第1章 数字电路基础1.1 (1001010)2=1×26+1×23+1×21=(74)10(111001)2=1×25+1×24+1×23+1×20=(57)10 1.2 (54)10=(110110)2 (47)10=(101111)2 5427 13 6 3 1 01……MSB 10 1 1 0……LSB2 4723 11 5 2 1 01……MSB 01 1 1 1……LSB1.3 (58A)16 =(0101 1000 1010)2=1×210+1×28+1×27+1×23+1×21=1024+256+128+10=(1418)10或(58A)16=5×162+8×161+10×160=(1418)10 (CE)16 =(1100 1110)2=27+26+14=128+64+14=(206)10 =(0010 0000 0110)8421BCD 1.4 a 1.5 c 1.6 c 1.7 (×) 1.8 (×) 1.9 (√)1.10 ① 数字信号：在幅值上，时间上离散的（间断的、不连续的脉冲）信号． ② 数字电路：产生、处理、传输、变换数字信号的电路称为数字电路．③ 数字电路的特点：a ）电路处于开关状态. 与二进制信号要求相一致，这两个状态分别用0和1两个数码表示；b ）数字电路的精度要求不高，只要能区分出两种状态就可以；c ）数字电路研究的问题是逻辑问题，一为逻辑分析，是确认给定逻辑电路的功能，二为逻辑设计，是找到满足功能要求的逻辑电路；d ）研究数字电路的方法是逻辑分析方法，其主要工具是逻辑代数．有代数法和卡诺图法等；e ）数字电路能进行逻辑运算、推理、判断，也能进行算术运算．算术运算也是通过逻辑运算实现的．1.11 ① 位置计数法：将表示数值的数码从左到右按顺序排列起来．它有三个要素a ）基数R ，是指相邻位的进位关系，十进制R =10，即逢十进一，二进制R =2，即逢二进一．b ）数码：表示数字的符号，十进制k i 从0~9共十个．二进制k i 是0和1，十六进制k i 从0~9~A~F 共十六个．c ）位权：数码处于不同位置代表不同的位权，用R i表示．以小数点前从右到左为i 的位号分别为0、1、2、3…，小数点后从左到右i 的位号从–1，–2，–3…来确定R i．② 按权展开式是将任何进制数表示为十进制数值公式，是系数乘位权的集合，即(N )10=i i i k R ∞=-∞⨯∑． 1.12 ① (3027)10=3×103+2×101+7×100② (827)=8×102+2×101+7×100③ (1001)2=1×23+1×20④ (11101)2=1×24+1×23+1×22+1×20⑤ (273)16=2×162+7×161+3×160⑥ (4B5)16=4×162+11×161+5×1601.13 ① (6)10=(110)2② (13)=(1101)2 ③ (39)10=(100111)2 ④ (47)10=(101111)2 1.14 ① (1011)2=(11)10② (110101)2=(53)10③ (4A)16=4×161+10×160=(74)10④ (37)16 =3×161+7×160=(55)101.15 ① (1010 1101)2=(010 101 101)2=(255)8=(1010 1101)2=(AD)16② (100101011)2=(100 101 011)2=(453)8 =(0001 0010 1011)2=(12B)16 ③ ()2=(010 110 001 010)2=(2612)8 =(0101 1000 1010)2=(58A)16 1.16 ① (78)16=(0111 1000)2=(1111000)2 ② (EC)16=(1110 1100)2=(1110 1100)2 ③ (274)16=(0010 0111 0100)2=(1001110100)2注：从1.15~1.16均用分组方法，即二进制3位一组可表示1位八进制数；二进制4位一组可表示1位十六进制数．1.17 A =(1011010)2；B =(101111)2； C =(1010100)2；D =(110)2 （1）① A +B =(10001001)2② A –B =(101011)2 1011010 + 101111 100010011011010 – 101111 101011 ③ C ×D =(111111000)2④ C ÷D =(1110)2 1010100× 110 0000000 1010100 + 1010100 1111110001110 110 1010100 110 1001 110 0110110 0（2）A=(1011010)2=(90)10B=(101111)2=(47)10①A+B=(137)10=(10001001)2②A–B=(43)10=(101011)2C=(1010100)2=(84)10D=(110)2=(6)10③C×D=(504)10=(111111000)2这说明十进制四则运算的法则在二进制四则运算中也完全适用，对其它进制也一样．