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;125；243；356；478解：125=110012=318=1916243=1010112=538=2B16356=1110002=708=3816410011102、1168、4E16题1-2 将下列二进制数转换为十进制数;题1-3 将下列十六进制数转换为十进制数;1FF；23FF；3AB；413FF解：1FF16=25523FF16=10233AB16=171413FF16=5119题1-4 将下列十六进制数转换为二进制数;111；29C；3B1；4AF解：11116=00010001229C1623B116=1011 000124AF162题1-5 将下列二进制数转换为十进制数;1；2；3；4解：12=22=32=题1-6 将下列十进制数转换为二进制数;1；2；3；4解：1=22=23=24=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;解：101101100是正数,所以其反码、补码与原码相同,为01101100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；234；378；4152解：125=0010 0101BCD234=0011 0100BCD378=0111 1000BCD4152=0001 0101 0010BCD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2-1a 所示电路在输入图题2-1b 波形时的输出端B 、C 的波形;图题2-1解：题2-2 试画出图题2-2a 所示电路在输入图题2-2b 波形时的输出端X 、Y 的波形;图题2-2解：题2-3 试画出图题2-3a 所示电路在输入图题2-3b 波形时的输出端X 、Y 的波形;图题2-3解：题2-4 试画出图题2-4a 所示电路在输入图题2-4b 波形时的输出端X 、Y 的波形;图题2-4解：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,B A B A Y +=,逻辑电路如下：题2-6 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：B A Y +=,有如下逻辑图;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B A Y +=,逻辑图如下：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 、重量信号B 与报警信号之间的关系为B A Y +=,逻辑图如下：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; 1AB ；2ABC ；3ABC ；4ABC解：1A=1,B=12A=1、B=1、C=0 3A=0,B=1,C=0 4A=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; 1A B +；2A B C ++；3A B C ++；4A B C ++解：1A=0,B=02A=0,B=1或C=1 3A=1,B=0,C=1 4A=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; 1Y ABC AB =+；2()()Y A B A B =++解：1Y AB ）B2()()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;1AB ABC AB +=；2ABC C AC AB AC ++=+（）； 3()()A BC BC AC A BC AC ++=+解：1左边==+=+=B A C B A C B A B A ）（1右边 2左边==+=++AC AB AC C C AB ）（右边 3左边=右边）（）（=+=++AC BC A AC BC BC A题2-13 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换;11Y A B =+；22Y AB =；33Y AB C D =+（）；44Y A BC CD BC =+++（）解：1B A B A Y =+=1 2B A B A Y +==23D C B A D C B A D C BA Y ++=++=+=）（）（3 4题2-14 试用代数法化简如下逻辑函数式; 11()Y A A B =+；22Y BC BC =+；33()Y A A AB =+解：11()Y A A B =+=A22Y BC BC =+=C 33()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; 11 Y AB ABC ABCD ABC DE =+++；22Y AB ABC A =++； 33Y AB A B C AB =+++（） 解：11 Y AB ABC ABCD ABC DE =+++B A = 22Y AB ABC A =++=C A +33Y AB A B C AB =+++（）=C AB + 题2-16 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式; 11()Y A BC A B C A B CD =++++；22Y ABCD ABCD ABCD =++；33(())Y ABC AB C BC AC =++解：11()Y A BC A B C A B CD =++++=B A22Y ABCD ABCD ABCD =++=CD AB + 33(())Y ABC AB C BC AC =++=ABC题2-17 将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式;11()()Y A B C B =++；22()Y A BC C =+；33Y AB CD AB CD =++()； 44()Y AB B C BD =+解：11()()Y A B C B =++=∑），，，（7651m 22()Y A BC C =+=∑），（75m 33Y AB CD AB CD =++()=∑），，，，，，（151413121173m 44()Y AB B C BD =+∑），（1513m 题2-18 试用卡诺图化简如下逻辑函数式; 11Y ABC ABC B =++； 22Y A ABC AB =++； 33Y AC AB AB =++；44 Y AB C AC C =++解：11Y ABC ABC B =++ 22Y A ABC AB =++； 33Y AC AB AB =++ 44 Y AB C AC C =++题2-19 试用卡诺图化简如下逻辑函数式;解：1(,,,)(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)F A B C D m =∑；2(,,,)(2,4,5,6,7,11,12,14,15)F A B C D m =∑； 3(,,,)(0,2,4,6,7,8,12,14,15)F A B C D m =∑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(,,,)(3,5,8,9,10,12)(0,1,2,13)F A B C D m d =+∑∑；2(,,,)(4,5,6,13,14,15)(8,9,10,12)F A B C D m d =+∑∑； 3(,,,)(0,2,9,11,13)(4,8,10,15)F A B C D m d =+∑∑题2-21 将如下逻辑函数式画成真值表;解：11Y AB BC =+；22(Y A =33(Y A =题2-22 将如下逻辑函数式画成真值表;解：11F ABC ABC ABC =++；22F ABCD =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：1B A B A Y +==2C B C A C B A Y +=+=）（题2-24 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图; 1AB AB +；2AB A B ABC ++；3()AB C D +；4(())A B C D B C +++题2-25 写出表题2-25的与或逻辑函数式; 题2-26 用与非门实现如下逻辑函数; 1F ABC ==ABC2F AB CD =+=ABCD CD AB =+3()()F A B C D =++=BD AD BC AC BD AD BC AC +++=+++题2-27 用或非门实现题2-26中的逻辑函数; 1F ABC ==C B A ABC ++=2F AB CD =+=D C B A CD AB +++=+3()()F A B C D =++=BD AD BC AC BD AD BC AC +++=+++第3题3-1 试画出74HC 与74LS ; 解：74HC 系列5V ： 74LS 系列：题3-2 某逻辑门的输入低电平信号范围为3～12V,电压值为5V 、8V 、+5V 、+8V ,对于正逻辑约定,,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;题3-4 试确定图题3-4所示的MOS 管中,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 ;图题3-5解：表题2-25题3-6 请查阅74HC04手册,确定该器件在V电源时的高电平与低电平噪声容限;解：查手册74HC04,V CC=时：V IHmin=,V ILmax=20μA负载电流时：V OHmin=,V OLmax=V NL= V ILmax－V OLmax=－=V NH= V OHmin－V IHmin==－=4mA负载电流时：V OHmin=,V OLmax=V NL= V ILmax－V