(全)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課后答案夏路易

(全)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課后答案夏路易LtDPAGEPAGE1《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》習(xí)題與參考答案（2010．1）【題1-8】將下列自然二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成格雷碼。000；001；010；011；100；101；110；111解：格雷碼：000、001、011、010、110、111、101、100【題1-9】將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼。25；（2）34；（3）78；（4）152解：（1）25=（00100101）BCD（2）34=（00110100）BCD（3）78=（01111000）BCD（4）152=（000101010010）BCD【題1-10】試寫(xiě)出3位和4位二進(jìn)制數(shù)的格雷碼。解：4位數(shù)格雷碼；0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、第2章習(xí)題與參考答案圖題2-1解：圖題2-2解：圖題2-3解：圖題2-4解：【題2-5】試設(shè)計(jì)一邏輯電路，其信號(hào)A可以控制信號(hào)B，使輸出Y根據(jù)需要為Y=B或Y=。解：可采用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)，，邏輯電路如下：【題2-6】某溫度與壓力檢測(cè)裝置在壓力信號(hào)A或溫度信號(hào)B中有一個(gè)出現(xiàn)高電平時(shí)，輸出低電平的報(bào)警信號(hào)，試用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)裝置。解：壓力信號(hào)、溫度信號(hào)與報(bào)警信號(hào)之間的關(guān)系為：，有如下邏輯圖?！绢}2-7】某印刷裁紙機(jī)，只有操作工人的左右手同時(shí)按下開(kāi)關(guān)A與B時(shí)，才能進(jìn)行裁紙操作，試用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)該控制。解：開(kāi)關(guān)A、B與裁紙操作之間的關(guān)系為，邏輯圖如下：【題2-8】某生產(chǎn)設(shè)備上有水壓信號(hào)A與重量信號(hào)B，當(dāng)兩信號(hào)同時(shí)為低電平時(shí)，檢測(cè)電路輸出高電平信號(hào)報(bào)警，試用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)該報(bào)警裝置。解：水壓信號(hào)A、重量信號(hào)B與報(bào)警信號(hào)之間的關(guān)系為，邏輯圖如下：【題2-9】如果如下乘積項(xiàng)的值為1，試寫(xiě)出該乘積項(xiàng)中每個(gè)邏輯變量的取值。（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【題2-10】如果如下和項(xiàng)的值為0，試寫(xiě)出該和項(xiàng)中每個(gè)邏輯變量的取值。（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【題2-11】對(duì)于如下邏輯函數(shù)式中變量的所有取值，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)Y的值。（1）；（2）解：（1）ABCY00000010010001101001101111001111（2）當(dāng)A取1時(shí)，輸出Y為1，其他情況Y=0?！绢}2-12】試證明如下邏輯函數(shù)等式。（1）；（2）；（3）解：（1）左邊右邊（2）左邊=右邊（3）左邊=【題2-13】對(duì)如下邏輯函數(shù)式實(shí)行摩根定理變換。（1）；（2）；（3）；（4）解：（1）（2）（3）（4）【題2-14】試用代數(shù)法化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。（1）；（2）；（3）解：（1）=A（2）=C（3）=A【題2-15】試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)與或式。（1）；（2）；（3）解：（1）（2）=（3）=【題2-16】試用代數(shù)法將如下邏輯函數(shù)式化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)與或式。（1）；（2）；（3）解：（1）=（2）=（3）=ABC【題2-17】將如下邏輯函數(shù)式轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)之和形式。（1）；（2）；（3）；（4）解：（1）=（2）=（3）=（4）【題2-18】試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。（1）； （2）；（3）； （4）解：（1）（2）；（3）（4）【題2-19】試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下邏輯函數(shù)式。解：（1）；（2）；（3）【題2-20】試用卡諾圖化簡(jiǎn)如下具有任意項(xiàng)的邏輯函數(shù)式。解：（1）；（2）；（3）【題2-21】將如下邏輯函數(shù)式畫(huà)成真值表。解：（1）；ABCY100000010010001111000101011011111（2）；ABCY00000010010001111000101111001111（3）ABCY00000010010001111001101111001111【題2-22】將如下邏輯函數(shù)式畫(huà)成真值表。解：（1）；ABCY00000010010101101000101111001111（2）ABCDY00001000100010000110010000101101101011101000010011101001011011000110101110011110【題2-23】寫(xiě)出圖題2-23所示邏輯電路的邏輯函數(shù)式。圖題2-23解：（1）（2）【題2-24】畫(huà)出如下邏輯函數(shù)式的邏輯電路圖。（1）；（2）；（3）；（4）表題2-25ABCY0表題2-25ABCY00000011010001101001101111001111【題2-26】用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)。（1）=（2）=（3）=【題2-27】用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)題2-26中的邏輯函數(shù)。（1）=（2）=（3）=第3章習(xí)題與參考答案【題3-1】試畫(huà)出74HC與74LS系列邏輯門(mén)電路的輸出邏輯電平與輸入邏輯電平示意圖。解：74HC系列（5V）：74LS系列：【題3-2】某邏輯門(mén)的輸入低電平信號(hào)范圍為3～12

V，輸入高電平范圍為3～12

V。若該邏輯門(mén)的輸入電壓值為5

V、8

V、+5

V、+8

V，對(duì)于正邏輯約定，這些電壓值各代表什么邏輯值？若是采用負(fù)邏輯約定，這些電壓值各代表什么邏輯值？解：正邏輯：－5V、－8V代表邏輯0；+5V、+8V代表邏輯1若是負(fù)邏輯：－5V、－8V代表邏輯1；+5V、+8V代表邏輯0【題3-3】CMOS非門(mén)電路采用什么類(lèi)型的MOS管？解：采用一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管?！绢}3-4】試確定圖題3-4所示的MOS管中，哪些是導(dǎo)通的？哪些是截止的？圖題3-4解：（a）通；（b）通；（c）通；（d）通【題3-5】試分析圖題3-5所示MOS電路的邏輯功能，寫(xiě)出Y端的邏輯函數(shù)式，并畫(huà)出邏輯圖。圖題3-5解：ABCDY00001000100010000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110ABCDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110【題3-6】請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在4.5

V電源時(shí)的高電平與低電平噪聲容限。解：查手冊(cè)74HC04，VCC=4.5V時(shí)：VIHmin=3.15V，VILmax=1.35V20μA負(fù)載電流時(shí)：VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1VVNL=VILmax－VOLmax=1.35V－0.1V=1.25VVNH=VOHmin－VIHmin==4.4V－3.15V=1.25V4mA負(fù)載電流時(shí)：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26VVNL=VILmax－VOLmax=1.35V－0.26V=1.09VVNH=VOHmin－VIHmin==4.18V－3.15V=1.03V【題3-7】某門(mén)電路的輸出電流值為負(fù)數(shù)，請(qǐng)確定該電流是拉電流還是灌電流。解：流出芯片的電流為負(fù)數(shù)，因此為拉電流?！绢}3-8】請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在拉電流4