1.18 ① [0]8421BCD=(238)10② [10001]8421BCD=(7951)10③ [0]8421BCD=(640)101.19 ①逻辑函数：反映因果关系的二值逻辑表达式．原因（条件）为逻辑自变量，结果为逻辑因变量，它们都只有两种状态0和1，用以反映存在不存在，成立不成立，所以它们之间的关系称为（二值）逻辑函数．②与逻辑：表明所有的条件都具备结果才会发生这样的基本逻辑关系为“与”逻辑（逻辑乘）．用式Y=A·B·C…表示．如学生成绩合格及不犯罪与能否毕业的关系即为与逻辑．③或逻辑关系：表明诸多条件中只要有1个以上具备结果就会发生，用Y=A+B+…表示．如去银行办理业务（储蓄），持存款证或持银行卡都可以办理．④非逻辑：是否定的因果关系，即条件具备结果就不能发生，用Y=A表示．如：征兵体检“有病”和“入伍”的关系就是非逻辑．“有病”存在，“入伍”就被否定了，有病不能入伍．1.21 由真值表可以写出最小项与或表达式．方法是将使函数Z为1的几种情况下输入变量的取值组合写成乘积项（变量取值为0写反变量因子，变量取值为1写原变量因子），然后将各乘积项相加，得Z=A B C+A B C+A BC+A B C+A B C1.23Z a=AB AB=A B+A B(摩根定理) =A⊕BZ b=B C AB+= (B⊕C)·AB=(BC+B C)AB=ABC1 1 1 0 1 1 1 1 1 11.24 见教材原文1.5节 1.25 a ）Z a =m (0, 2, 3, 5, 6) =A B C +A B C +A BC +A B C +AB C =A C +B C +A B +A B Cb ）Z b =m (0, 2, 7, 13, 15, 8, 10)=A B C D +A B C D +A BCD +A B C D +A B C D +AB C D +ABCD=B D +BCD +ABD1.26 （1）Z =A B +B +A B =A B +B =A +B （2）Z =A B C +A +B +C =A B C +A B C ++ =A B C +A B C =1（3）Z =AB ABC AB AB C +=++ =11AB AB C C +=+= （4）Z =A B CD +ABD +A C D=AD (B C +B +C ) =AD (C +B +C ) =AD ·1 =AD（5）Z =(A +B )(A CD +AD BC +)A B=(A +B )·A B ·(A CD +AD BC +) =0注：(A +B )A B =A A B +A B ·B =0（6）Z =AC (C D +A B )+BC (B AD CE ++)=0+BC ·(B +AD )·CE =BC (C +E )(B +AD ) =(BC E )(B +AD ) =BC E +BC E AD =BC E （7）Z =ABC +AC D +A C +CD=C (AB +A D +D )+A C =C (D +A )+A C =AC +CD +A C =A +CD（8）Z =A +B C +·(A +B +C )(A +B +C )=A +B C (A +B +C )(A +B +C ) ←展开=A +(A B C +B C )(A +B +C )←展开、吸收=A +B C（9）Z =B (A D +A D )+B (AD AD ABCE BC +++)=B (A D +A D )+B (A D +A D ) =A D +A D =A ⊕D（10）Z =AC +A C D +A B E F +B (D ⊕E )+BD E +B D E +BF=A (C +C D )+A B E F +BD E +B D E +BF =AC +AD +F (A B E +B )+B D E +BD E=AC +AD +A E F +BF +BD E +B D E1.27 求反函数Z 和对偶函数Z' （1）Z =AB +C （2）Z =(A +BC )C D Z =(A +B )·C Z =A ·(B +C )+C +DZ'=(A +B )·C Z' =A ·(B +C )+C +D（3）Z =()(+)A C A B AC BC ++ Z =(AC AB A C +++)·(B +C ) Z'=(AC AB A C +++)·(B +C )（4）Z =A D +AC +BCD +CZ =(A +D )·A C +·(B C D ++)·C Z'=(A +D )·A C +·(B C ++D )·C （5）Z =(AC +BD )ABC CD +Z =(A +C )·(B +D )+()()A B C C D +++ Z'=(A +C )·(B +D )+()()A B C