(全)数字电子技术基础课后答案夏路易.doc
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1、数字电子技术基础教程习题与参考答案(20101)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)1010
2、1010=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
3、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)。(1)0110
4、1100;(2)11001100;(3)11101110;(4)11110001解:(1)01101100是正数,所以其反码、补码与原码相同,为01101100(2)11001100反码为10110011,补码为10110100(3)11101110反码为10010001,补码为10010010(4)11110001反码为10001110,补码为10001111【题1-8】 将下列自然二进制码转换成格雷码。000;001;010;011;100;101;110;111解:格雷码:000、001、011、010、110、111、101、100【题1-9】 将下列十进制数转换成BCD码。(1) 2
5、5;(2)34;(3)78;(4)152 解:(1)25=(0010 0101)BCD(2)34=(0011 0100)BCD(3)78=(0111 1000)BCD(4)152=(0001 0101 0010)BCD【题1-10】 试写出3位和4位二进制数的格雷码。解:4位数格雷码;0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、第2章习题与参考答案【题2-1】 试画出图题2-1(a)所示电路在输入图题2-1(b)波形时的输出端B、C的波形。图题2-1解:【题2-2】 试画出图题2-2(a)
6、所示电路在输入图题2-2(b)波形时的输出端X、Y的波形。图题2-2解:【题2-3】 试画出图题2-3(a)所示电路在输入图题2-3(b)波形时的输出端X、Y的波形。图题2-3解: 【题2-4】 试画出图题2-4(a)所示电路在输入图题2-4(b)波形时的输出端X、Y的波形。图题2-4解:【题2-5】 试设计一逻辑电路,其信号A可以控制信号B,使输出Y根据需要为Y=B或Y=。解:可采用异或门实现,逻辑电路如下:【题2-6】 某温度与压力检测装置在压力信号A或温度信号B中有一个出现高电平时,输出低电平的报警信号,试用门电路实现该检测装置。 解:压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为:,有如下逻
7、辑图。【题2-7】 某印刷裁纸机,只有操作工人的左右手同时按下开关A与B时,才能进行裁纸操作,试用逻辑门实现该控制。解:开关A、B与裁纸操作之间的关系为,逻辑图如下:【题2-8】 某生产设备上有水压信号A与重量信号B,当两信号同时为低电平时,检测电路输出高电平信号报警,试用逻辑门实现该报警装置。解:水压信号A、重量信号B与报警信号之间的关系为,逻辑图如下:【题2-9】 如果如下乘积项的值为1,试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。(1)AB;(2);(3);(4) 解:(1)A=1,B=1 (2)A=1、B=1、C=0 (3)A=0,B=1,C=0 (4)A=1,B=0或C=1【题2-10】 如
8、果如下和项的值为0,试写出该和项中每个逻辑变量的取值。(1);(2);(3);(4)解:(1)A=0,B=0 (2)A=0,B=1或C=1 (3)A=1,B=0,C=1 (4)A=0,B=1或C=0【题2-11】 对于如下逻辑函数式中变量的所有取值,写出对应Y的值。(1);(2) 解:(1)ABCY00000010010001101001101111001111(2) 当A取1时,输出Y为1,其他情况Y=0。【题2-12】 试证明如下逻辑函数等式。(1);(2);(3)解:(1)左边右边 (2)左边=右边 (3)左边=【题2-13】 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。(1);(2);(3);(
9、4)解:(1) (2) (3) (4)【题2-14】 试用代数法化简如下逻辑函数式。(1);(2);(3)解:(1)=A(2)=C(3)=A【题2-15】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。(1);(2);(3)解:(1)(2)=(3)=【题2-16】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。(1);(2);(3)解:(1)=(2)=(3)=ABC【题2-17】 将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。(1);(2);(3);(4)解:(1)=(2)=(3)=(4)【题2-18】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。(1);(2);(3);(4)解:(1) (2);(3)(4)【题2-1
10、9】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解:(1);(2);(3)【题2-20】 试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。解:(1);(2);(3)【题2-21】 将如下逻辑函数式画成真值表。解:(1);ABCY100000010010001111000101011011111(2);ABCY00000010010001111000101111001111(3)ABCY00000010010001111001101111001111【题2-22】 将如下逻辑函数式画成真值表。解:(1);ABCY00000010010101101000101111001111(2)ABCDY00001000100