mA負(fù)載時(shí)，可否保持VOHmin>4V（VCC=4.5V）。解：可以保持VOH>4V，因?yàn)閂OHmin=4.18V【題3-9】請(qǐng)查閱74HC04手冊(cè)，確定該器件在灌電流4

mA負(fù)載時(shí)，可否保持VOLmax<0.4V（VCC=4.5V）。解：可以保持VOL<0.4V，因?yàn)閂OLmax=0.26V。解：若輸出高電平為VCC-0.1V時(shí)，高電平扇出系數(shù)NH=IOHmax/IIH=0.02mA/1μA=20若扇出低電平為0.1V時(shí)，低電平扇出系數(shù)NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1μA=20【題3-11】查閱商業(yè)溫度范圍的74HC00芯片手冊(cè)，回答如下問(wèn)題：（1）電源電壓范圍；（2）輸出高電平電壓范圍；（3）輸出低電平電壓范圍；（4）輸入高電平電壓范圍（5）輸入低電平電壓范圍；（6）該芯片的靜態(tài)電源電流；（7）典型傳播延遲時(shí)間；（8）扇出系數(shù)。解：（1）電源電壓范圍2~6V（2）輸出高電平范圍：當(dāng)IOH≤20μA時(shí)：（Vcc－0.1V）~Vcc當(dāng)Vcc=3V、|IOH|≤2.4mA時(shí)：2.34V~3V當(dāng)Vcc=4.5V、|IOH|≤4mA時(shí)：3.84V~4.5V當(dāng)Vcc=6V、|IOH|≤5.2mA時(shí)：5.34V~6V（3）輸出低電平范圍：當(dāng)IOL≤20μA時(shí)：GND+0.1V當(dāng)Vcc=3V、|IOL|≤2.4mA時(shí)：0V~0.33V當(dāng)Vcc=4.5V、|IOL|≤4mA時(shí)：0V~0.33V當(dāng)Vcc=6V、|IOL|≤5.2mA時(shí)：0V~0.33V（4）輸入高電平電壓范圍當(dāng)Vcc=2V時(shí)，1.5V~2V當(dāng)Vcc=3V時(shí)，2.1V~3V當(dāng)Vcc=4.5V時(shí)，3.15V~4.5V當(dāng)Vcc=6V時(shí)，4.2V~6V（5）輸入低電平電壓范圍；當(dāng)Vcc=2V時(shí)，0V~0.5V當(dāng)Vcc=3V時(shí)，0V~0.9V當(dāng)Vcc=4.5V時(shí)，0V~1.35V當(dāng)Vcc=6V時(shí)，0V~1.8V（6）該芯片的靜態(tài)電源電流；6V時(shí)：2μA/每封裝（7）典型傳播延遲時(shí)間；Vcc=2V時(shí)，tPHL=tPLH=75ns；Vcc=3V時(shí)，tPHL=tPLH=30ns；Vcc=4.5V時(shí)，tPHL=tPLH=15ns；Vcc=2V時(shí)，tPHL=tPLH=13ns；（8）扇出系數(shù)。如果保證輸出電流小于20μA時(shí)輸出高低電平，則由于輸入漏電流為±1μA，因此有扇出系數(shù)為20。【題3-12】請(qǐng)敘述CMOS數(shù)字電路輸入端不能懸空的原因。解：因?yàn)镃MOS電路的輸入端具有非常高的輸入阻抗，容易受到干擾，一旦受到干擾后，會(huì)使輸出電平發(fā)生轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生功耗，因此輸入端不能懸空，應(yīng)該連接確定的邏輯電平?！绢}3-13】去耦電容的安裝位置與芯片電源引腳之間的距離有何關(guān)系？解：去耦電容的作用是消除芯片動(dòng)作對(duì)電源電流的影響，或是消除電源電壓波動(dòng)對(duì)芯片的影響，因此越接近芯片的電源引腳越好?！绢}3-14】門(mén)電路有哪兩個(gè)重要時(shí)間參數(shù)？各有何意義？解：一個(gè)是輸出瞬變時(shí)間，門(mén)電路的輸出從一個(gè)狀態(tài)向另外一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要的過(guò)渡時(shí)間。另外一個(gè)是傳輸延遲時(shí)間，是輸入信號(hào)變化到輸出信號(hào)變化之間需要的時(shí)間?！绢}3-15】某CMOS開(kāi)漏輸出門(mén)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，若電源電壓為5V，發(fā)光二極管電流為5mA，發(fā)光管壓降為1.8V，試計(jì)算上拉電阻值。解：忽略開(kāi)漏輸出門(mén)的管壓降，上拉電阻R≈（5-1.8）/5=0.64kΩ【題3-16】試判斷圖題3-16中哪個(gè)三極管是導(dǎo)通或是截止的。圖題3-16解：（a）導(dǎo)通；（b）截止；（c）導(dǎo)通；（d）截止【題3-17】請(qǐng)查閱74LS00手冊(cè)，確定該門(mén)的高電平與低電平噪聲容限。解：查手冊(cè)74LS00，VCC=5V時(shí)：VIHmin=2V，VILmax=0.8V-400μA拉電流時(shí)：VOHmin=2.7V；8mA灌電流時(shí)，VOLmax=0.5V低電平噪聲容限：VNL=VILmax－VOLmax=0.8V－0.5V=0.3V高電平噪聲容限：VNH=VOHmin－VIHmin==2.7V－2V=0.7V【題3-18】請(qǐng)回答TTL電路的灌電流能力強(qiáng)還是拉電流能力強(qiáng)？解：灌電流能力為8mA，拉電流能力為0.4mA，因此灌電流能力強(qiáng)?！绢}3-19】試計(jì)算74LS系列門(mén)驅(qū)動(dòng)74LS系列門(mén)時(shí)的扇出系數(shù)。解：查手冊(cè)可知，IIH=20μA；IIL=－0.4mA因此有NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20NL=IOLmax/IILmax=8/0.4=20【題3-20】當(dāng)74LS系列門(mén)電路采用拉電流方式驅(qū)動(dòng)流過(guò)5mA電流的發(fā)光二極管時(shí)，出現(xiàn)什么情況？若是采用74HC系列電路驅(qū)動(dòng)，有什么不同嗎？解：74LS下列電路的拉電流能力只有0.4mA，因此驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，二極管亮度很?。欢捎?4HC系列電路時(shí)，有足夠的驅(qū)動(dòng)能力使發(fā)光二極管發(fā)光?！绢}3-21】連接5V電壓的上拉電阻要保持15個(gè)74LS00輸入為高電平，上拉電阻的最大阻值是多少？若按照計(jì)算的最大阻值，高電平噪聲容限為多少？解：若使上拉高電平與74LS輸出高電平VOHmin相同，則有Rmax=（Vcc－VOHmin）/（15×IIHmax）=（5－2.7）/（15×20μA）=7.66kΩ選為7.5kΩ。對(duì)于所選7.5kΩ電阻，有上拉高電平=5－（7.5kΩ×（15×20μA））=2.75V，因此有噪聲容限為0.75V?！绢}3-22】有源輸出（圖騰柱）與集電極開(kāi)路（OC）輸出之間有什么區(qū)別？解：OC門(mén)輸出端只能輸出低電平和開(kāi)路狀態(tài)，其輸出級(jí)需要上拉電阻才能輸出高電平，且上拉電源可以與芯片電源不同，因此常用于不同電源電壓芯片之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平變換，OC門(mén)輸出端可以并聯(lián)實(shí)現(xiàn)線與；有源輸出可以輸出低電平與高電平，兩個(gè)有源輸出端連接在一起時(shí)，若是一個(gè)輸出端輸出高電平，另外一個(gè)輸出端輸出低電平時(shí)，可引起較大電流損壞輸出級(jí)?！绢}3-23】查閱商業(yè)溫度范圍的74LS00芯片手冊(cè)，回答如下問(wèn)題：（1）電源電壓范圍；（2）輸出高電平電壓范圍；（3）輸出低電平電壓范圍；（4）輸入高電平電壓范圍；（5）輸入低電平電壓范圍；（6）該芯片的電源電流；（7）典型傳播延遲時(shí)間；（8）扇出系數(shù)。解：（1）電源電壓范圍4.75~5.25V（2）輸出高電平范圍：當(dāng)|IOH|≤0.4mA時(shí)：2.7V~5V（3）輸出低電平范圍：當(dāng)IOL≤8mA時(shí)：0~0.5V（4）輸入高電平電壓范圍：2V~5V（5）輸入低電平電壓范圍；0~0.8V（6）該芯片的靜態(tài)電源電流；5.5V時(shí)：ICCH=1.6mA/每封裝5.5V時(shí)：ICCL=4.4mA/每封裝（7）典型傳播延遲時(shí)間；tPHL=10ns；tPLH=9ns；（8）扇出系數(shù)。高電平輸入電流IIH=20μA，輸出IOH為400μA，因此高電平扇出系數(shù)為20。低電平輸入電流IIL=0.4mA，輸出IOL為8mA，因此低電平輸出心事為20?！绢}3-24】試確定圖題3-24所示74LS門(mén)電路的輸出狀態(tài)（設(shè)電源VCC為5