C D +++ 1.28 用填卡诺图方法写最小项表达式 （1）F 1=A BC +AC +B C =m (1, 3, 5, 7)=ABC +A BC +A B C +ABC（2）F 2=A +B +CD =m (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)=ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ++++++ABCD ABCD ABCD +++ABCD ABCD ABCD ABCD +++题1.28（1）F1卡诺图题1.28（2）F2卡诺图1.29 证明异或关系的正确性（1）A⊕0=A·0+A·0=A得证（2）A⊕1=A·1+A·1=A得证（3）A⊕A=A·A+A·A=0 得证（4）A⊕A=A·A+A·A=1 得证=A+A=1（5）(A⊕B)⊕C =(A⊕B)C+A B C⊕=ABC ABC ABC ABC+++=m(1, 2, 4, 7)A⊕(B⊕C) =A()⊕+⊕B C A B C=A(BC+BC)+A(B C+B C)=ABC ABC ABC ABC+++=m(1, 2, 4, 7)左式=右式，得证（6）右式AB⊕AC=AB·()()+=+++=+AC ABAC AB A C A B AC ABC ABC左式A(B⊕C)=A(B C+B C)=ABC ABC+得证（7）左式A⊕B=A B+AB=AB+AB=中式右式A⊕B⊕1=A⊕(B⊕1)=A⊕B=AB AB AB AB+=+=中式得证．1.30 用卡诺图法将函数化简为与或式．（1）Z ABC ABC ABC ABC=+++（2）1Z A B AB ABC BC=++++=题1.30（1）的卡诺图题1.30（2）的卡诺图（3）Z ABC AB AD C BD=++++填图后，可圈“0”得到Z=Z BCD再对Z取反，得到ZZ Z BCD B C D===++（4）Z(A、B、C)=m(0, 1, 2, 5, 6, 7)Z=AB AC BC++题1.30（3）的卡诺图题1.30（4）的卡诺图（5）Z(A、B、C、D)=m(0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14)Z=B AC AD CD+++（6）Z(A、B、C、D)=m(0, 1, 2, 5, 8, 9, 10, 12, 14)Z=BC+BD+AD ACD+题1.30（5）的卡诺图题1.30（6）的卡诺图（7）Z=A C D ABCD ABCD++++，给定的约束条件为ABCD ABCD ABCD ABCD++++ 0ABCD ABCD+=Z=ACD ABCD ABCD++=ACD BCD AD++（8）Z=()CD A B ABC ACD⊕++给定的约束条件为AB+AC=0AC ACDZ=ABCD ABCD ABC ACD +++=BD ACD +题图1.30（7）的卡诺图题图1.30（8）的卡诺图（9）Z =m (0, 1, 2, 4)+d (3, 5, 6, 7)=1（10）Z =m (2, 3, 7, 8, 11, 14)+d (0, 5, 10, 15) Z =BD CD AC ++题图1.30（9）的卡诺图题图1.30（10）的卡诺图1.31 试用卡诺图法化简下列逻辑图 ① Z a =ABC ABC BC=ABC ABC BC ++ =ABC AC BC ++② Z b ：按逻辑图逐级写函数式，最后得出Z b =A ⊕C +(A +B )()BC AC BD AD +=A ⊕C +(A +B )()()B C AC BD A D +++=A ⊕C +(A +B )ABCD ↓展开为与或式 =A ⊕C +(A +B )(A +B +C +D )=A ⊕C +AB +A C +AD +AB +B +BC +BD=A C +A C +AD +B 填入卡诺图 由卡诺图判断：Z b=AC+AC+AD+B该式已为最简与或式．题图1.31（a）的卡诺图题图1.31（b）的卡诺图1.32 化函数式为与非-与非式，并画出对应的逻辑图．（1）Z1 =AB+BC+AC=AB BC AC+++（2）Z2 =ABC AB BC AB=()++ABC AB BC AB=()++++ABC A B BC A BABC=1=ABC题图1.32（1）题图1.32（2）1.33 用最小项性质证明两个逻辑函数的与、或、异或运算可用卡诺图中对应的最小项分别进行与、或、异或运算来实现．解：命题所给出的结论是正确的．因为当输入变量的取值组合使某一最小项为1时，其他最小项均为0，若两函数相“与”，即Y=Y1·Y2，在对应最小项位置上Y1、Y2均为1时必然使Y为1；Y1Y2在该位置上有0，则0·0或1·0，Y必然为0，将所有对应最小项作乘运算就实现了Y=Y1·Y2运算．其他运算（或和异或）也是同样的道理．或运算是对应最小项相加；异或运算是对应最小项相异或．。
