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,数字电子技术基础,西安工程大学,数字电子技术基础,习题答案,西安工程大学 房晔,第1页,第四章 组合逻辑电路,第2页,十一、某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机,X,和,Y,。,Y,发电能力是,X,两倍。假如一个车间开工，只起动,X,即可；假如两个车间同时开工，只起动,Y,即可；假如三个车间同时开工，则,X,和,Y,都要起动。试设计一个控制发电机,X,、,Y,起动和停顿逻辑电路。,（,1,）用全加器实现。,（,2,）用译码器实现。,（,3,）用门电路实现，门电路种类不限。,答案：,用,E,、,F,、,G,三个变量作为输入变量分别对应三个车间，并设车间开工为,1,，不开工为,0,；,X,、,Y,两个变量作为输出变量分别对应两台发电机，并设电机开启为,1,，停顿为,0,。,依据题意可列真值表：,第3页,由真值表写出逻辑表示式：,（,1,）用全加器实现 令,CI,=,E,A,=,F,B,=,G,则,S,=,X,CO,=,Y,（,2,）用译码器实现,第4页,令,A,2,=,E,A,1,=,F,A,0,=,G,则,（,3,）用门电路实现，门电路种类不限。,第5页,第五章 触发器,第6页,15.,画出由与非门组成,SR,锁存器输出端 电压波形，,输入端 电压波形如图中所表示。,答案：,第7页,16.,画出由或非门组成,SR,锁存器输出端 电压波形，,输入端,S,、,R,电压波形如图中所表示。,答案：,第8页,17.,由或非门组成触发器和输入端信号如图所表示，设触发器,初始状态为,1,，画出输出端,Q,波形。,答案：,第9页,18.,在下列图电路中，若,CP,、,S,、,R,电压波形如图中所表示，,试画出,Q,波形，假定触发器初始状态为,Q,=0,。,答案：,第10页,19.,若主从结构,RS,触发器各输入端电压波形如图中所表示，试画,出 端对应电压波形。设触发器初始状态为,Q,=0,。,答案：,第11页,20.,已知主从结构,JK,触发器输入端,J,、,K,和,CP,电压波形如图所表示，,试画出 端对应波形。设触发器初始状态为,Q,=0,。,答案：,第12页,21.图示电路中，已知,CP,和输入信号,T,电压波形，试画出触发,器输出端 电压波形，设触发器起始状态为,Q,=0,。,答案：,第13页,22.,已知上升沿触发,D,触发器输入端波形如图所表示，画出,输出端,Q,波形。若为下降沿触发，画出输出端,Q,波形。设,初始状态为,Q,=0,。,答案：,第14页,23.,已知,D,触发器各输入端波形如图所表示，试画出,端波形。,答案：,第15页,24.,如图所表示为边缘,D,触发器组成电路图，设触发器初状态,Q,1,Q,0,=00,，确定,Q,0,及,Q,1,在时钟脉冲作用下波形。,答案：,因为,所以,即两个,D,触发器输入信号分别为另一个,D,触发器输出信,号，故在确定它们输出端波形时，应该分段交替画出其波形。,第16页,第六章 时序逻辑电路,第17页,7.试分析下列图所表示时序逻辑电路逻辑功效。,解：属同时时序电路，时钟方程省去。,输出方程：,驱动方程：,T,触发器特征方程：,将各触发器驱动方程代入特征方程，,即得电路状态方程：,第18页,列状态转换表,画状态转换图和时序波形图,由状态图能够看出，,当输入,X,0,时，状态改变为：,0001101100,当,X,1,时，状态改变为：,0011100100,可见，该电路既含有递增计数功效，又含有递减计数功效，,是一个,2,位二进制同时可逆计数器。,第19页,8.写出下列图电路驱动方程、特征方程和输出方程。,解：驱动方程,状态方程,输出方程,第20页,10.,输入信号波形如图所表示，试画出电路对应输出,Q,2,、,Q,1,波形图。,第21页,11.试分析下列图所表示时序逻辑电路逻辑功效。,解：属同时时序电路，时钟方程省去。,驱动方程：,将各触发器驱动方程代,入特征方程，即得电路,状态方程：,第22页,列状态转换表,画状态转换图,由状态转换图可知：,该电路属同时五进制计数器，不具备自开启功效。,第23页,12.,已知计数器输出端,Q,2,、,Q,1,、,Q,0,输出波形如图所表示，试画出对应状态图，并分析该计数器为几进制计数器。