V）。圖題3-24解：Y1=高電平；Y2=開(kāi)路；Y3=高電平；Y4=高阻；Y5=高電平；Y6=高電平Y(jié)7=高電平；Y8=高阻；Y9=高電平；Y10=高電平【題3-25】試確定圖題3-25所示74HC門(mén)電路的輸出狀態(tài)（設(shè)電源VCC為5

V）。圖題3-25解：Y1=高電平；Y2=低電平；Y3=低電平【題3-26】試確定圖題3-26所示74LS門(mén)電路的輸出負(fù)載是灌電流還是拉電流，并確定最大電流值。圖題3-26解：（1）輸出低電平，因此是灌電流負(fù)載，保證輸出為0.5V時(shí)的最大電流值為8mA。（2）輸出高電平，因此是拉電流負(fù)載，保證輸出為2.7V時(shí)的最大電流值為0.4mA。【題3-27】寫(xiě)出圖題3-27所示電路的邏輯函數(shù)式。若是每個(gè)門(mén)的IOL（max）=20mA，VOL（max）=0.25V，假設(shè)Y端連接10個(gè)TTL負(fù)載。試求電源電壓是5V情況下的最小上拉電阻值。圖題3-27解：邏輯函數(shù)式：若假設(shè)每個(gè)LSTTL低電平輸入電流為0.4mA，則有：Rmin=（Vcc-VOLmax）/（IOLmax－10×0.4）=（5V－0.25V）/（20mA-4mA）≈0.3kΩ【題3-28】圖題3-28所示的74LS電路中，若是VI1為下列情況時(shí)，VI2為多少？（這里假設(shè)電壓表內(nèi)阻為50k）。（1）VI1懸空。（2）VI1接低電平（0.3V）。（3）VI1接高電平（3.6V）。（4）VI1經(jīng)過(guò)68電阻接地。（5）VI1經(jīng)過(guò)10k電阻接地。圖題3-28解：設(shè)肖特基二極管壓降為0.25V，晶體管發(fā)射結(jié)壓降0.6V，則有（1）V12≈1V；（2）V12≈0.3V；（3）V12≈1V；（4）V12≈0V；（5）V12≈1V；【題3-29】試說(shuō)明如下各種門(mén)電路中哪些輸出端可以直接并聯(lián)使用？（1）具有推拉輸出（圖騰柱）的TTL電路。（2）TTL電路OC門(mén)。（3）TTL電路三態(tài)門(mén)。（4）具有互補(bǔ)輸出（非門(mén)）結(jié)構(gòu)的CMOS電路。（5）CMOS電路OD門(mén)。（6）CMOS電路三態(tài)門(mén)。解：（2）（3）（5）（6）可以。第4章習(xí)題與參考答案【題4-1】寫(xiě)出圖題4-1的輸出邏輯函數(shù)式。圖題4-1解：（1）（2）【題4-2】使用與門(mén)、或門(mén)實(shí)現(xiàn)如下的邏輯函數(shù)式。（1） （2） （3）解：【題4-3】（1） （2） （3）【題4-4】試寫(xiě)出圖題4-4所示電路的邏輯函數(shù)式，列出真值表，并分析該電路的邏輯功能。圖題4-4解：ABCY100000010010001111000101111011111此電路是三人表決電路，只要有兩個(gè)人輸入1，輸出就是1。ABCDY200000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111110該電路在4個(gè)輸入中有3個(gè)為1時(shí)，輸出Y2為1?！绢}4-5】邏輯電路與其輸入端的波形如圖題4-5所示，試畫(huà)出邏輯電路輸出端Y的波形。圖題4-5解：【題4-6】圖題4-6所示的邏輯電路中，與非門(mén)為74LS00，或非門(mén)是74LS02，非門(mén)是74LS04。試分析該電路的最大傳輸延遲時(shí)間。圖題4-6解：74LS00、74LS02和74LS04的最大tPHL和tPLH都是15ns，因?yàn)锳信號(hào)經(jīng)過(guò)4級(jí)門(mén)達(dá)到輸出端X，因此最大傳輸延遲時(shí)間為4×15ns=60ns。【題4-7】圖題4-7所示的是家用報(bào)警器裝置，該裝置具有6個(gè)開(kāi)關(guān)，各開(kāi)關(guān)動(dòng)作如下：圖題4-7人工報(bào)警開(kāi)關(guān)M，該開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，報(bào)警信號(hào)ALARM=1，開(kāi)始報(bào)警。報(bào)警使能開(kāi)關(guān)EN，該開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，窗戶(hù)、門(mén)和車(chē)庫(kù)信號(hào)才能使ALARM=1。復(fù)位開(kāi)關(guān)RST，該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，取消報(bào)警。窗戶(hù)開(kāi)關(guān)W，該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=1，開(kāi)始報(bào)警。門(mén)開(kāi)關(guān)D，該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=1，開(kāi)始報(bào)警。車(chē)庫(kù)開(kāi)關(guān)G，該開(kāi)關(guān)平常處于閉合狀態(tài)，一旦斷開(kāi)，使ALARM=1，開(kāi)始報(bào)警。（1）試寫(xiě)出圖示電路的邏輯函數(shù)式。（2）（3）（4）試計(jì)算該電路的最大靜態(tài)功耗，若用5V電壓、800mA·h的電池供電，可以工作多長(zhǎng)時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源電流如下：六非門(mén)74HC04的電源電流ICC=2A；四2輸入與門(mén)74LS08的電源電流ICCH=4.8mA，ICCL=8.8mA。解：（1）圖示電路的邏輯函數(shù)式為：（2）三種邏輯電路之間的噪聲容限74HC04驅(qū)動(dòng)74LS08，高電平噪聲容限為4.9V－2V=2.9V；低電平噪聲容限0.8V－0.26V=0.54V。74HCT的輸入信號(hào)兼容TTL，因此LS08電路可以驅(qū)動(dòng)HCT32電路，因此噪聲容限計(jì)算如下：高電平噪聲容限=2.4V-2V=0.4V；低電平噪聲容限為0.8V-0.5V=0.3V。（3）輸入開(kāi)關(guān)與邏輯電路之間、邏輯電路與9013晶體管之間是否正常動(dòng)作輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)RST、D、G、W的與74HC04連接，由于HC系列電路的輸入電阻很大，只需要1μA電流，因此開(kāi)關(guān)信號(hào)的高電平近似為5V，低電平近似為0，因此高電平噪聲容限為1.5V，低電平噪聲容限為1.5V；輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)EN與74LS08連接，74LS08低電平輸入電流為0.4mA，因下拉電阻為1kΩ，因此輸入低電平VIL為0.4V，因此低電平噪聲容限為0.8V－0.4V=0.4V，高電平噪聲容限為5V-2V=3V。輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)M與74HCT32連接，由于74HCT32的輸入電流為1μA，因此開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)的高電平接近于5V，低電平接近于0V，因此高電平噪聲容限為5V－2V=3V，低電平噪聲容限為0.8－1=0.8V；HCT32的高電平驅(qū)動(dòng)能力在4mA時(shí)，可保證輸出高電平為4V，因此有9013三極管的基極電流為IB=（VOHmax-VBE）/R6=（4V-0.7V）/2.2kΩ=1.5mA。若9013的電流放大倍數(shù)為180倍，因此有臨界飽和集電極電流IC=1.5mA×180=270mA，也就是IC小于270mA時(shí)，9013處于飽和區(qū)，大于270mA時(shí)9013處于放大區(qū)。若蜂鳴器SPK的工作電流為20mA，因此9013可以可靠飽和導(dǎo)通。（4）試計(jì)算該電路的最大靜態(tài)功耗，若用5V電壓、800mA·h的電池供電，可以工作多長(zhǎng)時(shí)間。各芯片靜態(tài)電源電流如下：74HC04的靜態(tài)電流為2A。若是4個(gè)門(mén)都輸出高電平，每個(gè)驅(qū)動(dòng)74LS08的高電平輸入電流為20A，共80A。ICC04=2A+4×20A=82A。74HCT32的靜態(tài)電流為20A；每個(gè)引腳附加電源電流0.5mA，則附加電源電流6×0.5mA=3.02mA；報(bào)警時(shí)，74HCT32在輸出高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)三極管的基極電流為1.5mA。不報(bào)警時(shí)的電流：ICC32=20A+6×0.5mA=3.02mA報(bào)警時(shí)的電流：ICC32=20A+6×0.5mA+1.5mA=4.52mA74LS08的平均靜態(tài)電流ICC08=（ICCH+ICCL）/2=（4.8mA+8.8mA）/2=6.8mA。報(bào)警動(dòng)作時(shí)流過(guò)上下拉電阻的最大電流IR=6×（5V/1kΩ）=6mA。不報(bào)警動(dòng)作時(shí)，3個(gè)上下拉電阻的電流IR=3×（5V/1kΩ）=3mA。報(bào)警動(dòng)作時(shí)的蜂鳴器工作電流ISPK=20mA。