中国石油大学数字电子技术课后习题答案.ppt

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1、A B C(A B)C+A B C=A B C=2.72.10)(+=DCCBDB)()(+=DCADBACBDCDBABF=(A+B)(A+B+C)(A+C)+B+C+D(3)AB+AC+BC f（a,b,c,）=AB+AC .(A+B)(A+C)(B+C+f(a,b,c)=(A+B)(A+C)F=(A+B)(A+B+C)(A+C)+B+C+D=(A+B)(A+C)+B+C+D=AC+AB+BC+B+C+D=AC+AB+B+C+D=B+C+DF=A+BD+BCABCD 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2.12(2)(4)用卡诺图化简函数 为与或式。1 1 1 11 1 1 1

2、 DABC解解：函数的对偶式用卡诺图对其进行化简，卡诺图如图所示，化简结果为将对偶函数再对偶一次便得到原函数12(6)F=m（1,2,3,5,6)A11111AF=BC+BC+ABBCF=BC+BC+ACA11111ABC(8）F=m（3,4,5,7,8,9,13,14,15)ABCD 1 1 1 1 1 1 1 1 1+ABC+BD+ABC+ABCF=ACDABCD 1 1 1 1 1 1 1 1(10）F=m（0,1,2,4,6,10,14,15)F=A B C+A D+A B C+C DBCD 1 1 x 1 x x 1 x 1 x x 1 1(1)F=m(0,1,4,7,9,10,13

3、)+d(2,3,5,8,12,15)2.13F=C+BD+BDF=C+BD+ADAABCD 1 1 x 1 x x 1 x 1 x x 1 1ABCD 1 x 1 1 1 x 1 x 1 x x13(3)F=m(3,5,8,9,10,12)+d(0,1,2,7,13)F=A C+A D+B D13(5)F=m(2,3,5)+d(6,7)11xx1F=B+ACABCABCD 1 x 1 1 1 x 1 x 1 1 1 x13(7)F=B C+B C3.8ABC100F1F2AB&=1&ENVCC&ENCF2ABCF2ABCF2+3V+5VViRB5KRC1KRLKVo=15=15=BIVi-0.

4、7=0.46mA3.10（1）当）当K断开时，断开时，Vi=3V时的时的Vo=?I IBSBS=CSI=0.3CR-CCV=0.31mARBI IB BIIBSBS三极管饱和三极管饱和,Vo=0.3V当当K断开时，断开时，Vi=0V时的时的Vo=5V+3V+5VViRB5KRC1KRLKVo=15=15当当K闭合时，闭合时，Vi=3V时的时的Vo=?解：解：Vi=3V时时I IBSBS=CSI=0.3C(R-CCV/RL)=0.627mA=BIVi-0.7RB=0.46mAI IB BI IBSBS不满足不满足三极管饱和条件三极管饱和条件三极管处于三极管处于放大放大状态状态0.5KIcVo=5

5、-0.5 Ic=5-0.5 IB=1.55V当当K闭合时，闭合时，Vi=0V时的时的Vo=3.7V&ABABVCCVCC&VCC&3.12VCC&3.14VCC(5V)RC 0.5 kb=50D题题图图3.14RB&已知已知TTL与非门带灌与非门带灌电流负载最大值电流负载最大值IOL=15mA，带拉电流负带拉电流负载最大值载最大值IOH=400 A。输输出高电平出高电平VOH=3.6V,输出输出低电平低电平VOL=0.3V；发光二发光二极管正向导通压降极管正向导通压降VD=2V，工作电流工作电流ID=510 mA；三极管的三极管的VBES=0.7V，VCES=0.3V,=50。试问该试问该电路

6、的与非门所带负载电路的与非门所带负载为为何种负载何种负载？三极管工作在三极管工作在饱和状态时，饱和状态时，计算计算RB的取的取值范围。值范围。VCC(5V)RC 0.5 kb=50DRB&解：解：1 因为与非门有一个输入端为低电平，所以因为与非门有一个输入端为低电平，所以输出为高电平，带拉电流负载。输出为高电平，带拉电流负载。IBI IBSBS=CSI=0.108mA0.3CR-CCV2-IB=(UOH-0.7)/RB=(3.6-0.7)/RBIBIBS(3.6-0.7)/RB0.108RB26.85KIB IOHMAX(3.6-0.7)/RB 0.4RB7.25K2 2 三极管工作在饱和状态

7、时三极管工作在饱和状态时,计算计算RB的取值范围。的取值范围。V Vcccc=5V,Rc=1K,R=5V,Rc=1K,RB B=3K,=10,I=3K,=10,IIHIH=10A,I=10A,IILIL=1.5mA,=1.5mA,当当V Vi i=0.3V=0.3V时时V Vo o能保证输出能保证输出3.63.6V?V?0.3V截止解解:V Vi i=0.3V=0.3V时时,三极管截止三极管截止Ic可保证可保证V Vo o 3.6V3.6V3.3.1515RCRBVCCvivob(a)&当当V Vi i=3.6V=3.6V时时V Vo o能保证输出能保证输出0.30.3V?V?V Vcccc=

