=S=1时，1n Q +=1，1n Q +=1随后R=S=0， 1n Q +=为不定状态 倘若R=S=1之后R=1、S=0，1n Q +=0D 1 Q 1 D 2 Q 2Q 2D Q 1 CP第3页/共3页。