阎石《数字电子技术基础》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解[第③册]

阎⽯《数字电⼦技术基础》配套题库本书是详解研究⽣⼊学考试指定考研参考书⽬为阎⽯《数字电⼦技术基础》（第5版）的配套题库，具体来说，每章包括以下四部分：第⼀部分为名校考研真题及详解。

本部分从指定 阎⽯主编的《数字电⼦技术基础》（第5版）为考研参考书⽬的名校历年考研真题中挑选具有代表性的部分，并对其进⾏了详细的解答。

所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；⼜对⼀些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进⾏详细阐释，以使学员不遗漏任何⼀个重要知识点。

第⼆部分为课后习题及详解。

本部分对 阎⽯主编的《数字电⼦技术基础》（第5版）教材每⼀章的课后习题进⾏了详细的分析和解答，并对个别知识点进⾏了扩展。

课后习题答案经过多次修改，质量上乘，特别适合应试作答和临考冲刺。

第三部分为章节题库及详解。

本部分严格按照 阎⽯主编的《数字电⼦技术基础》（第5版）教材内容进⾏编写，每⼀章都精⼼挑选经典常见考题，并予以详细解答。

熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提⾼解题能⼒。

第四部分为模拟试题及详解。

参照 阎⽯主编的《数字电⼦技术基础》（第5版）教材，根据各⾼校历年考研真题的命题规律及热门考点精⼼编写了两套考前模拟试题，并提供详尽的解答。

通过模拟试题的练习，学员既可以⽤来检测学习该考试科⽬的效果，⼜可以⽤来评估对⾃⼰的应试能⼒。

⽬录第⼀部分 名校考研真题 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 半导体存储器 第8章 可编程逻辑器件 第9章 硬件描述语⾔简介 第10章 脉冲波形的产⽣和整形 第11章 数-模和模-数转换第⼆部分 课后习题 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 半导体存储器 第8章 可编程逻辑器件 第9章 硬件描述语⾔简介 第10章 脉冲波形的产⽣和整形 第11章 数-模和模-数转换第三部分 章节题库 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 半导体存储器 第8章 可编程逻辑器件 第9章 硬件描述语⾔简介 第10章 脉冲波形的产⽣和整形 第11章 数-模和模-数转换第四部分 模拟试题 阎⽯《数字电⼦技术基础》（第5版）配套模拟试题及详解（⼀） 阎⽯《数字电⼦技术基础》（第5版）配套模拟试题及详解（⼆）。

第9章数模与模数转换器9.1复习笔记能把模拟信号转换成数字信号的电路称为模数转换器(简称ADC或A/D转换器)；能把数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器(简称DAC或D/A转换器)。

A/D转换器与D/A转换器的重要技术指标是转换精度与转换速度。

一、D/A转换器1．D/A转换器的基本原理D/A转换器的框图如图9-1所示。

输入数字量N为n位二进制代码，B为输出模拟量。

输出量与输入量之间的一般关系式为：实现数模转换的过程：将输入二进制数中为1的每1位代码按其权大小，转换成模拟量，然后将这些模拟量相加，相加的结果就是与数字量成正比的模拟量。

4位D/A转换器的原理电路如图9-2所示。

电路由电子开关、权电阻网络、求和电路、基准电压、锁存器等组成。

图9-1D/A转换器的框图图9-24位D/A转换器的原理电路n位D/A转换器的一般框图如图9-3所示。

数字量以串行或并行方式输入并存储于数码寄存器中，寄存器的输出驱动对应数位上的电子开关将相应数位的权值送入求和电路。

求和电路将各位的权值相加得到与数字量对应的模拟量。

图9-3n 位D/A 转换器的一般框图2．倒T 形电阻网络D/A 转换器4位倒T 形电阻网络D/A 转换器的原理图如图9-4所示。

图中呈倒T 形的电阻解码网络与运算放大器A 组成求和电路。

从每个节点向左看，每个二端网络的等效电阻均为R ，与开关相连的2R 电阻上的电流从高位到低位按2的负整数幂递减。

如果基准电压源提供的总电流为I ，则流过各开关支路(从右到左)的电流分别2I 、4I 、8I 和16I 。

图9-44位倒T 形电阻网络D/A 转换器输出电压：如果将输入数字量扩展到n 位，可得n 位倒T 形电阻网络D/A 转换器输出模拟量与输入数字量之间的一般关系式：要提高D/A 转换器的转换精度，电路参数的选择要注意以下几点：①基准电压REF V 的精度和稳定性对D/A 转换器的精度影响很大，在对精度要求较高的情况下，基准电压可采用带隙基准电压源；②倒T 形电阻网络中R 和2R 电阻比值的精度要高；③每个模拟开关的开关电压降要相等；④运放的零点漂移要小。