蜂鳴器不報(bào)警動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR=0.082mA+3.02mA+6.8mA+3mA≈12.9mA若是采用若用5V電壓、800mA·h的電池供電，可以工作時(shí)間t=800/15.9≈61.5h。蜂鳴器動(dòng)作時(shí)的電源電流ICC為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR+ISPK=0.082mA+4.52mA+6.8mA+6mA+20mA≈37.4mA若是蜂鳴器一直報(bào)警，5V電壓、800mA·h的電池只能工作約800/37.4≈20h。若要增加運(yùn)行時(shí)間，需要全部使用HC系列芯片，同時(shí)將上下拉電阻阻值增加到400kΩ，則蜂鳴器不動(dòng)作時(shí)的電源電流為：ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR=6A+8A+14A+12.5A×3=0.066mA這里所用的HC電路的靜態(tài)電流都是2A，每用一個(gè)引腳增加1A。3個(gè)上下拉電阻的電流為12.5A×3=37.5A。因此800mA·h的電池供電，可以工作時(shí)間t=800/0.066≈12121h，約為505天。【題4-8】試用74LS147、74LS04和74LS21組成一個(gè)0～9按鍵編碼器，要求輸出任一按鍵按下信號(hào)EN，并輸出高電平有效的編碼A3～A0。解：【題4-9】試用門(mén)電路設(shè)計(jì)4線-2線優(yōu)先編碼器，輸入、輸出信號(hào)都是高電平有效，要求任一按鍵按下時(shí)，GS為1，否則GS=0；還要求沒(méi)有按鍵按下時(shí)，EO信號(hào)為1，否則為0。解：DCBAA1A0GSEO0000000100010010001X011001XX10101XXX1110得到：邏輯電路如下圖所示?！绢}4-10】用3線-8線譯碼器74LS138和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)如下多輸出函數(shù)。解：==【題4-11】試用3線-8線譯碼器74LS138和門(mén)電路實(shí)現(xiàn)一位二進(jìn)制全減器（輸入為被減數(shù)、減數(shù)與來(lái)自低位的借位；輸出為差和向高位的借位）。要求用按鍵輸入減數(shù)、被減數(shù)和進(jìn)位，發(fā)光二極管顯示減法結(jié)果。解：被減數(shù)減數(shù)借位差借位MNBSUBC0000000111010110110110010101001100011111【題4-12】試用74LS147、74LS46、74LS04與共陽(yáng)數(shù)碼管等元件設(shè)計(jì)一個(gè)0～9按鍵輸入，數(shù)碼管顯示按鍵數(shù)字值的電路。解：【題4-13】試用門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)2選1數(shù)據(jù)選擇器。解：若是輸入信號(hào)為A、B，選擇信號(hào)為S，輸出信號(hào)為Y，則有：用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)如下：【題4-14】試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)如下函數(shù)。解：=【題4-15】試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路，輸入為3位二進(jìn)制代碼，輸出為3位格雷碼。解：ABCXYZ000000001001010011011010100110101111110101111100【題4-16】試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)4個(gè)開(kāi)關(guān)控制一個(gè)燈的邏輯電路，要求改變?nèi)魏我粋€(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)都能控制燈的狀態(tài)（由滅到亮，或反之）。解：設(shè)D、C、B、A為四個(gè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)輸出1，閉合輸出0；Y表示燈，1表示亮。DCBAY00000000110010100110010010101001100011111000110010101001011111000110111110111110【題4-17】試分析圖題4-17所示電路在S1、S0信號(hào)控制下，其輸入A、B與輸出Y之間的關(guān)系。圖題4-17解：由圖得到：S1S0Y00AB01A+B1011【題4-18】試采用門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)6線-1線數(shù)據(jù)選擇器。要求電路最簡(jiǎn)單。解：根據(jù)題意，有如下函數(shù)式：就是用3-6譯碼器、與門(mén)和或門(mén)組成6-1選擇器，由于為不完全譯碼器，任意項(xiàng)m6和m7不出現(xiàn)，因此可以化簡(jiǎn)譯碼器邏輯函數(shù)。因此有下圖：【題4-19】試寫(xiě)出圖題4-19所示加法器的輸出。圖題4-19解：COS2S1S0=1100【題4-20】對(duì)于圖題4-20所示波形作為輸入的74LS85電路，試畫(huà)出其輸出端的波形。圖題4-20解：【題4-21】對(duì)于圖題4-21所示波形作為輸入的電路，試畫(huà)出其輸出端的波形。解：圖題4-21【題4-22】試設(shè)計(jì)一個(gè)BCD代碼轉(zhuǎn)換成格雷碼的代碼轉(zhuǎn)換器。解：根據(jù)題意做真值表如下：DCBAWXYZ00000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101用卡諾圖化簡(jiǎn)：D+C因此有如下電路：【4-23】試設(shè)計(jì)一個(gè)檢測(cè)電路，當(dāng)4位二進(jìn)制數(shù)為0、2、4、6、8、10、12、14時(shí)，檢測(cè)電路輸出為1。解：DCBAY00001000100010100110010010101001101011101000110010101011011011001110101110111110得到：因此有電路如下：【4-24】某公司3條裝配線各需要100kW電力，采用兩臺(tái)發(fā)電動(dòng)機(jī)供電，一臺(tái)100kW，另外一臺(tái)是200kW，3條裝配線不同時(shí)開(kāi)工，試設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電動(dòng)機(jī)控制器，可以按照需求啟動(dòng)發(fā)電動(dòng)機(jī)以達(dá)到節(jié)電的目的。解：設(shè)C、B、A代表三條裝配線，G100代表100kW發(fā)電機(jī)，G200代表200kW發(fā)電機(jī)。CBAG100G2000000000110010100110110010101011100111111有邏輯圖如下：【題4-25】某單片機(jī)控制外部設(shè)備的電路如圖題4-25所示，圖中S1、S2是受控外部設(shè)備，單片機(jī)輸出地址為A7～A0，試求出設(shè)備S1與S2的地址碼。圖題4-25解：S1地址為：A7A6A5A4A3A2A1A01000X001100X0001S2地址為：A7A6A5A4A3A2A1A01000X100100X0100【題4-26】試用4線-16線譯碼器74154、16選1數(shù)據(jù)選擇器74150以及非門(mén)7404設(shè)計(jì)一個(gè)用6根線傳輸16線信號(hào)的電路（需要查閱74154和74150數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解這兩個(gè)芯片的功能）。解：直接設(shè)計(jì)如下：【題4-27】試設(shè)計(jì)一個(gè)BCD輸入的4位數(shù)碼管掃描顯示電路，輸入信號(hào)為4位BCD碼與4位低電平有效的掃描信號(hào)（使用共陽(yáng)數(shù)碼管、BCD-7段譯碼器74LS247、雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153與三極管）?！绢}4-28】某醫(yī)院有4間病房，各個(gè)房間按患者病情嚴(yán)重程度不同分類(lèi)，1號(hào)房間患者病情最重，4號(hào)房間病情最輕。試用74LS148設(shè)計(jì)一個(gè)患者呼叫裝置，該裝置按患者的病情嚴(yán)重程度呼叫大夫（按下按鈕相當(dāng)于呼叫），就是若兩個(gè)或兩個(gè)以上的患者同時(shí)呼叫大夫，則只顯示病情重患者的呼叫。要求采用數(shù)碼管顯示房間號(hào)，并用蜂鳴器提示。解：直接設(shè)計(jì)，邏輯電路如下。