《数字电子技术基础》课后习题及参考答案.docx

1、精品文档第 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=

2、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）10

3、10.11；（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）01101100；（2）11001100；（3）1110111

4、0；（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）25；（2）34；（3）78

5、；（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：.A.B、C.【题 2-2】 试画出

6、图题 2-2（a）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：A.B.X.Y .【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：.AB.X.Y.【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：.AB.X.Y.【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= B 。解：可采用异或门实现， Y = AB + AB ，逻辑电路如下：.= 1AY . B.【题 2-6】

7、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： Y = A + B ，有如下逻辑图。. 1AY . B.【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Y = A + B ，逻辑图如下：.&AY . B.【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

8、号 B 与报警信号之间的关系为Y = A + B ，逻辑图如下：. 1AY . B.【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） ABC ；（3） ABC ；（4） ABC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） A + B ；（2） A + B + C ；（3） A + B + C ；（4） A + B + C解：（1）A=0，B=0（2）A=0，B=1 或 C=1（3）A=1，B=0，C

9、=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） Y = ABC + AB ；（2） Y = ( A + B)( A + B)解：（1） Y = ABC + AB = A（C + B）ABCY00000010010001101001101111001111（2） Y = ( A + B)( A + B) = A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） AB + ABC = AB ；（2） AB（C + C）+ AC = AB + AC ；（3） A(BC + BC

10、) + AC = A(BC ) + AC解：（1）左边= AB + ABC = AB（1 + C）= AB = 右边（2） 左边= AB（C + C）+ AC = AB + AC = 右边（3） 左边= A（BC + BC）+ AC = A（BC）+ AC = 右边【题 2-13】 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。1（1） Y= A + B ；（2） Y3= AB ；（3） Y4= AB（C + D）；（4） Y=（A + BC + CD）+ BC1解：（1） Y2= A + B = AB（2） Y2 = AB = A + B （3） Y3 = AB（C + D）= AB +（C + D）=

11、 A + B + CD（4）Y 4 =（A + BC + CD）+ BC =（ABC（C + D）+ BC = ABC + ABCD + BC = ABC + BC = AB + BC【题 2-14】 试用代数法化简如下逻辑函数式。1（1） Y= A( A + B) ；（2） Y= BC + BC ；（3） Y= A( A + AB)23解：1（1） Y2（2） Y= A( A + B) =A= BC + BC =C3（3） Y = A( A + AB) =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（1） Y3（3） Y= AB + ABC + ABCD + ABC D

12、E ；（2） Y2= AB +（A + B）C + AB= AB + ABC + A ；解：1（1） Y= AB + ABC + ABCD + ABC DE = AB2（2） Y= AB + ABC + A = A + C3（3） Y= AB +（A + B）C + AB = AB + C【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（1） Y3（3） Y1解：（1） Y= A BC + ( A + B + C) + A B CD ；（2） Y2= ABC ( AB + C(BC + AC )= A BC + ( A + B + C) + A B CD = AB= ABCD

13、+ ABCD + ABCD ；2（2） Y= ABCD + ABCD + ABCD = AB + CD3（3） Y = ABC ( AB + C(BC + AC ) =ABC3【题 2-17】 将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。1（1） Y4（4） Y1= ( A + B)(C + B) ；（2） Y2= AB(B C + BD)= ( A + BC )C ；（3） Y= AB + CD(AB + CD)；解：（1） Y（2） Y= ( A + BC )C =2= ( A + B)(C + B) =m（5，7）m（1，5，6，7）3（3） Y（4） Y4= AB + CD(AB + CD)

14、= AB(B C + BD)m（13，15）m（3，7，11，12，13，14，15）【题 2-18】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。1（1） Y3（3） Y= ABC + ABC + B ； （2） Y24= AC + AB + AB ； （4） Y= A + ABC + AB ；= AB C + AC + C解：1（1） Y= ABC + ABC + BBC00011110011.11111.A.Y1 = A + B2（2） Y= A + ABC + AB ；BC0.100011110111.1A.（3） Y.3= AC + AB + ABBC0.1A.Y2 = A00011110111.

15、1.（4） Y.=.YA34= AB C + AC + CBC0001111001111111.A.=.4.YA+C【题 2-19】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解：（1） F ( A, B, C, D) = m(0,1, 2,8,9,10,12,13,14,15) ；.CDAB00011110001110111111110111.1.Y = AB+ BD+ BC（2） F ( A, B, C, D) = m(2, 4,5,6,7,11,12,14,15) ；.CD 00011110AB000111111.111.1011.1.Y2 = AB+ BD+ ACD+ ACD（3） F ( A,

16、B, C, D) = m(0, 2, 4,6,7,8,12,14,15).ABCD 0001111000110111111111101.3Y = CD+ AD+ BC【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） F ( A, B, C, D) = m(3,5,8,9,10,12) + d (0,1, 2,13) ；.ABCD 0001111000XX1X011111X10111.Y1 = AB+ BD+ AC+CD精品文档（2） F( A, B, C, D) = m(4,5,6,13,14,15) + d (8,9,10,12) ；.CD 00011110AB0011