阎石《数字电子技术基础》笔记和课后习题详解第7章脉冲波形的产生和整形7.1复习笔记本章介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路，详细介绍了常见的两种整形电路——施密特触发电路和单稳态电路，以及脉冲波形产生电路中，能自行产生矩形脉冲波形的各种多谐振荡电路，主要包括对称式和非对称式多谐振荡电路、环形振荡电路以及用施密特触发电路构成的多谐振荡电路等，还讲述了555定时器的工作原理和用它构成施密特触发电路、单稳态电路和多谐振荡电路的方法。

本章重点内容为：施密特触发电路、单稳态电路、多谐振荡电路的工作原理和各元器件参数关系；脉冲电路的分析计算方法；555定时器的应用。

一、概述1．获取矩形脉冲波形途径（1）产生：不用信号源，加上电源自激振荡产生波形。

（2）整形：输入信号源进行整形。

2．矩形脉冲特性参数描述矩形脉冲特性的主要参数如图7-1-1所示。

图7-1-1描述矩形脉冲特性的主要参数（1）脉冲周期T：周期性脉冲序列中相邻脉冲的时间间隔；（2）脉冲幅度V m：脉冲电压的最大变化幅度；（3）脉冲宽度t w：脉冲前沿0.5V m～脉冲后沿0.5V m的一段时间；（4）上升时间t r：脉冲上升沿0.1V m～0.9V m的时间；（5）下降时间t f：脉冲下降沿0.9V m～0.1V m的时间；（6）占空比q：t w与T的比值。

二、施密特触发器1．施密特触发器的结构和工作原理（1）电路结构：施密特电路是通过公共发射极电阻耦合的两级正反馈放大器，其结构如图7-1-2所示。

（2）电压传输特性：①T1饱和导通时的v E值必低于T2饱和导通时的值，故由截止变为导通的输入电压会高于T1由导通变为截止的输入电压，便可得到图7-1-3所示的电压传输特性；②V T＋：正向阈值电压；V T－：负向阈值电压；|V T＋－V T－|＝ΔV T：回差电压。

图7-1-2施密特触发电路图7-1-3施密特触发特性（3）性能特点：①输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同；②在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。

第五章部分习题解答5.8S a =0011 , S b =1001 , S a ^ S b T S a 计数循环共有7个状态，故此电路是七进制计数器。

5.2 （在画出电路的状态转换图。

”后加:解：作功能说明。

”）1•写方程式输出方程：y=A Q 2nQ 1n驱动方程：r D i =AQ 2—n nn nD 2=AQ 2 Q i =A(Q 2 +Q i ) 状态方程：n+1 —nQ i = D i =AQ 2 n+1n nQ 2= D 2= A(Q 2 +Q 1 )AQ ：" Q-" Q 严Q 宀0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 00 0 0 0 1 1 0 0 C 10 0 0 L 0 1 0 1 1 1 0 1 1 01 0 1 1 1 11 0 03. 从状态转换表画出状态转换图，如右图所示;4. 作功能说明：此电路是 “1111 ••序列检测器。

5.7四个CP 作用后，A 寄存器的状态：A 3A 2A 1A 0=1100 ; B 寄存器的状态：B 3B 2B i B o =OOOO 。

此电路是一个四位串行加法器（和不能超过四位） 。

5.24 （在原题后加： 用三片74LS194实现。

”）S i =高电平时，CP 上升沿作用后，将 升沿作用下，开始循环输出该序列。

0010110111 ”存入三片 74LS194内，S i =低电平后，在 CP 上5.4 (将图P5.4中的异或门改为同或门) 解： 1.写方程式_______n nn n输出万程：y=A Q 2 Q 1 A Q 2 Q 1 驱动方程： J 1=K 1=1 _____nJ 2=K 2=A O Q 1状态方程：n+1nnnQ 1 = J i Q i +K i Q 1 = Q 1QfQ 严 y000 i 110 0 1 00c0 1 0 0 1 0 0 1 I 1 0 0 1 0 00 I 0 1 0 1I 01 1 01 1 0 I 1 10 0 12.依次设定初态，代入方程求出次态和输出，如上表所示；再整理成状态转换图，如上图所示;3.作功能说明：此电路是同步两位二进制加/减计数器。