第5章習(xí)題與參考答案[題5-1]畫(huà)出圖題5-1所示的SR鎖存器輸出端Q、端的波形，輸入端與的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-1解：[題5-2]畫(huà)出圖題5-2所示的SR鎖存器輸出端Q、端的波形，輸入端S與R的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-2解：[題5-3]畫(huà)出圖題5-3所示的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器輸出端Q、端的波形，輸入端S、R與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-3解：[題5-4]畫(huà)出圖題5-4所示的電平觸發(fā)D觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端D與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-4解：[題5-5]畫(huà)出圖題5-5所示的邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器輸出端Q端的波形，輸入端D與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-5解：[題5-6]畫(huà)出圖題5-6所示的邊沿D觸發(fā)器輸出Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-6解：[題5-7]試畫(huà)出圖題5-7所示電路輸出端Q1、Q0端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-7解：[題5-8]畫(huà)出圖題5-8所示的JK觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端J、K與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-8解：[題5-9]畫(huà)出圖題5-9所示的正邊沿觸發(fā)JK觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端J、K與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-9解：[題5-10]畫(huà)出圖題5-10所示的JK觸發(fā)器輸出端Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-10解：[題5-11]畫(huà)出圖題5-11所示的脈沖JK觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端J、K與CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-11解：[題5-12]試畫(huà)出圖題5-12所示電路輸出端Q1、Q0端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-12解：[題5-13]試畫(huà)出圖題5-13所示T觸發(fā)器輸出Q端的波形，輸入端CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-13[題5-14]試畫(huà)出圖題5-14所示各觸發(fā)器輸出Q端的波形，CLK、A和B的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-14解：對(duì)于Q1：對(duì)于Q2：對(duì)于Q3：[題5-15]試畫(huà)出圖題5-15所示各觸發(fā)器輸出Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-15解：[題5-16]試畫(huà)出圖題5-16所示觸發(fā)器輸出Q端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-16解：[題5-17]試畫(huà)出圖題5-17所示電路中觸發(fā)器輸出Q1、Q2端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-17解：[題5-18]試畫(huà)出圖題5-18所示電路中觸發(fā)器輸出Q1、Q2端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-18解：[題5-19]試畫(huà)出圖題5-19所示電路中觸發(fā)器輸出Q1、Q2端的波形，輸入端CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-19解：[題5-20]試畫(huà)出圖題5-20所示電路中觸發(fā)器輸出Q1、Q2端的波形，CLK的波形如圖所示。（設(shè)Q初始狀態(tài)為0）圖題5-20解：[題5-21]試將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器。[題5-22]試將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器。兩式對(duì)比有：第6章習(xí)題與參考答案[題6-1]用文字描述圖題6-1所示的狀態(tài)圖，并說(shuō)明是何種類(lèi)型狀態(tài)機(jī)。圖題6-1解：狀態(tài)A：如果輸入為0，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)A，輸出0如果輸入為1，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)B，輸出0狀態(tài)B：如果輸入為0，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)A，輸出0如果輸入為1，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)C，輸出0狀態(tài)C：如果輸入為0，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)A，輸出0如果輸入為1，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)D，輸出0狀態(tài)D：如果輸入為0，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)A，輸出0如果輸入為1，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)D，輸出1該狀態(tài)為梅里狀態(tài)機(jī)。[題6-2]試寫(xiě)出圖題6-2所示狀態(tài)圖的狀態(tài)表。圖題6-2解：（1）輸入現(xiàn)態(tài)/輸出次態(tài)S=0S0/SZ=0S1S=1S1/SZ=0S2S2/SZ=1S0

（2）輸入/輸出現(xiàn)態(tài)次態(tài)S=1/M=0S0S1S=0/M=0S1S2S=1/M=0S2S3S=0/M=1S3S0[題6-3]試畫(huà)出圖題6-3所示的狀態(tài)表的狀態(tài)圖。解：圖題6-3[題6-4]試寫(xiě)出圖題6-4所示電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程、輸出方程與狀態(tài)圖，并按照所給波形畫(huà)出輸出端Y的波形。圖題6-4解：左圖：驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：輸出方程：右圖：驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：輸出方程：由于狀態(tài)方程=輸出方程與左圖一樣，因此具有與左圖相同的狀態(tài)表、狀態(tài)圖與時(shí)序圖。[題6-5]分析圖題6-5所示的電路。寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程、輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)表和狀態(tài)圖，并說(shuō)明是何種狀態(tài)機(jī)。圖題6-5解FF0驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：FF1驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：輸出方程：狀態(tài)表如下：狀態(tài)機(jī)如下：可以看出是摩爾狀態(tài)機(jī)。[題6-6]分析圖題6-6所示的電路。寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程、輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)表和狀態(tài)圖，并說(shuō)明是何種狀態(tài)機(jī)。圖題6-6解：驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：輸出方程：該狀態(tài)機(jī)是摩爾狀態(tài)機(jī)。[題6-7]分析圖題6-7所示的電路。寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程、輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)表和狀態(tài)圖，并說(shuō)明是何種狀態(tài)機(jī)。