,由状态转换图可知：该电路属七进制计数器。,解：,第24页,13.,分析图示时序电路逻辑功效，假设电路初态为,000,，假如在,CP,前六个脉冲内，,D,端依次输入数据为,1,，,0,，,1,，,0,，,0,，,1,，则电路输出在此六个脉冲内是怎样改变？,解：属同时时序电路，时钟方程省去。,驱动方程：,将各触发器驱动方程代入特征方程，即得电路状态方程：,第25页,列状态转换表,该电路属三位右移移位存放器。,第26页,14.,分析图示计数器电路，说明这是多少进制计数器，并画出对应状态转换图。十进制计数器,74160,功效表与表,6.3.4,（教材,P282,）相同。,这是一个七进制进制计数器。,15.下列图所表示计数器电路为几进制计数器？,图示计数器电路分别为八进制计数器和七进制进制计数器。,第27页,16.,试用两片,4,位二进制加法计数器,74161,采取并行进位方式组成,8,位二进制同时加法计数器。模为,1616=256,。,17.,试用,74161,组成九进制计数器。（可采取异步清零法或同时预置数法）,异步清零法,同时预置数法,第28页,18.,试用集成计数器,74160,和与非门组成五进制计数器，要求直接利用芯片进位输出端作为该计数器进位输出。,20.,试用集成计数器,74160,和与非门组成,48,进制计数器。,解：因为,N,48,，所以要用两片,74160,组成此计数器。两芯片采取并行进位方式连接成,100,进制计数器，再用异步清零法组成了,48,进制计数器。,第29页,21.,某石英晶体振荡器输出脉冲信号频率为,32768Hz,，用,74161,组成份频器，将其分频为频率为,1Hz,脉冲信号。,解：因为,32768=2,15,，经,15,级二分频，就可取得频率为,1Hz,脉冲信号。所以将四片,74161,级联，从高位片（,4,）,Q,2,输出即可。,第30页,22.,试用计数器,74161,和数据选择器,74151,设计一个,01100011,序列信号发生器。,解：因为序列长度,P,=8,，故将,74161,组成模,8,计数器，并选取数据选择器,74151,产生所需序列，从而得电路如图所表示。,第31页,23.,试用,JK,触发器设计一个同时五进制加法计数器，要求电路能够自开启。,解：本题是同时计数器设计，分析步骤以下：,（,1,）依据设计要求，设定状态，画出状态转换图。该状态图不须化简。,（,2,）状态分配，列状态转换编码表。由题意要求,M,=5,，故应取触发器位数,n,=3,，因为,2,2,52,3,第32页,（,3,）画出电路次态卡诺图，经化简得到电路状态方程。,（,4,）选择触发器,用,JK,触发器，则可列出相关,JK,触发器驱动方程和进位输出方程。,第33页,（,5,）画逻辑电路图,（6）检验能否自开启,可见，假如电路进入无效状态,101,、,110,、,111,时，都可在,CP,脉冲作用下，分别进入有效状态,010,、,011,、,100,。所以电路能够自开启。,第34页,第七章 半导体存放器,第35页,解,:,（,1,）,ROM,真值表以下,（2）逻辑表示式以下,11.,某一,ROM,电路如图所表示。,(1),填写,ROM,真值表；,(2),分别写出,D,1,、,D,2,、,D,3,、,D,4,对于,A,1,、,A,0,逻辑表示式。,第36页,解：见下列图所表示电路,13.试用2片10248位ROM组成102416位存放器。,第37页,14.,试用,4,片,4K8,位,RAM,组成,16K8,位存放器。,解：见下列图所表示电路,第38页,解：由原式得到最小项之和表示式,15.,用,ROM,产生以下一组函数，写出,ROM,中应存入数据表。,第39页,第十章 脉冲波形,产生和整形,第40页,4.,若反相输出施密特触发器输入信号波形如图,P10-4,所表示，试画出输出信号波形。施密特触发器转换电平,V,T+,、,V,T-,已在输入波形图上标出。,解：,第41页,5.,在教材,P458,图,10.2.1,给出由,CMOS,反相器组成施密特触发器电路中，若,R,1,=50k,，,R,2,=100k,，,V,DD,=5V,，,V,TH,=,V,DD,/2,，试求电路输入转换电平,V,T+,、,V,T-,以及回差电压,V,T,。