数字电路 康华光(第五版)ch1数字逻辑概论
数电课后答案解析康华光第五版(完整)
第一章数字逻辑习题1．1数字电路与数字信号1.1.2 图形代表的二进制数0101101001．1．4一周期性数字波形如图题所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比例MSB LSB0 1 2 11 12 （ms）解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10%1.2数制2 1.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于4（2）127 （4）2.718解：（2）（127）D=72-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H1.4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码：（1）43 （3）254.25解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28（1）+ （2）@ （3）you (4)43解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。
（1）“+”的ASCⅡ码为0101011，则（00101011）B=（2B）H（2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75(4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,331.6逻辑函数及其表示方法1.6.1在图题1. 6.1中，已知输入信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。
解: (a)为与非， (b)为同或非，即异或第二章 逻辑代数 习题解答2.1.1 用真值表证明下列恒等式 (3)A B AB AB ⊕=+（A ⊕B ）=AB+AB 解：真值表如下A B A B ⊕ABAB A B ⊕AB +AB0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 11111由最右边2栏可知，A B ⊕与AB +AB 的真值表完全相同。
数字电路第五版康华光ch
22 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
MSB 23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
37
十进制 数
3. 二进制数据的传输 ⑴二进制数据的串行传输
计计算算机机
A
A
0 11 0 110 0
计计算算机机
B
B
串行数据传输
1
CP 0
0
1
2
3
4
5
6
7
串行数据
1 MSB 0
LSB
0
0
1
1
0
1
1
0
38
⑵二进制数据的并行传输
将一组二进制数据所有位同时传送。 传送速率快,但数据线较多，而且发送和接收设备较复杂。
计算机
MSB
0 0 1 1 0 1 1 0
LSB
并行数据传输 打印机
并行数据
CP
20 1 21 0 22 1 23 0 24 1 25 1 26 0 27 0
⑴电路简单,便于大规模集成,批量生产 ⑵可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 ⑶体积小,通用性好,成本低. ⑷具可编程性,可实现硬件设计软件化 ⑸高速度 低功耗 ⑹加密性好
25
四、 数字信号的描述方法
1.二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
---表示事物状态时称二值逻辑 表示方式
2.二进制转换 成十六进制
以小数点为基准，分别向左，右，每四位为一组，首尾不 足四位补0，每组对应一位16进制数。
例例例(0((11111000011001100111100))B B
第一章数字逻辑基础(F)
2 (N )d b 1 2 0 b 2 2 1 .. .b . (n . 1 ) .2 . (n 2 ) b n 2 (n 1 ) 2 2 (N )d b 2 2 0 b 3 2 1 .. .b . (n . 2 ). 2 . (n 3 ) b (n 1 ) 2 (n 2 )
算；也可用来表示对立的逻辑状态，这时的“0”和 “1”，不是数值，而是逻辑0和逻辑1。
逻辑“0”和逻辑“1”表示彼此相关又互相对立 的两种状态。例如，“是”与“非”、“真”与 “假”、“开”与“关”、“低”与“高”等等 。 两种对立逻辑状态的逻辑关系称二值数字逻辑，简 称为数字逻辑。
在电路中，可以方便地用电子器件的开关特 性来实现二值数字逻辑，即高、低电平。
周期性 T
① 周期T（频率f）：两个相邻脉冲间的时间间隔。 ② 脉冲宽度tW：脉冲波形的宽度,表示脉冲的作用
时间。 ③ 占空比 q： 脉冲宽度占整个周期的百分比。
q（%）= （tW / T）×100%
占空比为50%矩形脉冲,称为方波。
（5）实际的数字信号波形：
O.9Um O.5Um O.1Um tr
第一章 数字逻辑概论 ——§1数字电路和数字信号
2、数字技术的应用
（1）数字技术应用的典型代表是电子计算机，“数字革命”： 从模拟到数字化，用在广播电视、通信、控制、仪表等
（2）照相技术 胶片成像技术到数字照相技术 JPEG——静止图象压缩编码标准
（3）视频记录设备 录像带 VCD (MPEG1压缩方式) DVD (MPEG2)
逻辑电平：表示在电路中，由电子器件的开关特性形成
的离散信号电压或数字电压。是物理量的相对表 示
CMOS器件逻辑电平与电压范围的关系
电子技术基础(数字部分)_数电_(第五版)康华光主编
由上得 (37)D=(100101)B
当十进制数较大时，有什么方法使转换过程简化?