OLmax=－=V NH= V OHmin－V IHmin==－=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4mA负载时,可否保持V OHmin> 4V V CC=; 解：可以保持V OH>4V,因为V OHmin=题3-9 请查阅74HC04手册,确定该器件在灌电流4mA负载时,可否保持V OLmax< V CC=; 解：可以保持V OL<,因为V OLmax=;题3-10 请查阅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：若输出高电平为时,高电平扇出系数N H=I OHmax/I IH=1μA=20若扇出低电平为时,低电平扇出系数N L=I OLmax/I IL=1μA =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2~6V2输出高电平范围：当I OH≤20μA时：Vcc－~Vcc当Vcc=3V、|I OH|≤时：~3V当Vcc=、|I OH|≤4mA时：~当Vcc=6V、|I OH|≤时：~6V3输出低电平范围：当I OL≤20μA时：GND+当Vcc=3V、|I OL|≤时：0V~当Vcc=、|I OL|≤4mA时：0V~当Vcc=6V、|I OL|≤时：0V~4输入高电平电压范围当Vcc=2V时,~2V当Vcc=3V时,~3V当Vcc=时,~当Vcc=6V时,~6V5输入低电平电压范围；当Vcc=2V时,0V~当Vcc=3V时,0V~当Vcc=时,0V~当Vcc=6V时,0V~6该芯片的静态电源电流；6V时：2μA/每封装7典型传播延迟时间；Vcc=2V时,t PHL= t PLH=75ns；Vcc=3V时,t PHL= t PLH=30ns；Vcc=时,t PHL= t PLH=15ns；Vcc=2V时,t PHL= t PLH=13ns；8扇出系数;如果保证输出电流小于20μA时输出高低电平,则由于输入漏电流为±1μA,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;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,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=Ω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：V IH min=2V,V ILmax=-400μA拉电流时：V OHmin=；8mA灌电流时,V OLmax=低电平噪声容限：V NL= V ILmax－V OLmax=－=高电平噪声容限：V NH= V OHmin－V IHmin==－2V=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,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,I IH=20μA；I IL=－因此有N H=I OHmax/I IHmax=400/20=20N L=I OLmax/I ILmax=8/=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,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R max=Vcc－V OHmin/15×I IHmax=5－/15×20μA=Ω选为Ω;对于所选Ω电阻,有上拉高电平=5－Ω×15×20μA=,因此有噪声容限为;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 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~2输出高电平范围：当|I OH|≤时：~5V3输出低电平范围：当I OL≤8mA时：0~4输入高电平电压范围：2V~5V5输入低电平电压范围；0~6该芯片的静态电源电流；时：I CCH=每封装时：I CCL=每封装7典型传播延迟时间；t PHL =10ns；t PLH=9ns；8扇出系数;高电平输入电流I IH=20μA,输出I OH为400μA,因此高电平扇出系数为20;低电平输入电流I IL=,输出I OL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V CC为5V;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门电路的输出状态设电源V CC为5V;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,保证输出为时的最大电流值为;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I OLmax=20mA,V