11、010000110010000101101101011101000010011101001011011000110101110011110【题2-23】 写出图题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式。图题2-23解:(1) (2)【题2-24】 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。(1); (2);(3);(4)表题2-25 A B CY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0 011 0 111 1 001 1 11【题2-25】 写出表题2-25的与或逻辑函数式。【题2-26】 用与非门实现如下逻辑函数。(1)=(2)=(3)=【题2-27】 用或非门实现题2-26中的逻辑函数。(1
12、)=(2)=(3)=第3章习题与参考答案【题3-1】 试画出74HC与74LS系列逻辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示意图。解:74HC系列(5V): 74LS系列: 【题3-2】 某逻辑门的输入低电平信号范围为-3-12V,输入高电平范围为312V。若该逻辑门的输入电压值为-5V、-8V、+5V、+8V,对于正逻辑约定,这些电压值各代表什么逻辑值?若是采用负逻辑约定,这些电压值各代表什么逻辑值?解:正逻辑:5V、8V 代表逻辑0;+5V、+8V 代表逻辑1若是负逻辑:5V、8V 代表逻辑1;+5V、+8V 代表逻辑0【题3-3】 CMOS非门电路采用什么类型的MOS管?解:采用一个PMO
13、S管和一个NMOS管。【题3-4】 试确定图题3-4所示的MOS管中,哪些是导通的?哪些是截止的?图题3-4解:(a)通;(b)通;(c)通;(d)通【题3-5】 试分析图题3-5所示MOS电路的逻辑功能,写出Y端的逻辑函数式,并画出逻辑图。图题3-5解:ABCDY00001000100010000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110ABCDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110【题
14、3-6】 请查阅74HC04手册,确定该器件在4.5V电源时的高电平与低电平噪声容限。解:查手册74HC04,VCC=4.5V时:VIHmin=3.15V,VILmax=1.35V20A负载电流时:VOHmin=4.4V,VOLmax=0.1VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.1V=1.25VVNH= VOHminVIHmin=4.4V3.15V=1.25V4mA负载电流时:VOHmin=4.18V,VOLmax=0.26VVNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.26V=1.09VVNH= VOHminVIHmin=4.18V3.15V=1.03V【题3-7】 某门电
15、路的输出电流值为负数,请确定该电流是拉电流还是灌电流。解:流出芯片的电流为负数,因此为拉电流。【题3-8】 请查阅74HC04手册,确定该器件在拉电流4mA负载时,可否保持VOHmin 4V(VCC=4.5V)。解:可以保持VOH4V,因为VOHmin=4.18V【题3-9】 请查阅74HC04手册,确定该器件在灌电流4mA负载时,可否保持VOLmax 0.4V(VCC=4.5V)。解:可以保持VOL0.4V,因为VOLmax=0.26V。【题3-10】 请查阅74HC04手册,确定该器件在驱动74HC00时的高电平与低电平扇出系数。解:若输出高电平为VCC-0.1V时,高电平扇出系数NH=I
16、OHmax/IIH=0.02mA/1A=20 若扇出低电平为0.1V时,低电平扇出系数NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1A =20【题3-11】 查阅商业温度范围的74HC00芯片手册,回答如下问题:(1)电源电压范围;(2)输出高电平电压范围;(3)输出低电平电压范围;(4)输入高电平电压范围(5)输入低电平电压范围;(6)该芯片的静态电源电流;(7)典型传播延迟时间;(8)扇出系数。解:(1)电源电压范围26V (2)输出高电平范围:当IOH20A时:(Vcc0.1V)Vcc 当Vcc=3V、|IOH|2.4mA时:2.34V3V当Vcc=4.5V、|IOH|4mA时:3.84V
17、4.5V当Vcc=6V、|IOH|5.2mA时:5.34V6V(3)输出低电平范围:当IOL20A时:GND+0.1V 当Vcc=3V、|IOL|2.4mA时:0V0.33V当Vcc=4.5V、|IOL|4mA时:0V0.33V当Vcc=6V、|IOL|5.2mA时:0V0.33V(4)输入高电平电压范围当Vcc=2V时,1.5V2V当Vcc=3V时,2.1V3V当Vcc=4.5V时,3.15V4.5V当Vcc=6V时,4.2V6V(5)输入低电平电压范围;当Vcc=2V时,0V0.5V当Vcc=3V时,0V0.9V当Vcc=4.5V时,0V1.35V当Vcc=6V时,0V1.8V(6)该芯片
18、的静态电源电流;6V时:2A/每封装(7)典型传播延迟时间;Vcc=2V时,tPHL= tPLH=75ns;Vcc=3V时,tPHL= tPLH=30ns;Vcc=4.5V时,tPHL= tPLH=15ns;Vcc=2V时,tPHL= tPLH=13ns;(8)扇出系数。如果保证输出电流小于20A时输出高低电平,则由于输入漏电流为1A,因此有扇出系数为20。【题3-12】 请叙述CMOS数字电路输入端不能悬空的原因。解:因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗,容易受到干扰,一旦受到干扰后,会使输出电平发生转换,产生功耗,因此输入端不能悬空,应该连接确定的逻辑电平。【题3-13】 去耦电容
19、的安装位置与芯片电源引脚之间的距离有何关系?解:去耦电容的作用是消除芯片动作对电源电流的影响,或是消除电源电压波动对芯片的影响,因此越接近芯片的电源引脚越好。【题3-14】 门电路有哪两个重要时间参数?各有何意义?解:一个是输出瞬变时间,门电路的输出从一个状态向另外一个状态转换需要的过渡时间。另外一个是传输延迟时间,是输入信号变化到输出信号变化之间需要的时间。【题3-15】 某CMOS开漏输出门驱动发光二极管,若电源电压为5V,发光二极管电流为5mA,发光管压降为1.8V,试计算上拉电阻值。解:忽略开漏输出门的管压降,上拉电阻R(5-1.8)/5=0.64k【题3-16】 试判断图题3-16中
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