例1.2.3 将(133)D转换为二进制数 解：由于27为128，而133－128=5=22＋20， 所以对应二进制数b7=1，b2=1，b0=1，其余各 系数均为0，所以得 (133)D=(10000101)B
b. 小数的转换: 对于二进制的小数部分可写成
3、模拟信号的数字表示
由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换为数字信号.
模数转换的实现
3 V
模拟信号
模数转换器 00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑 0、1数码---表示数量时称二进制数
---表示事物状态时称二值逻辑 表示方式 a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
q 6ms 16ms 100% 37.5%
(3)实际脉冲波形及主要参数 非理想脉冲波形
几个主要参数:
周期 (T)
----
表示两个相邻脉冲之间的时间间隔
脉冲宽度 (tw )---- 脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间
占空比 Q ----表示脉冲宽度占整个周期的百分比
上升时间tr 和下降时间tf ----从脉冲幅值的10%到90% 上升 下降所经历的时间( 典型值ns )
( N ) D b 1 2 1 b 2 2 2 b (n 1) 2 (n 1) b n 2 n
将上式两边分别乘以2，得
2 ( N ) D b 1 2 0 b 2 2 1 b (n 1) 2 (n 2) b n 2 (n 1)
数电课后标准答案康华光第五版（完整）
数电课后标准答案康华光第五版（完整）第⼀章数字逻辑习题1．1数字电路与数字信号1.1.2 图形代表的⼆进制数0101101001．1．4⼀周期性数字波形如图题所⽰，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空⽐例MSB LSB0 1 2 11 12 （ms）解：因为图题所⽰为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ占空⽐为⾼电平脉冲宽度与周期的百分⽐，q=1ms/10ms*100%=10%1.2数制2 1.2.2将下列⼗进制数转换为⼆进制数，⼋进制数和⼗六进制数（要求转换误差不⼤于4（2）127 （4）2.718解：（2）（127）D=72-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H1.4⼆进制代码1.4.1将下列⼗进制数转换为8421BCD码：（1）43 （3）254.25解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试⽤⼗六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表⽰：P28（1）+ （2）@ （3）you (4)43解：⾸先查出每个字符所对应的⼆进制表⽰的ASCⅡ码，然后将⼆进制码转换为⼗六进制数表⽰。
（1）“+”的ASCⅡ码为0101011，则（00101011）B=（2B）H（2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的⼗六进制数分别为79,6F,75(4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的⼗六紧张数分别为34,331.6逻辑函数及其表⽰⽅法1.6.1在图题1. 6.1中，已知输⼊信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。
解: (a)为与⾮， (b)为同或⾮，即异或第⼆章逻辑代数习题解答2.1.1 ⽤真值表证明下列恒等式 (3)A B AB AB ⊕=+（A ⊕B ）=AB+AB 解：真值表如下A B A B ⊕ABAB A B ⊕AB +AB0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 11111由最右边2栏可知，A B ⊕与AB +AB 的真值表完全相同。
康华光《电子技术基础-数字部分》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
第1章 数字逻辑概论1.1 复习笔记一、模拟信号与数字信号 1．模拟信号和数字信号 （1）模拟信号在时间上连续变化，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，表示模拟量的信号称为模拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
（2）数字信号 与模拟量相对应，在一系列离散的时刻取值，取值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即时间离散、数值也离散的信号。
表示数字量的信号称为数字信号，工作于数字信号下的电子电路称为数字电路。