OLmax=,假设Y端连接10个TTL负载;试求电源电压是5V情况下的最小上拉电阻值;图题3-27解：逻辑函数式：EF⋅=ABCDY⋅若假设每个LS TTL低电平输入电流为,则有：R min=Vcc-V OLmax/I OLmax－10×=5V－/20mA-4mA≈Ω题3-28 图题3-28所示的74LS电路中,若是V I1为下列情况时,V I2为多少这里假设电压表内阻为50k;1V I1悬空;2V I1接低电平;3V I1接高电平;4V I1经过68电阻接地;5V I1经过10k电阻接地;图题3-28解：设肖特基二极管压降为,晶体管发射结压降,则有1V12≈1V；2V12≈；3V12≈1V；4V12≈0V；5V12≈1V；题3-29 试说明如下各种门电路中哪些输出端可以直接并联使用1具有推拉输出图腾柱的TTL电路;2TTL电路OC门;3TTL电路三态门;4具有互补输出非门结构的CMOS 电路; 5CMOS 电路OD 门; 6CMOS 电路三态门;解：2356可以;第4章 习题与参考答案题4-1 写出图题4-1的输出逻辑函数式;图题4-1解：1C A A AC B A Y +=++=12D B C B A CD B A CD B A D BD CD A B A Y ++=++=+=++=）（2 题4-2 使用与门、或门实现如下的逻辑函数式;11Y ABC D =+ 22Y A CD B =+（） 33Y AB C =+ 解：题4-3 使用与门、或门和非门,或者与门、或门和非门的组合实现如下的逻辑函数式; 11Y AB BC =+22Y A C B =+（） 33Y ABC B EF G =++（）题4-4 试写出图题4-4所示电路的逻辑函数式,列出真值表,并分析该电路的逻辑功能;图题4-4解：此电路是三人表决电路,只要有两个人输入1,输出就是1;该电路在4个输入中有3个为1时,输出Y2为1;题4-5 逻辑电路与其输入端的波形如图题4-5所示,试画出逻辑电路输出端Y 的波形;图题4-5解：B A Y +=题4-6 图题4-6所示的逻辑电路中,与非门为74LS00,或非门是74LS02,非门是74LS04;试分析该电路的最大传输延迟时间;图题4-6解：74LS00、74LS02和74LS04的最大t PHL 和t PLH 都是15ns,因为A 信号经过4级门达到输出端X,因此最大传输延迟时间为4×15ns=60ns;题4-7 图题4-7所示的是家用报警器装置,该装置具有6个开关,各开关动作如下：图题4-7人工报警开关M,该开关闭合时,报警信号ALARM=1,开始报警;报警使能开关EN,该开关闭合时,窗户、门和车库信号才能使ALARM=1; 复位开关RST,该开关断开时,取消报警;窗户开关W,该开关平常处于闭合状态,一旦断开,使ALARM=1,开始报警; 门开关D,该开关平常处于闭合状态,一旦断开,使ALARM=1,开始报警; 车库开关G ,该开关平常处于闭合状态,一旦断开,使ALARM=1,开始报警;1试写出图示电路的逻辑函数式;2该报警装置采用了HC 、LS 和HCT 系列的门电路,试计算电路接口之间的噪声容限; 3确定开关与74HC04之间、74HCT32与9013晶体管之间的接口电路是否可以正确动作;4试计算该电路的最大静态功耗,若用5V 电压、800mA ·h 的电池供电,可以工作多长时间;各芯片静态电源电流如下：四2输入或门74HCT32的静态电源电流I CC =20A,每个引脚附加电源电流ΔI CC =；六非门74HC04的电源电流I CC =2A ；四2输入与门74LS08的电源电流I CCH =,I CCL =;解： 1图示电路的逻辑函数式为：）（G D W RST EN M ALARM +++= 2三种逻辑电路之间的噪声容限74HC04驱动74LS08,高电平噪声容限为－2V=；低电平噪声容限－=;74HCT 的输入信号兼容TTL,因此LS08电路可以驱动HCT32电路,因此噪声容限计算如下： 高电平噪声容限==；低电平噪声容限为;3输入开关与逻辑电路之间、逻辑电路与9013晶体管之间是否正常动作输入开关信号RST 、D 、G 、W 的与74HC04连接,由于HC 系列电路的输入电阻很大,只需要1μA 电流,因此开关信号的高电平近似为5V ,低电平近似为0,因此高电平噪声容限为,低电平噪声容限为；输入开关信号EN 与74LS08连接,74LS08低电平输入电流为,因下拉电阻为1k Ω,因此输入低电平V IL 为,因此低电平噪声容限为－=,高电平噪声容限为5V-2V=3V;输入开关信号M 与74HCT32连接,由于74HCT32的输入电流为1μA,因此开关输入信号的高电平接近于5V ,低电平接近于0V,因此高电平噪声容限为5V －2V=3V,低电平噪声容限为－1=；HCT32的高电平驱动能力在4mA 时,可保证输出高电平为4V ,因此有9013三极管的基极电流为I B =V OHmax -V BE /R 6=/Ω=;若9013的电流放大倍数为180倍,因此有临界饱和集电极电流IC=×180=270mA,也就是IC 小于270mA 时,9013处于饱和区,大于270mA 