数字电子技术基础数字电子技术基础随着计算机技术的不断发展，数字电子技术越来越受到重视。
数字电子技术是指利用数字信号进行信息处理的技术，可以有效地提高信息处理的速度和精度。
本文将介绍数字电子技术的基础知识、应用领域、发展趋势等相关知识。
一、数字电子技术基础知识1.数字量和模拟量数字信号和模拟信号是数字电子技术中最基础的概念。
数字量是由数字电路产生的离散信号，只有两种状态，比如二进制（0和1）；模拟量是由模拟电路产生的连续信号，可以有无限个状态。
2.逻辑门电路逻辑门电路是数字电子技术中非常重要的一种电路，用于对数字信号进行逻辑运算。
常见的逻辑门电路有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以组合成各种复杂的数字电路，如计算机CPU。
3.二进制系统二进制系统是数字电子技术中最基础的数值系统，只包含两个数值：0和1。
在二进制系统中，每位数都是2的n次方，其中n是这个数的位数。
比如，二进制数11011，第一位是2的4次方，第二位是2的3次方，以此类推，一直到第五位是2的0次方，将它们加在一起即为该数的十进制值。
二、数字电子技术的应用领域数字电子技术的应用领域非常广泛，下面列举几个典型的例子。
1.计算机计算机是数字电子技术最具代表性的应用之一，它可以进行各种复杂的数据处理操作。
计算机由许多电路和芯片组成，其中CPU就是由大量的逻辑门电路构成的。
2.通信数字电子技术在通信领域也有广泛应用，包括移动通信、互联网、卫星通信等。
数字信号传输的精度比模拟信号高，而且可以进行加密，保证数据的安全性。
3.医疗设备数字电子技术在医疗设备中也有应用，比如心电图仪、超声波检测仪等。
数字信号处理可以提高数据的精度，并且可以让医生更好地分析数据，提高诊断准确性。
三、数字电子技术的发展趋势数字电子技术已经有了很大的进步，但是未来还有很多发展的空间。
下面列举几个数字电子技术的未来发展趋势。
1.人工智能人工智能是数字电子技术的一大发展方向，尤其是深度学习技术。
第1章习题与参考答案【题1-1】将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。
（1）25；（2）43；（3）56；（4）78解：（1）25=（11001）2=（31）8=（19）16（2）43=（101011）2=（53）8=（2B）16（3）56=（111000）2=（70）8=（38）16（4）（1001110）2、（116）8、（4E）16【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。
（1）10110001；（2）10101010；（3）11110001；（4）10001000 解：（1）10110001=177（2）10101010=170（3）11110001=241（4）10001000=136【题1-3】将下列十六进制数转换为十进制数。
（1）FF；（2）3FF；（3）AB；（4）13FF解：（1）（FF）16=255（2）（3FF）16=1023（3）（AB）16=171（4）（13FF）16=5119【题1-4】将下列十六进制数转换为二进制数。
（1）11；（2）9C；（3）B1；（4）AF解：（1）（11）16=（00010001）2（2）（9C）16=（10011100）2（3）（B1）16=（1011 0001）2（4）（AF）16=（10101111）2【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。
（1）1110.01；（2）1010.11；（3）1100.101；（4）1001.0101解：（1）（1110.01）2=14.25（2）（1010.11）2=10.75（3）（1001.0101）2=9.3125【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。
（1）20.7；（2）10.2；（3）5.8；（4）101.71解：（1）20.7=（10100.1011）2（2）10.2=（1010.0011）2（3）5.8=（101.1100）2（4）101.71=（1100101.1011）2【题1-7】写出下列二进制数的反码与补码（最高位为符号位）。