圖題6-7解：FF0驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：FF1驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：輸出方程：該狀態(tài)為梅里狀態(tài)機(jī)。狀態(tài)表與狀態(tài)圖如下：題6-8~題6-14的分析方法與上述題目的分析方法相同，這里留給讀者。[題6-15]圖題6-15所示的是5位右移寄存器與輸入信號(hào)DATA、時(shí)鐘CLK的波形圖，若寄存器初始狀態(tài)為00000，試畫(huà)出寄存器輸出Q4~Q0的波形圖。圖題6-15解：[題6-16]圖題6-16所示的是8位右移寄存器74HC164符號(hào)、輸入信號(hào)DATA、時(shí)鐘CLK的波形圖，若寄存器初始狀態(tài)為00000000，試畫(huà)出寄存器輸出QF~QA的波形圖。圖題6-16解：[題6-17]圖題6-17所示的是8位右移寄存器74HC164與共陽(yáng)數(shù)碼管的連接圖，其輸入信號(hào)DATA、時(shí)鐘CLK的波形圖，若寄存器初始狀態(tài)為00000000，試畫(huà)出74HC164輸出QF~QA的波形圖，并說(shuō)明數(shù)碼管顯示的數(shù)字是多少？圖題6-17解：顯示數(shù)字1[題6-18]圖題6-18所示的是并入串出8位右移寄存器74HC165的連接圖，以及輸入信號(hào)CLKINH、移位/置數(shù)信號(hào)與時(shí)鐘CLK的波形圖，若74HC165并入數(shù)據(jù)為11100101，試畫(huà)出74HC165輸出Y的波形圖。圖題6-18解：[題6-19]試用上升沿D觸發(fā)器構(gòu)成異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求畫(huà)出邏輯電路圖，以及計(jì)數(shù)器輸入時(shí)鐘CLK與D觸發(fā)器輸出端Q2~Q0的波形圖。[題6-20]同題6-16，將所設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器改為減法計(jì)數(shù)器。[題6-21]試用上升沿JK觸發(fā)器構(gòu)成異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求畫(huà)出邏輯電路圖，以及計(jì)數(shù)器輸入時(shí)鐘CLK與JK觸發(fā)器輸出端Q2~Q0的波形圖。[題6-22]同題6-21，將所設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器改為減法計(jì)數(shù)器。[題6-23]試用上升沿JK觸發(fā)器構(gòu)成同步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求畫(huà)出邏輯電路圖。解：[題6-24]圖題6-24所示為異步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS293組成的計(jì)數(shù)器電路，試說(shuō)明該計(jì)數(shù)電路是多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并說(shuō)明復(fù)位信號(hào)RESET的有效電平，圖題6-24解：RESET有效電平為低電平。該計(jì)數(shù)器是13進(jìn)制計(jì)數(shù)器。[題6-25]圖題6-25所示為具有同步清除功能的同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS163組成的計(jì)數(shù)器電路，試說(shuō)明該計(jì)數(shù)電路是多少進(jìn)制。圖題6-25解：該電路是異步清零6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。[題6-26]圖題6-26所示為具有異步清除功能的同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161組成的計(jì)數(shù)電路，試說(shuō)明該計(jì)數(shù)電路是多少進(jìn)制。圖題6-26解：異步清零5進(jìn)制計(jì)數(shù)器。[題6-27]圖題6-27所示為具有同步預(yù)置功能的同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161組成的計(jì)數(shù)電路，試說(shuō)明該計(jì)數(shù)電路是多少進(jìn)制。圖題6-27解：該電路是同步置數(shù)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。[題6-28]圖題6-28所示為具有同步預(yù)置功能的同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161組成的計(jì)數(shù)電路，試說(shuō)明該計(jì)數(shù)電路是多少進(jìn)制。圖題6-28解：該計(jì)數(shù)器是同步置數(shù)12進(jìn)制。置入數(shù)為3，數(shù)14時(shí)準(zhǔn)備好置數(shù)條件，再加一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，置入數(shù)3。[題6-29]試判斷圖題6-29所示為電路為多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是同步電路還是異步電路。圖題6-29解：上圖：同步級(jí)連100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。下圖：異步級(jí)連100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。[題6-30]試畫(huà)出圖題6-30所示電路的狀態(tài)圖，并畫(huà)出時(shí)鐘CLK作用下的Y端波形。圖題6-30解：狀態(tài)順序?yàn)椋?、7、8、E、F、0、6、7、8、E、F寫(xiě)成二進(jìn)制為：0000011001111000111011110000，因此Y（D）端的波形如下。下圖中a[..]是計(jì)數(shù)器輸出。[題6-31]試分析圖題6-31所示電路的功能。圖題6-31解：該電路具有移位寄存器功能。（圖中a1~a4是計(jì)數(shù)器輸出）【題6-32】試用74LS161采用反饋置數(shù)法組成十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：當(dāng)計(jì)數(shù)到10時(shí)，再來(lái)計(jì)數(shù)脈沖上升沿，置數(shù)0?！绢}6-33】試用74LS160采用反饋清零法組成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：當(dāng)計(jì)數(shù)到7時(shí)，產(chǎn)生異步清零，因此數(shù)字7只出現(xiàn)一瞬間。【題6-34】試用2片74LS161采用整體反饋清零法組成128進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：采用同步連接方式，當(dāng)計(jì)數(shù)到16*8=128時(shí)，產(chǎn)生反饋清零動(dòng)作?！绢}6-35】試用2片74LS161采用整體反饋置數(shù)法組成128進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：當(dāng)計(jì)數(shù)到高位為7時(shí)，準(zhǔn)備置數(shù)動(dòng)作，當(dāng)?shù)臀贿M(jìn)位RCO為1時(shí)，高位時(shí)鐘的上升沿到達(dá)后，高位置數(shù)0，而低位從F返回0?！绢}6-36】試用2片74LS160組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：該計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到59時(shí)，再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿，則低位返回零，高位置數(shù)0?！绢}6-37】試用2片74LS161組成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要求計(jì)數(shù)值為1～12。解：當(dāng)計(jì)數(shù)到12時(shí)，再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿，計(jì)數(shù)器低位置1，高位置0。[題6-38]*試用D觸發(fā)器構(gòu)成3位格雷碼計(jì)數(shù)器。解：第1步，畫(huà)狀態(tài)表。Q2Q1Q0000001011010110111101100第2步畫(huà)出驅(qū)動(dòng)表第3步寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程（D觸發(fā)器的狀態(tài)方程就是驅(qū)動(dòng)方程）第4步畫(huà)邏輯圖第5步在MAXplusII軟件或QUARTUSII軟件的仿真結(jié)果。[題6-39]*用D觸發(fā)器構(gòu)成5進(jìn)制計(jì)數(shù)器。