时9013处于放大区;若蜂鸣器SPK 的工作电流为20mA,因此9013可以可靠饱和导通;4试计算该电路的最大静态功耗,若用5V 电压、800mA ·h 的电池供电,可以工作多长时间;各芯片静态电源电流如下：74HC04的静态电流为2A;若是4个门都输出高电平,每个驱动74LS08的高电平输入电流为20A,共80A;I CC04=2A+4×20A =82A;74HCT32的静态电流为20A ；每个引脚附加电源电流,则附加电源电流6×=；报警时,74HCT32在输出高电平时,驱动三极管的基极电流为;不报警时的电流：I CC32=20A+6×= 报警时的电流：I CC32=20A+6×+=74LS08的平均静态电流I CC08=I CCH + I CCL /2=+/2=;报警动作时流过上下拉电阻的最大电流I R =6×5V/1k Ω=6mA; 不报警动作时,3个上下拉电阻的电流I R =3×5V/1k Ω=3mA; 报警动作时的蜂鸣器工作电流I SPK =20mA; 蜂鸣器不报警动作时的电源电流I CC 为：I CC =I CC04+I CC32+I CC08+I R =+++3mA ≈ mA若是采用若用5V 电压、800mA ·h 的电池供电,可以工作时间t=800/≈; 蜂鸣器动作时的电源电流I CC 为：I CC =I CC04+I CC32+I CC08+I R +I SPK =+++6mA+20mA ≈ mA若是蜂鸣器一直报警,5V 电压、800mA ·h 的电池只能工作约800/≈20h;若要增加运行时间,需要全部使用HC 系列芯片,同时将上下拉电阻阻值增加到400k Ω,则蜂鸣器不动作时的电源电流为：I CC =I CC04+I CC32+I CC08+I R =6A+8A +14A+A ×3=这里所用的HC 电路的静态电流都是2A,每用一个引脚增加1A;3个上下拉电阻的电流为A ×3=A;因此800mA ·h 的电池供电,可以工作时间t=800/≈12121h,约为505天;题4-8 试用74LS147、74LS04和74LS21组成一个0～9按键编码器,要求输出任一按键按下信号EN,并输出高电平有效的编码A 3～A 0;解：题4-9 试用门电路设计4线-2线优先编码器,输入、输出信号都是高电平有效,要求任一按键按下时,G S 为1,否则G S =0；还要求没有按键按下时,E O 信号为1,否则为0;解：得到：逻辑电路如下图所示;题4-10 用3线-8线译码器74LS138和与非门实现如下多输出函数;解：1F AB C AB BC AC =++（，，）= =76537653m m m m m BC A C B A C AB ABC ⋅⋅⋅==+++∑），，，（ 题4-11 试用3线-8线译码器74LS138和门电路实现一位二进制全减器输入为被减数、减数与来自低位的借位；输出为差和向高位的借位;要求用按键输入减数、被减数和进位,发光二极管显示减法结果;解：题4-12试用74LS147、74LS46、74LS04与共阳数码管等元件设计一个0～9按键输入,数码管显示按键数字值的电路;解：题4-13试用门电路设计一个2选1数据选择器;解：若是输入信号为A、B,选择信号为S,输出信号为Y,则有：用门电路实现如下：题4-14试用8选1数据选择器74LS151实现如下函数;解：=）Amm5mA4m+++7+Am+m6（））（（1（）13）1（1（）题4-15试用8选1数据选择器74LS151实现一个代码转换电路,输入为3位二进制代码,输出为3位格雷码;解：题4-16试用8选1数据选择器74LS151实现4个开关控制一个灯的逻辑电路,要求改变任何一个开关的状态都能控制灯的状态由灭到亮,或反之;解：设D、C、B、A为四个开关,开关断开输出1,闭合输出0；Y表示灯,1表示亮;题4-17 试分析图题4-17所示电路在S1、S0信号控制下,其输入A、B与输出Y之间的关系;图题4-17解：由图得到：题4-18 试采用门电路设计一个6线-1线数据选择器;要求电路最简单; 解：根据题意,有如下函数式：就是用3-6译码器、与门和或门组成6-1选择器,由于为不完全译码器,任意项m6和m7不出现,因此可以化简译码器逻辑函数;因此有下图：题4-19 试写出图题4-19所示加法器的输出;图题4-19解：C O S 2S 1S 0=1100题4-20 对于图题4-20所示波形作为输入的74LS85电路,试画出其输出端的波形;图题4-20解：题4-21 对于图题4-21所示波形作为输入的电路,试画出其输出端的波形;解： A A A A 0123...Y....