《数字电路与逻辑设计》作业教材：《数字电子技术基础》（高等教育出版社，第2版，2012年第7次印刷）第一章：自测题：一、1、小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路5、各位权系数之和，1799、01100101，01100101，01100110；11100101，10011010，10011011二、1、×8、√10、×三、1、A4、B练习题：、解：(1) 十六进制转二进制： 4 5 C0100 0101 1100二进制转八进制：010 001 011 1002 13 4十六进制转十进制：(45C)16=4*162+5*161+12*160=(1116)10(2) 十六进制转二进制： 6 D E . C 80110 1101 1110 . 1100 1000 二进制转八进制：011 011 011 110 . 110 010 0003 3 3 6 . 6 2十六进制转十进制：()16=6*162+13*161+14*160+13*16-1+8*16-2=()10所以：()16=()2=()8=()10(3) 十六进制转二进制：8 F E . F D1000 1111 1110. 1111 1101二进制转八进制：100 011 111 110 . 111 111 0104 3 7 6 . 7 7 2十六进制转十进制：(8FE.FD)16=8*162+15*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(2302.98828125)10 (4) 十六进制转二进制：7 9 E . F D0111 1001 1110 . 1111 1101二进制转八进制：011 110 011 110 . 111 111 0103 6 3 6 . 7 7 2十六进制转十进制：(79E.FD)16=7*162+9*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(1950. 98828125)10 所以：()16.11111101)2=(363)8=(1950.98828125)10、解：(74)10 =(0111 0100)8421BCD=(1010 0111)余3BCD(45.36)10 =(0100 0101.0011 0110)8421BCD=(0111 1000.0110 1001 )余3BCD(136.45)10 =(0001 0011 0110.0100 0101)8421BCD=(0100 0110 1001.0111 1000 )余3BCD (374.51)10 =(0011 0111 0100.0101 0001)8421BCD=(0110 1010 0111.1000 0100)余3BCD、解（1）(+35)=(0 100011)原= (0 100011)补（2）(+56 )=(0 111000)原= (0 111000)补（3）(-26)=(1 11010)原= (1 11101)补（4）(-67)=(1 1000011)原= (1 1000110)补第二章：自测题：一、1、与运算、或运算、非运算3、代入规则、反演规则、对偶规则二、2、×4、×三、1、B3、D5、C练习题：2.2：（4）解：（8）解：2.3：（2）证明：左边=右式所以等式成立（4）证明：左边=右边=左边=右边，所以等式成立（1）（3）2.6：（1）2.7：（1）卡诺图如下：BCA00 01 11 100 1 11 1 1 1所以，2.8：（2）画卡诺图如下：BC A 0001 11 100 1 1 0 11 1 1 1 12.9：如下：CDAB00 01 11 1000 1 1 1 101 1 111 ×××10 1 ××2.10：（3）解：化简最小项式：最大项式：2.13：（3）技能题：2.16 解：设三种不同火灾探测器分别为A、B、C，有信号时值为1，无信号时为0，根据题意，画卡诺图如下：BC00 01 11 10A0 0 0 1 01 0 1 1 1第三章：自测题：一、1、饱和，截止7、接高电平，和有用输入端并接，悬空；二、1、√8、√；三、1、A4、D练习题：、解：(a)Ω，开门电阻3kΩ，R>R on，相当于接入高电平1，所以(e) 因为接地电阻510ΩkΩ，R<R off，相当于接入高电平0，所以、、解：(a)(c)(f)、解： (a)、解：输出高电平时，带负载的个数2020400===IH OH OH I I N G 可带20个同类反相器输出低电平时，带负载的个数78.1745.08===IL OL OL I I NG反相器可带17个同类反相器EN=1时，EN=0时，根据题意，设A为具有否决权的股东，其余两位股东为B、C，画卡诺图如下，BC00 01 11 10A0 0 0 0 01 0 1 1 1则表达结果Y的表达式为：逻辑电路如下：技能题：：解：根据题意，A、B、C、D变量的卡诺图如下：CD00 01 11 10AB00 0 0 0 001 0 0 0 0 11 0 1 1 1 10 0 0 0 0电路图如下：第四章：自测题：一、2、输入信号，优先级别最高的输入信号7、用以比较两组二进制数的大小或相等的电路，A>B 二、 3、√ 4、√ 三、 5、A 7、C练习题：4.1；解：(a)，所以电路为与门。