（3）模拟量的数字表示①对模拟信号取样，通过取样电路后变成时间离散、幅值连续的取样信号； ②对取样信号进行量化即数字化；③对得到的数字量进行编码，生成用0和1表示的数字信号。
2．数字信号的描述方法（1）二值数字逻辑和逻辑电平在数字电路中，可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小，也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。
在电路中，当信号电压在3.5～5 V 范围内表示高电平；在0～1.5 V 范围内表示低电平。
以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。
（2）数字波形①数字波形的两种类型非归零码：在一个时间拍内用高电平代表1，低电平代表0。
归零码：在一个时间拍内有脉冲代表1，无脉冲代表0。
②周期性和非周期性周期性数字波形常用周期T 和频率f 来描述。
脉冲波形的脉冲宽度用W t 表示，所以占空比100%t q T=⨯W③实际数字信号波形在实际的数字系统中，数字信号并不理想。
当从低电平跳变到高电平，或从高电平跳到低电平时，边沿没有那么陡峭，而要经历一个过渡过程。
图1-1为非理想脉冲波形。
图1-1 非理想脉冲波形④时序图：表示各信号之间时序关系的波形图称为时序图。
二、数制 1．十进制以10为基数的计数体制称为十进制，其计数规律为“逢十进一”。
任意十进制可表示为：()10iDii N K ∞=-∞=⨯∑式中，i K 可以是0～9中任何一个数字。
如果将上式中的10用字母R 代替，则可以得到任意进制数的表达式：()iR ii N K R ∞=-∞=⨯∑2．二进制（1）二进制的表示方法以2为基数的计数体制称为二进制，其只有0和1两个数码，计数规律为“逢二进一”。
康华光第五版数电答案数电课后答案康华光第五版(完整)
康华光第五版数电答案数电课后答案康华光第五版(完整)第一章数字逻辑习题1．1数字电路与数字信号1.1.2 图形代表的二进制数 0001．1．4一周期性数字波形如图题所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比例MSBLSB 0121112（ms）解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ 占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10%1.2数制1.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于（2）127 （4）2.718 解：（2）（127）D=-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H（4）（2.718）D=(10.1)B=(2.54)O=(2.B)H1.4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码：（1）43（3）254.25 解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28（1）+（2）@ （3）you (4)43 解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。
（1）“+”的ASCⅡ码为0011，则（00011）B=（2B）H（2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H (3)you的ASCⅡ码为本1111001,1111,1101,对应的十六进制数分别为79,6F,75 (4)43的ASCⅡ码为0100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,331.6逻辑函数及其表示方法1.6.1在图题1.6.1中，已知输入信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。
解: (a)为与非， (b)为同或非，即异或第二章逻辑代数习题解答2.1.1 用真值表证明下列恒等式 (3)（A⊕B）=AB+AB 解：真值表如下 A B AB +AB 0 0 01 011 011 0 0 0 01 01 0 0 0 011 0 0111 由最右边2栏可知，与+AB的真值表完全相同。
康华光电子技术基础数字部分第五版
2. 反演规则：
对于任意一个逻辑表达式L，若将其中所有的与（• ）换成或（+），或（+）换 成与（•）；原变量换为反变量，反变量换为原变量；将1换成0，0换成1；则得 到的结果就是原函数的反函数。
例2.1.1 试求
LABCD 0 的非函数
解：按照反演规则，得
L ( A B (C ) D )1 (A B )C ( D )
2、基本公式的证明
(真值表证明法)
例 证明 A B A B ， AB A B
列出等式、右边的函数值的真值表
A B A B A+B
00 01 10 11
11 10 01 00
0+0=1 0+1=0 1+0=0 1+1=0
A B AB A+B