图题4-21题4-22 试设计一个BCD 代码转换成格雷码的代码转换器; 解：根据题意做真值表如下：D C B A W X Y Z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 11111用卡诺图化简：D W = =X D+C B C B C Y += CB A B A B D Z ++= 因此有如下电路：题4-23 试设计一个检测电路,当4位二进制数为0、2、4、6、8、10、12、14时,检测电路输出为1; 解：D C B A Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0111得到：AY因此有电路如下：题4-24某公司3条装配线各需要100kW电力,采用两台发电动机供电,一台100kW,另外一台是200kW,3条装配线不同时开工,试设计一个发电动机控制器,可以按照需求启动发电动机以达到节电的目的;解：设C、B、A代表三条装配线,G100代表100kW发电机,G200代表200kW发电机;有逻辑图如下：题4-25 某单片机控制外部设备的电路如图题4-25所示,图中S1、S2是受控外部设备,单片机输出地址为A7～A0,试求出设备S1与S2的地址码;图题4-25解：S1地址为：S2地址为：题4-26试用4线-16线译码器74154、16选1数据选择器74150以及非门7404设计一个用6根线传输16线信号的电路需要查阅74154和74150数据手册,了解这两个芯片的功能;解：直接设计如下：题4-27试设计一个BCD输入的4位数码管扫描显示电路,输入信号为4位BCD码与4位低电平有效的扫描信号使用共阳数码管、BCD-7段译码器74LS247、双4选1数据选择器74LS153与三极管;题4-28某医院有4间病房,各个房间按患者病情严重程度不同分类,1号房间患者病情最重,4号房间病情最轻;试用74LS148设计一个患者呼叫装置,该装置按患者的病情严重程度呼叫大夫按下按钮相当于呼叫,就是若两个或两个以上的患者同时呼叫大夫,则只显示病情重患者的呼叫;要求采用数码管显示房间号,并用蜂鸣器提示;解：直接设计,逻辑电路如下;第5章习题与参考答案题5-1 画出图题5-1所示的SR锁存器输出端Q、Q端的波形,输入端S与R的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-1解：题5-2 画出图题5-2所示的SR锁存器输出端Q、Q端的波形,输入端S与R的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-2解：题5-3 画出图题5-3所示的电平触发SR触发器输出端Q、Q端的波形,输入端S、R与CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-3解：题5-4 画出图题5-4所示的电平触发D触发器输出Q端的波形,输入端D与CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-4解：题5-5 画出图题5-5所示的边沿触发D触发器输出端Q端的波形,输入端D与CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-5解：题5-6 画出图题5-6所示的边沿D触发器输出Q端的波形,CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-6解：题5-7 试画出图题5-7所示电路输出端Q1、Q0端的波形,CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-7解：题5-8 画出图题5-8所示的JK触发器输出Q端的波形,输入端J、K与CLK的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-8解：题5-9 画出图题5-9所示的正边沿触发JK触发器输出Q端的波形,输入端J、K与CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-9解：题5-10 画出图题5-10所示的JK触发器输出端Q端的波形, CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-10解：题5-11 画出图题5-11所示的脉冲JK触发器输出Q端的波形,输入端J、K与CLK的波形如图所示;设Q初始状态为0图题5-11解：题5-12试画出图题5-12所示电路输出端Q 1、Q 0端的波形, CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-12解：题5-13试画出图题5-13所示T 触发器输出Q 端的波形,输入端CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-13题5-14试画出图题5-14所示各触发器输出Q 端的波形, CLK 、A 和B 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-14解：对于Q1：A Q A Q A A A J =+=+⋅=）（111 对于Q2：B A D ⊕= 对于Q3：B A T ⊕=题5-15试画出图题5-15所示各触发器输出Q 端的波形, CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-15解：Q CLK CLKQ ⊕=题5-16 试画出图题5-16所示触发器输出Q 