該例可用題6-38所用的步驟做。[題6-40]試用4個(gè)D觸發(fā)器組成自啟動(dòng)4進(jìn)制環(huán)行計(jì)數(shù)器。解：分析題意，得到狀態(tài)表如下：Q3Q2Q1Q0D0D0改為說(shuō)明000100100100100000010001000000110101011001111001101010111100110111101111000001111111100000000000可進(jìn)入0001可進(jìn)入1001-0001可進(jìn)入1010、0100可進(jìn)入1001，0010可進(jìn)入1110-1100-1000可進(jìn)入0010可進(jìn)入0100可進(jìn)入0110-1100-1000可進(jìn)入1000可進(jìn)入1010-0100可進(jìn)入1100-1000可進(jìn)入1110-1100-1000可知驅(qū)動(dòng)函數(shù)D0如下：電路圖如下；采用MAXplusII軟件仿真結(jié)果如下：[題6-41]試用4個(gè)D觸發(fā)器組成自啟動(dòng)6進(jìn)制扭環(huán)行計(jì)數(shù)器?？梢园凑疹}6-40的步驟解題6-41。[題6-42]用JK觸發(fā)器構(gòu)成5進(jìn)制計(jì)數(shù)器。該例可用題6-38所用的步驟做。[題6-43]試用74LS160組成30進(jìn)制計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路，要求采用共陽(yáng)數(shù)碼管。解：直接設(shè)計(jì)，如下圖所示：[題6-44]一個(gè)地下車(chē)庫(kù)可以停放99輛車(chē)，在入口處和出口處分別安裝有車(chē)輛傳感器用于檢測(cè)車(chē)輛的進(jìn)入和駛出，試設(shè)計(jì)一個(gè)車(chē)庫(kù)車(chē)數(shù)量顯示裝置，該裝置可以顯示車(chē)庫(kù)內(nèi)停放車(chē)的數(shù)量。（當(dāng)檢測(cè)到車(chē)輛時(shí)，傳感器輸出幅值為+5V的脈沖信號(hào)）。（建議采用同步十進(jìn)制雙時(shí)鐘加減計(jì)數(shù)器74LS192或是可預(yù)置數(shù)同步4位加減十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS190）解：直接設(shè)計(jì)，如下圖所示。[題6-45]如圖圖題6-45所示，車(chē)輛速度檢測(cè)裝置有兩個(gè)分離距離為10m的車(chē)輛傳感器，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)第1個(gè)傳感器時(shí)，該傳感器輸出高電平脈沖，這時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)；當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)第2個(gè)傳感器時(shí)，該傳感器輸出高電平脈沖，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；若是計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期T為0.1s，則計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)N乘以時(shí)鐘周期就是時(shí)間，由于兩傳感器之間距離已知，則車(chē)速V=10m/（N*T）。試設(shè)計(jì)該裝置，要求用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值。（可參考圖題6-45）圖題6-45解：由題意得到狀態(tài)圖：由狀態(tài)圖得到狀態(tài)表與次態(tài)卡諾圖如下：由次態(tài)卡諾圖得到如下?tīng)顟B(tài)方程與輸出方程：采用MAXplusII仿真電路與結(jié)果如下：最后電路如下：[題6-46]試設(shè)計(jì)一個(gè)電燈控制器，當(dāng)按鈕A按下后（低電平有效），電燈亮10s后滅（計(jì)數(shù)到10s信號(hào)高電平有效）。（提示：該控制器框圖可參考圖題6-46）。圖題6-46解：該題的狀態(tài)圖如下：[題6-47]試設(shè)計(jì)一個(gè)控制2電機(jī)的控制器。要求電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)10s后，電機(jī)1停止，電機(jī)2工作；電機(jī)2工作5s后，電機(jī)2停止，電機(jī)1啟動(dòng)，不斷循環(huán)；按鈕A按下后，控制器開(kāi)始運(yùn)行。（提示：該控制器框圖如圖題6-47所示）。圖題6-47解：該題的參考狀態(tài)機(jī)如下：[題6-48]用D或JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)數(shù)字微分電路，要求在按鈕A按下（低電平）時(shí)，輸出脈寬小于等于狀態(tài)機(jī)時(shí)鐘CLK一個(gè)周期的低電平脈沖信號(hào)。解：該題的參考狀態(tài)機(jī)如下圖所示：[題6-49]試設(shè)計(jì)一個(gè)電燈控制器，當(dāng)按鈕A按下后（低電平有效），電燈亮5s后滅；若是按鈕在燈亮5s期間，再按下按鈕A，則燈長(zhǎng)亮不滅；若這時(shí)按下按鈕A，則燈滅。（提示：該控制器框圖可參考圖題6-49）。圖題6-49可參考例題6-25步驟解此題。第7章習(xí)題與參考答案[題7-1]ROM存儲(chǔ)器是如何分類(lèi)的？解：1．不可寫(xiě)入數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器（1）二極管ROM（2）掩模存儲(chǔ)器（MROM，MaskROM）2．可寫(xiě)入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器（1）一次編程存儲(chǔ)器（PROM，ProgrammableROM）（2）可擦除存儲(chǔ)器（EPROM，ErasableProgrammableROM）（3）電擦除存儲(chǔ)器（E2PROM，ElectricalErasableProgrammableROM）（4）快閃存儲(chǔ)器（FLASHROM）[題7-2]什么是存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)？什么是存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)？解：每個(gè)地址所存數(shù)據(jù)的位數(shù)為存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)，每個(gè)存儲(chǔ)器的地址數(shù)為存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)。[題7-3]ROM存儲(chǔ)器的地址線、數(shù)據(jù)線、與的作用是什么？解：地址線用于尋找數(shù)據(jù)地址；數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)；為芯片選擇信號(hào)，低電平有效；輸出使能控制信號(hào)，低電平有效。[題7-4]掩模存儲(chǔ)器MROM有哪兩種主要結(jié)構(gòu)？解：NAND與NOR結(jié)構(gòu)。[題7-5]什么是地址譯碼器？解：將地址線轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)器地址的譯碼器。[題7-6]UVPROM有什么特點(diǎn)？E2PROM有什么特點(diǎn)？解：UVPROM采用紫外線擦除數(shù)據(jù)，電方法寫(xiě)入數(shù)據(jù)；E2PROM采用電方法擦除與寫(xiě)入數(shù)據(jù)。[題7-7]存儲(chǔ)器的地址線與地址數(shù)之間什么關(guān)系？解：地址線數(shù)為N則地址數(shù)為2N。[題7-8]EPROM存儲(chǔ)器27256在地址有效后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后數(shù)據(jù)有效？解：tACC=90~200ns之間。[題7-9]E2PROM存儲(chǔ)器AT28C64B的軟件保護(hù)功能有什么作用？解：軟件保護(hù)功能用于防止雜亂引腳信號(hào)引起的存儲(chǔ)器誤擦除與寫(xiě)入動(dòng)作[題7-10]試用74LS160、74LS138、74LS04和二極管ROM矩陣組成一個(gè)4彩燈控制電路。各個(gè)彩燈（發(fā)光二極管）亮滅如表題7-11所示。表題7-10彩燈亮滅表地址數(shù)據(jù)A2A1A0D0D1D2D30000011110010010201001013011101041000111510100006110010171111010解：D0=m3+m7D1=m0+m2+m4+m6D2=m0+m1+m3+m4+m7D1=m0+m2+m4+m6所設(shè)計(jì)電路圖如下：[題7-11]用ROM實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)（采用74LS138作為地址譯碼器）[題7-12]常見(jiàn)隨機(jī)存儲(chǔ)器是如何分類(lèi)的？