1 0·0 = 1 1 0 0·1 = 1 1 0 1·0 = 1 1 0 1·1 = 0 0
康华光电子技术基础数字部分第五版
2.1.3 逻辑函数的代数法化简
1、逻辑函数的最简与-或表达式
在若干个逻辑关系相同的与-或表达式中，将其中包含的与项数 最少，且每个与项中变量数最少的表达式称为最简与-或表达式。
LACCD = A CC D
(AC)(CD)
“与-或” 表达式 “与非-与非”表达式 “或-与”表达式
康华光电子技术基础数字部分第五版
3. 对偶规则：
对于任何逻辑函数式，若将其中的与（• ）换成或（+），或（+）换成与（•）；并将1
换成0，0换成1；那么，所得的新的函数式就是L的对偶式，记作 L。
例: 逻辑函数 L ( A B)( A C) 的对偶式为
L AB AC
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幅值 =5.0V 2.5V
tw
脉冲宽度
2.5V
0.0V
0.5V
0.5V
tr
tf
12
4、时序图 时序图----表明各个数字信号时序关系的多重波形图。
13
1.1.3 数字电路
数字电路与模拟电路的工作信号、研究的对象不同， 分析、设计方法以及所用的数学工具也相应不同。
模拟电路产生和处理模拟信号的电路。模拟电路注重研
究的是输入、输出信号间的大小和相位关系。在模拟电路 中，三极管一般工作在放大区。分析方法有：图解法、小 信号等效电路法。 数字电路产生和处理数字信号的电路。数字电路注重研 究的是输入、输出信号间的逻辑关系。在数字电路中，三 极管一般工作在截止区和饱和区，起开关作用。所用数学 工具为逻辑代数。
14
一、数字电路的分类
位，即2-10 = 1/1024。
0.39×2 = 0.78 0.78×2 = 1.56 0.56×2 = 1.12 0.12×2 = 0.24 0.24×2 = 0.48 所以 b-1= 0 b-2= 1 b-3= 1 b-4= 0 b-5= 0 0.48×2 = 0.96 0.96×2 = 1.92 0.92×2 = 1.84 0.84×2 = 1.68 0.68×2 = 1.36 b-6 = 0 b-7 = 1 b-8 = 1 b-9 = 1 b-10= 1
33
1.3 二进制代码
码制: 编制代码所要遵循的规则。
二进制代码的位数(n)，与需要编码的事件（或信息）的个 n-1 n 数(N)之间应满足以下关系：2 ≤N≤2
1.3.1 二-十进制码 1.3.2 格雷码
1.3.3 ASCII码
34
1.3 二进制代码 1.3.1 二-十进制码
(BCD码----- Binary Code Decimal） 用4位二进制数来表示一位十进制数中的0~9十个数码。 从4 位二进制数16种代码中,选择10种来表示0~9个数码 的方案有很多种。每种方案产生一种BCD码。
一般表达式：
(N ) H
i m
i K 16 i
30
n 1
2、二--十六进制之间的转换
二进制转换成十六进制： 因为16进制的基数16=24 ，所以，可将四位二进制数表 示一位16进制数，即 0000～1111 表示 0-F。
转换时，由小数点开始，整数部分自右向左，小数部分 自左向右，四位一组，不够四位的添零补齐，则每四位二 进制数表示一位十六进制数。
21
3、二进制数波形表示
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 2 LSB
21 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 22 MSB 23 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 9 10 11 12 13 14 15 十进制 22 数
例： (1111010.111001)B = (7A.E4)H
十六进制转换成二进制： 将每位16进制数展开成四位二进制数，排列顺序不变即可。
例: (8B.E6)H = (1000 1011.1110 011)B
31
3、十六进制的优点
1）与二进制之间的转换容易；
2）计数容量较其它进制都大。假如同样采用四位数码， 二进制最多可计至( 1111)B =( 15)D； 十进制可计至 (9999)D； 十六进制可计至 (FFFF)H = (65535)D，即64K。其容量最大。
23
（2）二进制数据的并行传输
将一组二进制数据所有位同时传送。 传送速率快,但数据线较多，而且发送和接收设备较复杂。
计算机 MSB 0 0 1 1 0 1 1 0 LSB 并行数据传输
打印机
1 C P 0 20 1 0 21 1 0 22 1 0 23 1 0 24 1 0 25 1 0 26 1 0 27 1 0
6
1
647.67 10 9 s 648ns
8
2、周期性和非周期性 非周期性数字波形
周期性数字波形
9
例1.1.2 设周期性数字波形的高电平持续6ms，低电平持续10ms，
求占空比q。
解：因数字波形的脉冲宽度tw=6ms，周期T=6ms+10ms=16ms。
6ms q (%) 100 % 37.5% 16 ms
由此可见，将十进制整数除以2，所得余数即为 b0 “辗转相除”法:将十进制数连续不断地除以2, 直至商 为零，所得余数由低位到高位排列，即为所求二进制数。