,解：,第42页,6.,在图,P10-6,（,a,）所表示施密特触发器电路中，已知,R,1,=10k,，,R,2,=30k,。,G,1,和,G,2,为,CMOS,反相器，,V,DD,=15V,。,(1),试计算电路正向阈值电压,V,T+,、负向阈值电压,V,T-,和回差电压,V,T,。,(2),若将图,P10-6,（,b,）给出电压信号加到图,P10-6,（,a,）电路输入端，试画出输出电压波形。,解：,第43页,在教材,P467,图,10.3.1,给出微分型单稳态触发器电路中，已,知,R,=51k,，,C,=0.01F,，电源电压,V,DD,=10V,，试求在触发信号,作用下输出脉冲宽度和幅度。,解：,t,W,=,RC,ln2=5110,3,0.0110,-6,0.69=0.35ms,V,m,=,V,OH,-,V,OL,10V,11.,在教材,P469,图,10.3.5,给出积分型单稳态触发器电路中，若,G,1,和,G,2,为,74LS,系列门电路，它们,V,OH,=3.4V,，,V,OL,0V,，,V,TH,=1.1V,，,R,=1k,，,C,=0.01F,，试求在触发信号作用下输出负脉冲宽度。设触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度。,解：,第44页,12.,图,P10-12,是用两个集成单稳态触发器,74121,所组成脉冲变换电路，外接电阻和电容参数如图中所表示。试计算在输入触发信号,v,I,作用下,v,O1,、,v,O2,输出脉冲宽度，并画出与,v,I,波形相对应,v,O1,、,v,O2,电压波形。,v,I,波形如图中所表示。,t,W1,=,RC,ln2,=2210,3,0.1310,-6,0.692ms,t,W2,=,RC,ln2,=1110,3,0.1310,-6,0.691ms,解：,第45页,14.,在教材,P477,图,10.4.1,给出对称式多谐振荡器电路中，若,R,F1,=,R,F2,=1k,，,C,1,=,C,2,=0.1F,，,G,1,和,G,2,为,74LS04,（六反相器）中两个反相器，,G,1,和,G,2,V,OH,=3.4V,，,V,TH,=1.1V,，,V,IK,=-1.5V,，,R,1,=20k,，求电路振荡频率。,其中,故得到振荡频率为,解：,第46页,16.,图,P10-16,是由五个一样与非门接成环形振荡器。今测得输出信号重复频率为,10MHz,，试求每个门平均传输延迟时间。假定全部与非门传输延迟时间相同，而且,t,PHL,=t,PLH,=t,pd,。,解：,第47页,17,在教材,P487,图,10.4.17,给出脉冲占空比可调多谐振荡器电路中，已知,CMOS,集成施密特触发器电源电压,V,DD,15V,，,V,T+,=9V,，,V,T-,4V,，试问：,(1),为了得到占空比为,q,50,输出脉冲，,R,1,与,R,2,比值应取多少？,(2),若给定,R,1,=3k,，,R,2,=8.2k,，,C=0.05F,，电路振荡频率为多少？输出脉冲占空比又是多少？,解,:(1),(2),第48页,29.,图,P10-29,是由,555,定时器组成施密特触发器电路。,(1),在图,P10-29(a),中，当,V,DD,15V,时，没有外接控制电压，求,V,T+,、,V,T-,及,V,T,各为多少？,(2),在图,P10-29(b),中，当,V,DD,9V,时，外接控制电压,V,CO,5V,，求,V,T+,、,V,T-,及,V,T,各为多少？,解：（,1,）当,V,DD,15V,时，,（,2,）当,V,CO,5V,时，,第49页,30.,图,P10-30,是用,555,定时器组成开机延时电路。若给定,C,=25F,，,R,=91k,，,V,CC,12V,，试计算常闭开关,S,断开以后经过多长延迟时间,v,O,才跳变为高电平。,解：,第50页,31.,在图,P10-31,所表示由,555,定时器组成多谐振荡器中，若,R,1,=,R,2,=5.1 k,，,C,0.01F,，,V,CC,12V,。试求脉冲宽度,t,W,、振荡周期,T,、振荡频率,f,、占空比,q,。,解：,第51页,
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