8、5V,Rc=1K,R=5V,Rc=1K,RB B=3K,=10,I=3K,=10,IIHIH=10A,=10A,I IILIL=1.5mA,=1.5mA,3.6V解解:V Vi i=3.6V=3.6V时时,假设三极管假设三极管饱和饱和,能保证输出能保证输出0.30.3V VIB=3.6-0.70.73K三极管进入放大状态三极管进入放大状态,不能保证不能保证VO0.3VI RCRCRBVCCvivob(a)&=BSICSI=(4IIL+IRC)/=(4x1.5+(VCC-0.3)/RC)/10=1.07mA=0.97mAI 灌V Vcccc=5V,Rc=1K,R=5V,Rc=1K,RB B=3K

9、,=10,I=3K,=10,IIHIH=10A,=10A,I IILIL=1.5mA,=1.5mA,求电路的扇出系数求电路的扇出系数N=?负载为负载为3个个TTL与非门时电路正常工作与非门时电路正常工作解解:Vi=0.3V时电路可以正时电路可以正常工作常工作;Vi=3.6V时电路时电路不能正常工作不能正常工作;RCRBVCCvivob(a)&=BSI=(NIIL+IRC)/CSI=(1.5N+4.7)/100.97(1.5N+4.7)/10N3 V Vcccc=5V,Rc=1K,R=5V,Rc=1K,RB B=3K,=10,I=3K,=10,IIHIH=10A,I=10A,IILIL=1.5m

10、A,=1.5mA,当当V Vi i=0.3V=0.3V时时V Vo o能保证输出能保证输出3.63.6V?V?0.3V截止解解:V Vi i=0.3V=0.3V时时,三极管截止三极管截止 假设可保证假设可保证V Vo o=3.6V=3.6VI拉拉应计算拉电流应计算拉电流I拉拉(max)=VCC-V Vo oRC=5-3.63.61K=1.4mAI拉拉=I IIHIH 4=40 AAI拉拉I拉拉(max)三极管进入放大状态三极管进入放大状态,不能保证不能保证VO0.3VI 罐RCRBVCCvivob(a)&I RC该电路能否正常工作该电路能否正常工作?V Vcccc=5V,Rc=1K,R=5V,

11、Rc=1K,RB B=3K,=10,I=3K,=10,IIHIH=10A,=10A,I IILIL=1.5mA,=1.5mA,求电路的扇出系数求电路的扇出系数N=?NOL=IOL(max)IILI灌灌(max)=5mA1.5mA=3负载为负载为3个个TTL 与非门与非门时电路正常工作时电路正常工作解解:Vi=0.3V时电路可以正时电路可以正常工作常工作;Vi=3V时电路不时电路不能正常工作能正常工作;RCRBVCCvivob(a)&3.16(1)(2)3.17 三极管的三极管的UOH3.6V,UOL0.3V,已知已知CMOS与非门的与非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH0.15

12、mA,UOL=0.4V,IOL 0.5mA。TTL门的门的IIL=1.4mA，IIH=40A。欲使电路正。欲使电路正常工作，求（常工作，求（1）RBmin=？解：解：当当CMOS与非门输出高电与非门输出高电平平UOH=4.7V时，带拉电流负载时，带拉电流负载IB=4.7-0.7RB4.7-0.7RB26.7kRCRBVCCvob(a)&CMOSTTLIB&三极管的三极管的UOH3.6V,UOL0.3V,已知已知CMOS与非门的与非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH0.15mA,UOL=0.4V,IOL=0.5mA。TTL门的门的IIL=1.4mA，IIH=40A。欲使电路正。欲

13、使电路正常工作。（常工作。（2）若）若RB=40K，b=80b=80，求，求RC的取值范围；的取值范围；解：解：当当CMOS与非门输出高电平与非门输出高电平UOH=4.7V时时三极管饱和，输出低电平三极管饱和，输出低电平IB=4.7-0.7RB=0.1mAb b IB-IRC4.2IRC3.8RC1.24KRCRBVCCvob(a)&CMOSTTL&=BSI=(NIIL+IRC)/CSI IBIBS(VCC-0.3)/RC 3.8三极管的三极管的UOH3.6V,UOL0.3V,已知已知CMOS与非门的与非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH=3.6V,UOL=0.3V,已知已知C

14、MOS与与非门的非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH0.15mA,UOL=0.4V,IOL=0.5mA。TTL门的门的IIL=1.4mA，IIH=40A。欲使电路正常工作，求（。欲使电路正常工作，求（1）RBmin=？解：解：当当CMOS与非门输出与非门输出高电平高电平UOH=4.7V时，带时，带拉电流负载拉电流负载I拉=4.7-0.7RB4.7-0.7RB26.7kRCRBVCCvob(a)&CMOSTTLI拉&三极管的三极管的UOH=3.6V,UOL=0.3V,已知已知CMOS与非门的与非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH0.15mA,UOL=0.4V,IO

