脉冲与数电大作业1.docx

脉冲与数字电路大作业1
1. 在数字电路和数字电子计算机中，二进制数的正、负号也用0和1表示。请分别用带符号位的二进制数表示(+89)10和 (-89)10的原码和补码。并用逻辑运算方法计算：（1001）2－（0101）2
解：(+89)10 原码=补码=（00101101）2
(-89)10原码=（10101101）2； 补码=（11010011）2
（1001）2－（0101）2
=（1001）2 +（1011）2
=（0100）2
2. 请画出TTL与非门的典型电路，并回答下列问题：

（1） 说明三极管有几种工作状态？在数字电路中主要采用三级管的哪几种工作状态？为什么？
有截止、放大、饱和三种中作状态；
在数字电路中主要用截止和饱和两种状态；
因为输入低电平时候三极管截止输出高电平，输入高电平时三极管饱和输出低电平Vce(sat)，实现了电路的开关功能和“非”门功能
（2） 什么是三极管的开关特性？该特性在TTL门电路中的作用？
三极管开关作用是指：输入高电平时，二极管进入饱和状态，输出电压为低电压等于Uce(sat)平相当于开路：当输入低电平时，二极管截止，输出高电平约等于Ucc,电路相当于闭合。
（3） 试计算输入端为低电平或全为高电平时各三极管三个电极的电平值（不考虑动态情况），并画出电压传输特性曲线。
输入端为低电平时候：电路截止
Vb=Vi
Vc=Vcc
Ve=0
输入端为高电平时候，电路进入饱和区
Voh=Vcc-Von-Vb2-Vd2

（4） 试说明TTL与非门的典型电路输入级、中间级和输出级的作用和特点，存在的问题以及改进的方法
输入级：共用基极和集电极，有多个发射极通过“高电势先导通”实现与的功能；
中间级：同TTL反相器的中间级相同，由T2实现倒相的功能；
输出级：同TTL反相器的输出级相同，由T4T5实现高低电平的输出；

存在的问题：输入端不能悬空，悬空相当于输入低电平，输出永远是高电平。
解决方法是：
1. 多余的输入端接高电平，高电平对与非电路不影响；
2. 多余端接大电阻，根据TTL电路的特点，接大电阻相当于接入高低压。
3. 多余输入端接地，接地和接大电阻类似。
4. 多余输入端和有用输入端并联。

3. 写出逻辑函数 的原函数、对偶函数和反函数的最小项之和表达式。
原函数：
F(A,B,C,D)=A’B(C+C’)+BC’D+A’D’(C+C’)
= A’BC+ A’BC’+ BC’D+A’D’C+ A’D’C’
=A’BCD+A’BCD’+ A’BC’D+ A’BC’D’+A BC’D+A’ BC’D+ A’BCD’+ A’B’CD’+ A’BC’ D’+A’B’C’ D’
=∑m(0,2,5,6,7,8,13)
对偶函数：
F(D)(A,B,C,D)=(A’+B)(B+C’+D)(A’+D’) =A’BCD+A’BC’D+ABCD+ABC’D+A’B’C’D+ABC’D’+AB’C’D’+A’B’CD+A’BCD’+A’BC’D+ABC’D’+A’BC’D’
=∑m(1,3,4,5,6,7,,6,13,14.15,)
反函数
F’(A,B,C,D)=AB’CD+AB’CD’+AB’C’D+AB’C’D’+ABCD+ABCD’+ABC’D’+
AB’CD
= ∑m(1,3,8,9,10.12.14.15)

4. 在输入只有原变量条件下，用最少与非门实现下列函数：

卡诺图化简如下：
AB/CD
00
01
11
10
00
0
0
1
0
01
1
1
1
1
11
0
1
0
1
10
0
1
1
0
由卡诺图化简得：
F(A,B,C,D)= ((D(CD)’AB(ABCD)’AD(ABCD)’BC(ABCD)’)’)’

5. 请给出小规模、中规模、大规模、超大规模、特大规模集成电路的英文全称、缩写、定义
SSI：Small Scale Integration
Definition：通常指含逻辑门数小于10门（或者元件数小于100个）的集成电路；

MSI：Medium Scale Integration
Definition：通常指含有逻辑门为10—100门（或者含有元件数为100—999个）的集成电路；

LSI：Large Scale Integration　
Definition：通常指逻辑门数为100—999门（或元件数为1000个以上）的集成电路。

VLSI：Very Large Integration
Definition：通常指逻辑门数成千上万的芯片。