25
例: 将十进制数(37)D转换为二进制数。
解：根据上述原理，可将(37)D按如下的步骤转换为二进制数
2 37 2 18 2 9 „„„„„余 1 „„ b0 „ „„„„„余 0 „„ b1 „ „„„„„余 1 „„b2 „ „„„„„余 0 „„ b3 „ „„„„„ 余 0„„ b4 „ „„„„„ 余 1„„b5 „
1.3 二进制代码
1.4 二值逻辑变量与基本逻辑运算 1.5 逻辑函数及其表示方法
3
1.1 数字信号与数字电路
1.1.1 模拟信号与数字信号
1、模拟信号 ---在时间和数值均连续变化的电信号
u
O t
u
O
t
2、数字信号 ---在时间上和数值上均是离散的信号
4
1.1.2 数字信号的描述方法
一、二值数字逻辑和逻辑电平
( N ) D b1 21 b2 22 b(n1) 2(n1) bn 2n
将上式两边分别乘以2，得
2 ( N ) D b1 20 b2 21 b(n1) 2(n2) bn 2(n1)
0.39 D 0.0110001111 B
29
1.2.4 十六进制和八进制
1、十六进制 十六进制数中有0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 , A、B、C、D、E、F
十六个数码，进位规律是“逢十六进一”。
各位的权都是16的幂。
1 0 1 10 16 6 16 12 16 例如 (A6.C) H 166.75
数字技术的应用 计算机
智能仪器
数码相机
1
本课程主要内容
基本概念及数学工具
基本概念：数字信号、数制、二进制代码…
数字电子技术
数学工具：逻辑代数
元件及数字电路
逻辑门→组合逻辑电路 触发器→时序逻辑电路
555定时器→脉冲波形产生、变换电路
数模与模数转换器
存储器、可编程器件
2
1.数字逻辑概论
1.1 数字电路与数字信号 1.2 数制
由此可见，将十进制小数乘以2，所得乘积的整数即为 b 1
不难推知，将十进制小数每次去掉上次所得积中的整 数再乘以2，直到满足误差要求进行“四舍五入”为止，就 可完成由十进制小数转换成二进制小数。
28
例：将十进制小数(0.39)D转换成二进制数,要求精度达到0.1%。 解: 由于精度要求达到0.1%，需要精确到二进制小数后10
从电路的形式不同， --数字电路可分为集成电路和分立电路。 根据电路的结构特点及其对输入信号的响应规则的不同， --数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 从器件不同 --数字电路可分为TTL 和 CMOS电路。
从集成度不同
--数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、 超大规模和甚大规模五类。
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7
4、 二进制数据的传输 （1）二进制数据的串行传输
计算机 计算机 A 计算机 计算机 B
A
0
1 1 0 1 1 0 0
B
串行数据传输
CP 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7
串行数据
1 MSB 0 0
LSB 0 1 1 0 1 1 0
2 4 2 2 2 1 0
由上得 (37)D=(100101)B
26
例: 将(133)D转换为二进制数。 解：由于27为128，而133－128=5；
22为4，5－4=1； 所以对应二进制数b7=1，b2=1，b0=1，其余各系
数均为0，所以得
(133)D=(10000101)B
27
2、小数的转换 对于二进制的小数部分可写成:
1) 电路简单,便于大规模集成,批量生产，成本低； 2) 可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强； 3) 具可编程性,通用性好； 4) 可实现硬件设计软件化，易于设计； 5) 高速度、低功耗，体积小,； 6) 加密性好。
17
1.2
数制
1.2.1 十进制 1.2.2 二进制 1.2.3 二-十进制之间的转换 1.2.4 十六进制和八进制
系数
位权
i K 10 i
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一般表达式:
(N ) D
i
1.2.2 二进制
1、二进制数的定义和表达式 二进制数只有0、1两个数码，进位规律是：“逢二进一” . 各位的权都是2的幂。
(10)B = 1×21 + 0×20 = 2
二进制数的一般表达式为: 系数 位权
(N ) B
15
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
门的个数
典型集成电路
小规模
中规模 大规模 超大规模 甚大规模
最多12个
12~99 100~9999 10,000~99,999 106以上
逻辑门、触发器
计数器、加法器 小型存储器、门阵列 大型存储器、微处理器 可编程逻辑器件、多功能专用集成电 路
16
二、数字集成电路的特点
二值数字逻辑 0、1数码---表示数量时称二进制数