17、.101.11X111. 10XX.XY2 = BC+ BD+ AB（3） F ( A, B, C, D) = m(0, 2,9,11,13) + d (4,8,10,15).CD 00AB0111100011. 01X.111X. 10X11.XY3 = AD+ BD【题 2-21】 将如下逻辑函数式画成真值表。解：（1） Y1 = AB + BC ；ABCY100000010010001111000101011011111（2） Y2 = ( A + B)C ；ABCY000000100100011110001011110011113（3） Y= ( A + B)(B + C)ABCY00

18、000010010001111001101111001111【题 2-22】 将如下逻辑函数式画成真值表。解：1（1） F2（2） F= ABC + ABC + ABC ；ABCY00000010010101101000101111001111= ABCD + ABCD + AB CD + A B C DABCDY00001000100010000110010000101101101011101000010011101001011011000110101110011110【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） Y = AB = A + B（2）

19、 Y =（A + B）C = AC + BC【题 2-24】 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。（1） AB + AB ；1& 11&.A.B.（2） AB + A B + ABC ；Y1.1&1& 1&.AB.Y2 .C.（3） AB(C + D) ；1& 11.AY3.B. CD.（4） A + B(C + D(B + C). 1& 1& 11AB.Y4 .C D.【题 2-25】 写出表题 2-25 的与或逻辑函数式。Y = ABC + ABC + ABC + ABC表题 2-25ABCY00000011010001101001101111001111【题 2-26】 用与非门实现如下逻辑

20、函数。（1） F = ABC = ABC.&.ABF. C.（2） F = AB + CD = AB + CD = ABCD&.AFB. C D.（3） F = ( A + B)(C + D) = AC + BC + AD + BD = AC + BC + AD + BD = AC BC AD BD.&A.F . BCD.【题 2-27】 用或非门实现题 2-26 中的逻辑函数。（1） F = ABC = ABC = A + B + C11 11.A. BF .C.（2） F = AB + CD = AB + CD = A + B + C + D11 111.1A. B.F .CD. .（3）

21、 F = ( A + B)(C + D) = AC + BC + AD + BD = AC + BC + AD + BD = AC BC AD BD=（A + C）（B + C）（A + D）（B + D）=（A + C）+（B + C）+（A + D）+（B + D）1 11 1 11 1.1 1.A. B.F .CD.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：.5V4.44 VV CCV OH5VVCC3.5VV IH2.5 VV t1.5VV IL2.7V2.0V1

22、.1 VV OHV IHV t0.5V0VV OLGND. 0.8V 0.5V0VV ILV OLGND5V CMOS.5V LS【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为-3-12 V，输入高电平范围为312 V。若该逻辑门的输入电压值为-5 V、-8 V、+5 V、+8 V，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：5V、8V代表逻辑 0；+5V、+8V代表逻辑 1若是复逻辑：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 PMOS 管和一个 NMOS 管。

23、【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。解：图题 3-5ABCDY00001000100010000110010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110Y= A C D + B C DABCDY000010001100101001110100101011011010111010001100111010110110110

24、01110111110111110Y = AB + C + D【题 3-6】 请查阅 74HC04 手册，确定该器件在 4.5 V 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=1.35V20 A 负载电流时：VOHmin=4.4V，VOLmax=0.1V VNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.1V=1.25VVNH= VOHminVIHmin=4.4V3.15V=1.25V4mA 负载电流时：VOHmin=4.18V，VOLmax=0.26V VNL= VILmaxVOLmax=1.35V0.26V=1.

25、09VVNH= VOHminVIHmin=4.18V3.15V=1.03V【题 3-7】 某门电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 4 mA 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 4 mA 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

26、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=IOHmax/IIH=0.02mA/1 A=20若扇出低电平为 0.1V 时，低电平扇出系数 NL=IOLmax/IIL=0.02mA/1 A =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

27、26V（2）输出高电平范围：当 IOH20 A 时：（Vcc0.1V）Vcc当 Vcc=3V、|IOH|2.4mA 时：2.34V3V 当 Vcc=4.5V、|IOH|4mA 时：3.84V4.5V 当 Vcc=6V、|IOH|5.2mA 时：5.34V6V（3）输出低电平范围：当 IOL20 A 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 V

28、cc=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） 该芯片的静态电源电流；6V 时：2 A/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 20 A 时输出高低电平

29、，则由于输入漏电流为1 A，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。

30、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 中哪个三极管是导通或是截止的。图题 3-16解：（a）导通；（b）截止；（c）导通；（d）截止【题 3-17】 请查阅 74LS00 手册，确定该门的高电平与低电平噪声容限。解：查手册 74LS00，VCC=5V 时：VIHmin=2V，VILmax=0.8V-400 A 拉

31、电流时：VOHmin=2.7V；8mA 灌电流时，VOLmax=0.5V 低电平噪声容限：VNL= VILmaxVOLmax=0.8V0.5V=0.3V高电平噪声容限：VNH= VOHminVIHmin=2.7V2V=0.7V【题 3-18】 请回答 TTL 电路的灌电流能力强还是拉电流能力强？解：灌电流能力为 8mA，拉电流能力为 0.4mA，因此灌电流能力强。【题 3-19】 试计算 74LS 系列门驱动 74LS 系列门时的扇出系数。解：查手册可知，IIH=20 A；IIL=0.4mA因此有 NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20 NL=IOLmax/IILmax=8/0.