15、L 4.2IRC1.24KRCRBVCCvob(a)&CMOSTTL&三极管的三极管的UOH=3.6V,UOL=0.3V,已知已知CMOS与非门的与非门的UOH=4.7V，拉电流负载，拉电流负载IOH0.15mA,UOL=0.4V,IOL=0.5mA。TTL门的门的IIL=1.4mA，IIH=40A。欲使电路正。欲使电路正常工作。（常工作。（2）若）若RB=40K，b=80b=80，求，求RC的取值范围；的取值范围；当当CMOS与非门输出与非门输出低低电平电平UOL=0.4V时时三极管截止，输出高电平，带拉三极管截止，输出高电平，带拉电流负载。电流负载。I拉拉max=I拉拉=6 IIH=6 0

16、.04=0.24mARC0.24RCRBVCCvob(a)&CMOSTTL&4.1与或非表达式与或非表达式 在一个激光射击游戏中，允许射手在规定时间内打三枪：这三枪必须一枪打飞机，一枪打坦克，一枪打汽车。获奖条件是：命中不少于两枪，且其中必须有一枪命中的是飞机。试用与非门设计判别获奖的电路。4.4解：解：（1）定义输入、输出变量，逻辑赋值，建 立真值表。设输入变量：A：打飞机，A=1表示打中，A=0表示未打中；B：打坦克，B=1表示打中，B=0表示未打中；C：打汽车，C=1表示打中，C=0表示未打中。F：输出变量，F=1表示得奖，F=0表示未得奖；0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0

17、 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1A B C F根据真值表求输出函数的最简与或与或逻辑表达式。现用卡诺图化简，F的最简表达式为:F=AB+ACABC111将与或逻辑式转换为与非与非逻辑表达式：(3)画逻辑图B AC&F&A B C F00001111001100110101010101101000红灯A黄灯B绿灯C通行注意停车灯灭灯灭0灯亮灯亮1交通灯的亮与灭的有效组合如题图交通灯的亮与灭的有效组合如题图4.6所示，所示，如果交通灯的控制电路失灵，就可能出现信号灯如果交通灯的控制电路失灵，就可能出现信号灯的亮与灭的无效组合，试设计一个交通控制灯失的

18、亮与灭的无效组合，试设计一个交通控制灯失灵检测电路，检测电路要能检测出任何无效组合。灵检测电路，检测电路要能检测出任何无效组合。要求用要求用最少与非门最少与非门实现。实现。解：解：1.列出真值表：列出真值表：F：有效为有效为1，无效为，无效为04.62.写出最简逻辑表达式写出最简逻辑表达式3.画出逻辑电路图画出逻辑电路图4.7现有三台用电设备现有三台用电设备A1、A2、A3，每台用电，每台用电设备均为设备均为10kW.。由两台发电机组供电，。由两台发电机组供电，Y1发电机组的的功率为发电机组的的功率为20kW，Y2发电机组的发电机组的功率为功率为10kW。设计一个供电控制系统，当。设计一个供电

19、控制系统，当三台用电设备同时工作时，三台用电设备同时工作时，Y1、Y2均启动；均启动；两台用电设备工作时，两台用电设备工作时，Y1启动；一台用电设启动；一台用电设备工做时，备工做时，Y2启动。试启动。试3-8线译码器线译码器74138实实现之。现之。解：用电设备解：用电设备A1、A2、A3工作时，用工作时，用“1”表示；表示；发电机组启动时用发电机组启动时用“1”表示。表示。A3 A2 A1 Y2 Y10000111100110011010101010110100100010111真值表真值表 100&Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3A2 A1 A074LS13

20、8A3A2 A1Y2&Y1二二-十进制编码器十进制编码器4.10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1输输 入入 输输 出出I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1Y3 Y2 Y1 Y01 0 0 11 0 0 0 0

21、1 1 10 1 1 00 1 0 11 0 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 0 x x x x x x x x x 0 x x x x x x x x 0 1 x x x x x x x 0 1 1 x x x x x x 0 1 1 1 x x x x x 0 1 1 1 1 x x x x 0 1 1 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 1 1输输 入入 输输 出出I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0

22、11 0 0 0 0 1 1 1Y3 Y2 Y1 Y00 1 1 00 1 0 11 0 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 0二二-十进制优先编码器十进制优先编码器4.11(1)Y1=m(3,5,8,9,11,13)Y2=m(1,5,6,7,9,13)(2)ABCD取取(5,9,13)时时,Y1=Y2=14.15(1)Y=S0D1S1S1S0D2S1S0D3+S1S0D0(2)4.18ABC0ENYMUXS0S1S2D0D1D2D3D4D5D6D7 M 0 0 M 0 M M 1F (3)IC=IRC+I灌=(50.3)/2+4.2=6.55mA (4)ICS=IB=300.1=3mA IRC=ICS I灌=3 4.2=1.2 mA 电路不能正常工作 解：5VRC RB&IRCI拉拉I灌灌IC&CMOSb=50