第五章部分习题解答5.8S a =0011 , S b =1001 , S a ^ S b T S a 计数循环共有7个状态，故此电路是七进制计数器。

5.2 （在画出电路的状态转换图。

”后加:解：作功能说明。

”）1•写方程式输出方程：y=A Q 2nQ 1n驱动方程：r D i =AQ 2—n nn nD 2=AQ 2 Q i =A(Q 2 +Q i ) 状态方程：n+1 —nQ i = D i =AQ 2 n+1n nQ 2= D 2= A(Q 2 +Q 1 )AQ ：" Q-" Q 严Q 宀0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 00 0 0 0 1 1 0 0 C 10 0 0 L 0 1 0 1 1 1 0 1 1 01 0 1 1 1 11 0 03. 从状态转换表画出状态转换图，如右图所示;4. 作功能说明：此电路是 “1111 ••序列检测器。

5.7四个CP 作用后，A 寄存器的状态：A 3A 2A 1A 0=1100 ; B 寄存器的状态：B 3B 2B i B o =OOOO 。

此电路是一个四位串行加法器（和不能超过四位） 。

5.24 （在原题后加： 用三片74LS194实现。

”）S i =高电平时，CP 上升沿作用后，将 升沿作用下，开始循环输出该序列。

0010110111 ”存入三片 74LS194内，S i =低电平后，在 CP 上5.4 (将图P5.4中的异或门改为同或门) 解： 1.写方程式_______n nn n输出万程：y=A Q 2 Q 1 A Q 2 Q 1 驱动方程： J 1=K 1=1 _____nJ 2=K 2=A O Q 1状态方程：n+1nnnQ 1 = J i Q i +K i Q 1 = Q 1QfQ 严 y000 i 110 0 1 00c0 1 0 0 1 0 0 1 I 1 0 0 1 0 00 I 0 1 0 1I 01 1 01 1 0 I 1 10 0 12.依次设定初态，代入方程求出次态和输出，如上表所示；再整理成状态转换图，如上图所示;3.作功能说明：此电路是同步两位二进制加/减计数器。

第10章数字系统设计基础10.1复习笔记本章主要介绍了数字系统的基本概念，数字系统的设计方法以及数字系统的实现方法，以及两种常用的设计工具：算法状态机ASM 图和寄存器传输语言RTL 。

基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容。

因此，读者可以简单了解，本部分也就不再整理相关的复习笔记。

10.2课后习题详解10.2算法状态机10.2.1初始状态为T 0的数字系统，有两个控制信号X 和Y ，当XY ＝10时，寄存器R 加1，系统转到第二个状态T 1。

如果XY ＝01时，寄存器R 清零，同时系统从T 0转到第三个状态T 2。

其他情况下系统处于初始状态T 0。

试画出该数字系统的ASM 图。

解：假设0T 、1T 、2T 的状态代码分别为00、01、10，则数字系统的ASM 图如图10-1所示。

图10-110.2.2一个数字系统的数据处理单元由触发器E和F、4位二进制计数器A以及必要的门电路组成。

计数器的各位为A4、A3、A2、A1。

系统开始处于初始状态，当信号S＝0时，系统保持在初始状态；当信号S＝1时，计数器A和触发器F清零。

从下一个时钟脉冲开始，计数器进行加1计数，直到系统操作停止。

A4和A3的值决定了系统的操作顺序。

当A3＝0时，触发器E清零，计数器继续计数。

当A3＝1时，触发器E置1，并检测到A4，A4＝0时，继续计数；当A4＝1时，触发器F置1，并停止计数，回到系统初始状态。

(1)试画出该系统的ASM图。

(2)画出该系统控制单元的状态图，并用D触发器及必要的门电路设计控制单元。

解：（1）该系统的ASM图如图10-2所示。

图10-2（2）该系统控制单元的状态图如图10-3所示。

图10-3由于系统只有两个状态0T 和1T ，故可仅有一个D 触发器来表示，用Q ＝0表示0T 状态，用Q ＝1表示1T 状态。

该系统控制单元状态转换表如表10-1所示。

表10-1作出输入和输出的卡诺图，如图10-4所示。

图10-4由卡诺图可得：所以设计的控制单元如图10-5所示。