32、4=20【题 3-20】 当 74LS 系列门电路采用拉电流方式驱动流过 5mA 电流的发光二极管时，出现什么情况？若是采用 74HC 系列电路驱动，有什么不同吗？解：74LS 下列电路的拉电流能力只有 0.4mA，因此驱动发光二极管时，二极管亮度很小； 而采用 74HC 系列电路时，有足够的驱动能力使发光二极管发光。【题 3-21】 连接 5V 电压的上拉电阻要保持 15 个 74LS00 输入为高电平，上拉电阻的最大阻值是多少？若按照计算的最大阻值，高电平噪声容限为多少？解：若使上拉高电平与 74LS 输出高电平 VOHmin 相同，则有Rmax=（VccVOHmin）/（15IIHmax

33、）=（52.7）/（1520 A）=7.66k选为 7.5k 。对于所选 7.5k 电阻，有上拉高电平=5（7.5k （1520 A）=2.75V，因此有噪声容限为 0.75V。【题 3-22】 有源输出（图腾柱）与集电极开路（OC）输出之间有什么区别？解：OC 门输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级需要上拉电阻才能输出高电平，且上拉电源可以与芯片电源不同，因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变换，OC 门输出端可以并联实现线与；有源输出可以输出低电平与高电平，两个有源输出端连接在一起时，若是一个输出端输出高电平，另外一个输出端输出低电平时，可引起较大电流损坏输出级。【题 3-23】

34、 查阅商业温度范围的 74LS00 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 4.755.25V（2）输出高电平范围：当|IOH|0.4mA 时：2.7V5V（3）输出低电平范围：当 IOL8mA 时：00.5V（4） 输入高电平电压范围：2V5V（5） 输入低电平电压范围；00.8V（6） 该芯片的静态电源电流；5.5V 时：ICCH=1.6mA/每封装5.5V 时：ICCL=4.4m

35、A/每封装（7） 典型传播延迟时间；tPHL=10ns ；tPLH=9ns；（8） 扇出系数。高电平输入电流 IIH=20 A，输出 IOH 为 400 A，因此高电平扇出系数为 20。低电平输入电流 IIL=0.4mA，输出 IOL 为 8mA，因此低电平输出心事为 20。【题 3-24】 试确定图题 3-24 所示 74LS 门电路的输出状态（设电源 VCC 为 5 V）。图题 3-24解：Y1=高电平；Y2=开路；Y3=高电平；Y4=高阻；Y5=高电平；Y6=高电平Y7=高电平；Y8=高阻；Y9=高电平；Y10=高电平【题 3-25】 试确定图题 3-25 所示 74HC 门电路的输出状

36、态（设电源 VCC 为 5 V）。图题 3-25解：Y1=高电平；Y2=低电平；Y3=低电平【题 3-26】 试确定图题 3-26 所示 74LS 门电路的输出负载是灌电流还是拉电流，并确定最大电流值。图题 3-26解：（1）输出低电平，因此是灌电流负载，保证输出为 0.5V 时的最大电流值为 8mA。（2）输出高电平，因此是拉电流负载，保证输出为 2.7V 时的最大电流值为 0.4mA。【题 3-27】写出图题 3-27 所示电路的逻辑函数式。若是每个门的 IOL（max）=20mA，VOL（max）=0.25V，假设 Y 端连接 10 个 TTL 负载。试求电源电压是 5V 情况下的最小上

37、拉电阻值。解：逻辑函数式： Y = AB CD EF图题 3-27若假设每个 LS TTL 低电平输入电流为 0.4mA，则有： Rmin=（Vcc-VOLmax）/（IOLmax100.4）=（5V0.25V）/（20mA-4mA）0.3k【题 3-28】 图题 3-28 所示的 74LS 电路中，若是 VI1 为下列情况时，VI2 为多少？（这里假设电压表内阻为 50kW）。（1） I1 悬空。（2） I1 接低电平（0.3V）。（3） I1 接高电平（3.6V）。（4） I1 经过 68W电阻接地。（5） I1 经过 10kW电阻接地。图题 3-28解：设肖特基二极管压降为 0.25V，晶体管发射结压降 0.6V，则有（1）V121V；（2）V120.3V；（3）V121V；（4）V120V；（