端的波形, CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-16解：题5-17 试画出图题5-17所示电路中触发器输出Q 1、Q 2端的波形, CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-17解：211Q K J == 121211 Q Q Q Q Q n +=+题5-18 试画出图题5-18所示电路中触发器输出Q 1、Q 2端的波形,CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-18解：题5-19 试画出图题5-19所示电路中触发器输出Q 1、Q 2端的波形,输入端CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-19解： 11n 1111Q Q K J ===+ 题5-20 试画出图题5-20所示电路中触发器输出Q 1、Q 2端的波形,CLK 的波形如图所示;设Q 初始状态为0图题5-20解：2111Q D Q n ==+题5-21 试将D 触发器转换成JK 触发器; 题5-22 试将JK 触发器转换成D 触发器; 两式对比有：D K D J == ，第6章 习题与参考答案题6-1 用文字描述图题6-1所示的状态图,并说明是何种类型状态机;图题6-1解：状态A ：如果输入为0,转移到状态A,输出0 如果输入为1,转移到状态B,输出0状态B ：如果输入为0,转移到状态A,输出0 如果输入为1,转移到状态C,输出0状态C ：如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态D,输出0 状态D ：如果输入为0,转移到状态A,输出0如果输入为1,转移到状态D,输出1 该状态为梅里状态机;题6-2 试写出图题6-2所示状态图的状态表;图题6-2解：12题6-3 试画出图题6-3所示的状态表的状态图; 解：图题6-3题6-4 试写出图题6-4所示电路的驱动方程、状态方程、输出方程与状态图,并按照所给波形画出输出端Y 的波形;图题6-4解：左图：驱动方程：A D = 状态方程：A Q n =+1 输出方程：Q A Y +=1 右图：驱动方程：A K A J == 状态方程：A Q A Q A Q n =+=+1 输出方程：Q A Y +=2 由于状态方程=输出方程与左图一样,因此具有与左图相同的状态表、状态图与时序图;题6-5 分析图题6-5所示的电路;写出驱动方程、状态方程、输出方程,画出状态表和状态图,并说明是何种状态机;图题6-5解FF0驱动方程： 1Q A K J ⊕== 状态方程：01010110Q Q A Q Q A Q Q A Q n ⊕⊕=⊕+⊕=+）（）（ FF1驱动方程：1 ==K J 状态方程：111Q Q n=+ 输出方程：10Q Q Y = 状态表如下：状态机如下：可以看出是摩尔状态机;题6-6 分析图题6-6所示的电路;写出驱动方程、状态方程、输出方程,画出状态表和状态图,并说明是何种状态机;图题6-6解：驱动方程：A D =0 状态方程：A Q n =+10 01Q D = 状态方程：011Q Q n =+输出方程：1010Q Q Q Q Y +==该状态机是摩尔状态机;题6-7 分析图题6-7所示的电路;写出驱动方程、状态方程、输出方程,画出状态表和状态图,并说明是何种状态机;图题6-7解：FF0驱动方程： X K X J == 状态方程：X Q X Q X Q n =+=+0010FF1驱动方程：X K X Q J == 0 状态方程：）（1011011Q Q X XQ Q XQ Q n +=+=+ 输出方程：1Q X Y =该状态为梅里状态机; 状态表与状态图如下：题6-8~题6-14的分析方法与上述题目的分析方法相同,这里留给读者;题6-15图题6-15所示的是5位右移寄存器与输入信号DATA 、时钟CLK 的波形图,若寄存器初始状态为00000,试画出寄存器输出Q 4~Q 0的波形图;图题6-15解：题6-16 图题6-16所示的是8位右移寄存器74HC164符号、输入信号DATA 、时钟CLK 的波形图,若寄存器初始状态为00000000,试画出寄存器输出Q F ~Q A 的波形图;图题6-16解：题6-17 图题6-17所示的是8位右移寄存器74HC164与共阳数码管的连接图,其输入信号DATA 、时钟CLK 的波形图,若寄存器初始状态为00000000,试画出74HC164输出Q F ~Q A 的波形图,并说明数码管显示的数字是多少图题6-17解：显示数字1题6-18 图题6-18所示的是并入串出8位右移寄存器74HC165的连接图,以及输入信号CLKINH 、移位/置数信号LD SH /图题6-18解：题6-19 试用上升沿D 触发器构成异步3位二进制加法计数器,要求画出逻辑电路图,以及计数器输入时钟CLK 与D 触发器输出端Q 2~Q 0的波形图;题6-20 同题6-16,将所设计计数器改为减法计数器;。