解：1．易失數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器（1）靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM，StaticRandomAccessMemory）（2）動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM，DynamicRandomAccessMemory）2．非易失數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器（NVRAM，NonvolatileRAM）（1）SRAM+后備電池（BAKBAT）（2）SRAM+E2PROM[題7-13]靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器之間的最大區(qū)別是什么？解：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，只要有電源，所存數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元由電容構(gòu)成，由于電容放電，所存電荷隨時(shí)間推移消失，因此經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，要重新充電（刷新）。因此即使有電源，如果不刷新，也會(huì)丟失數(shù)據(jù)。[題7-14]非易失隨機(jī)存儲(chǔ)器與一般隨機(jī)存儲(chǔ)器的區(qū)別是什么？解：非易失存儲(chǔ)器在掉電后不丟失數(shù)據(jù)，一般存儲(chǔ)器掉電后要丟失數(shù)據(jù)。[題7-15]某存儲(chǔ)器具有64個(gè)地址，每個(gè)地址保存8位數(shù)據(jù)，則該存儲(chǔ)器的容量是多少？解：存儲(chǔ)容量為64×8=512bit[題7-16]某字長(zhǎng)為8的存儲(chǔ)器容量為512KB，該存儲(chǔ)器的地址線有多少根？解：該存儲(chǔ)器的地址數(shù)為512K，所以地址線根數(shù)為19根。[題7-17]試用2片2048x4位的存儲(chǔ)器組成2048x8位存儲(chǔ)器，請(qǐng)畫(huà)出邏輯圖。解：按照題意有如下邏輯圖。[題7-18]試用4片1Kx8位的存儲(chǔ)器組成4Kx8位存儲(chǔ)器，請(qǐng)畫(huà)出邏輯圖（地址譯碼采用74LS138）。[題7-19]試用十六進(jìn)制數(shù)寫(xiě)出如下存儲(chǔ)器的最高地址。（1）2Kx4（2）32Kx8（3）512Kx16（4）1Mx8解：（1）7FF（2）7FFF（3）7FFFF（4）FFFFF[題7-20]某單片機(jī)具有16根地址線，請(qǐng)回答該單片機(jī)的尋址范圍是多少？解：0~65535或是0~FFFF。第10章習(xí)題與參考答案【題10-1】在圖題10-1所示的電路中，已知R1=10k，R2=30k，其中CMOS非門(mén)電路的電源電壓VCC=6V。①計(jì)算該電路的正向閾值電壓VT+、負(fù)向閾值電壓VT－和回差電壓ΔVT。②畫(huà)出該電路的傳輸特性曲線。③畫(huà)出圖示波形輸入下的輸出電壓VO波形。圖題10-1解：計(jì)算正向與負(fù)向閾值。畫(huà)傳輸特性：輸出VO的波形：【題10-2】圖題10-2所示的是施密特觸發(fā)器74LS14與其輸入端電壓Vi的波形，試畫(huà)出輸出電壓VO的波形與傳輸特性。圖題10-2【題10-3】CMOS門(mén)組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖題10-3所示。若電阻R=1k，電容C=0.1F，試計(jì)算該電路的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。圖題10-3解：暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間為：【題10-4】CMOS門(mén)組成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖題10-4所示。若電阻R=1k，電容C=0.1F，試計(jì)算該電路的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。圖題10-4解：暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間為：【題10-5】由門(mén)電路7406、74HC14組成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖題10-5所示。若電阻R=10k、電容C=0.1F，試計(jì)算該電路的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。圖題10-5解：若是取VCC=5V，VT+=3.5V，則暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間：【題10-6】用74HC14組成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、按鈕、三極管、繼電器等元器件設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)燈開(kāi)關(guān)，要求按鈕按下后，燈亮60s后滅。請(qǐng)畫(huà)出該開(kāi)關(guān)的包括元件參數(shù)的電路圖。解：電路設(shè)計(jì)如下：暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間：【題10-7】試用74121組成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路，在74121的B端連接的按鈕按下后產(chǎn)生的上升沿觸發(fā)74121，使74121的Q端輸出寬度為100ms的高電平脈沖。請(qǐng)選擇74121外接電阻與電容的值，并畫(huà)出該延時(shí)電路的電路圖。解：電路圖如下：若輸出100ms的脈沖，若是取REXT=39kΩ，則可以計(jì)算出【題10-8】CMOS非門(mén)74HC04組成的多諧振蕩器如圖題10-8所示，試計(jì)算輸出VO的方波周期T。圖題10-8解：振蕩周期T計(jì)算如下：

圖題10-9解：取5V時(shí)的74HC14的VT+=3V，VT-為2V，則有周期計(jì)算如下：【題10-10】試畫(huà)出74HC04組成的石英晶體振蕩器的電路圖，石英晶體的振蕩頻率為7.3728MHz。解：【題10-11】用定時(shí)器555組成單穩(wěn)態(tài)電路，要求按鈕按下后，定時(shí)器555暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間為1s。試選擇電阻與電容參數(shù)，并畫(huà)出電路圖。解：由于，取R=91kΩ，因此有因此有電路圖如下：【題10-12】用定時(shí)器555組成多諧振蕩器，要求輸出電壓VO的方波周期為1ms，試選擇電阻與電容的數(shù)值，并畫(huà)出電路圖。解：周期T計(jì)算如下：取C1=0.1μF，R2=5.1kΩ則有：【題10-13】用定時(shí)器555和JK觸發(fā)器74LS76組成4000Hz與2000Hz的時(shí)鐘源電路。解：頻率為4000Hz，周期T=0.25ms計(jì)算如下：取C1=0.01μF，R2=15kΩ則有：取R1=6.2kΩ第11章習(xí)題與參考答案圖題11-1解：輸出電壓為：圖題11-2解：【題11-3】圖題11-3所示的是權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器與其輸入數(shù)字信號(hào)列表，若數(shù)字1代表5V，數(shù)字0代表0V，試計(jì)算D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓VO。DD3D2D1D0VO0001－0.625V0011－0.625V－1.25V=1.8750100－2.5V0101－0.625V－2.5V=3.125V0110－2.5V－1.25=3.750111－0.625V－2.5V－1.25=4.375V10005V圖題11-3【題11-4】試計(jì)算圖題11-4所示電路的輸出電壓VO。圖題11-4解：由圖可知，D3~D0=0101因此輸出電壓為：【11-5】8位輸出電壓型R/2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓為5V，若數(shù)字輸入為10011001，該轉(zhuǎn)換器輸出電壓VO是多少？解：【題11-6】試計(jì)算圖題11-6所示電路的輸出電壓VO。圖題11-6解：【題11-7】試分析圖題11-7所示電路的工作原理。若是輸入電壓VIN=7.5V，D3～D0是多少？圖題11-7解：D3=1時(shí)，，D3=0時(shí)，VO=0。D2=1時(shí)，，D2=0時(shí)，VO=0。D1=1時(shí)，，D1=0時(shí)，VO=0。D0=1時(shí)，，D0=0時(shí)，VO=0由此可知：輸入電壓為7.5V，D3~D0=1101，這時(shí)VO=6