数字电路与数字电子技术 课后答案第二章
数字电子技术基础第三版第二章答案
第二章逻辑门电路第一节重点与难点一、重点:1．TTL与非门外特性（1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况,同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。
开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。
关门电平U OFF是保证输出电平为最小高电平时,所允许的输入低电平的最大值。
（2）输入特性:描述与非门对信号源的负载效应。
根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时,与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1~1.4mA.当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。
（3）输入负载特性:实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况,电阻的取值不同,将影响相应输入端的电平取值。
当R≤关门电阻R OFF时,相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。
2．其它类型的TTL门电路（1)集电极开路与非门（OC门）多个TTL与非门输出端不能直接并联使用,实现线与功能.而集电极开路与非门（OC门）输出端可以直接相连,实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管.(2）三态门TSL三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。
它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态.处于何种状态由使能端控制.3．CMOS逻辑门电路CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。
当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。
CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。
数电习题解答_杨志忠_第二章练习题_部分
教材：数字电子技术基础（“十五”国家级规划教材） 杨志忠 卫桦林 郭顺华 编著高等教育出版社2009年7月第2版； 2010年1月 北京 第2次印刷；第二章 逻辑代数基础练习题P58【题2.2】用逻辑函数的基本公式和定律将下列逻辑函数式化简为最简与或表达式。
解题思路：要求熟练理解、运用逻辑代数的定理和公式。
（3）、(1)()Y A ABC ABC BC BC A BC BC C B B A C =++++=++++=+；（4）、()Y AB BD DCE AD AB D A B DCE AB D AB DCE AB D =+++=+++=++=+； （8）、()()()(())()Y A B C D E A B C DE A B C DE A B C DE DE =++++++=++++++=i i ； （9）、()()()Y A C BD A BD B C DE BC ABCD ABD BC BDE BC B =+++++=++++=； 【2.3】、证明下列恒等式（证明方法不限）。
解题思路：熟练使用逻辑函数公式和相关定理、真值表、卡诺图完成证明。
（9）、()A ABC ACD C D E A CD E ++++=++；证明：()A ABC ACD C D E A ACD CDE A CD CDE A CD E ++++=++=++=++； （10）、()()BC D D B C AD B B D ++++=+；证明：()()()())BC D D B C AD B BC D B C AD B BC D BC AD B BC D AD B B D++++=++++=+++=+++=+；【2.4】、根据对偶规则求出下列逻辑函数的对偶式。
解题思路：对任何表达式，将“·”和“+”互换，所有1、0互换，原变量和非变量保持不变、而且原运算顺序不变；可得到一个新的表达式，此式是原式的对偶式。
（1）、()()Y A B C A B C =+++；解：'()()Y A B C A BC =++i i（4）、()()()()Y A C A B C B C A B C =++++++；解：'Y AC ABC BC ABC =+++； 【2.5】、根据反演规则求下列逻辑函数的反函数；解题思路：对任何一个表达式，将“·”和“+” 、原变量和反变量互换，所有1、0互换，而且原运算顺序不变；所得表达式是原式的反。
数字电子技术(潘永雄)部分习题参考答案
Y = A • B + BC = A • B • BC
利用反演律，可知反函数
Y = ( A + B)(B + C) = AB + AC + BC = AB + BC = AB + BC = A + B + B + C
∴Y = A + B + B + C
2-8 列出下列函数的反函数Y 的真值表,并写出最小项和形式。
1-8 请写出下列 8 位有符号数的绝对值。 (1) 83H; (2)25H; (3)7FH; (4) 0A5H；(5) 80H 答：(1)7DH; (2) 25H; (3)7FH; (4)5BH; (5)80H(即 128)
1-9 为什么在数字系统中，有符号数用补码表示，而不用原码或反码表示？ 答：用补码表示时，减法可用加法完成。
Y = ∑ m(0,1,4)
(4)
011 0 100 1 101 0 110 0 111 0
Y = A+ B +C + D + A+C
∴Y = A + B + C + D + A + C = A• B + C • D + A•C
ABCD Y Y
00001 0 00011 0 00101 0 00111 0 01001 0 01011 0 01100 1 01110 1 10001 0 10010 1 10100 1 10110 1 11001 0 11010 1 11100 1 11110 1
t
图 2-1 答：由波形图可知逻辑函数 Y 的真值表为：
ABC Y
000 1
数字电子技术(高吉祥) 课后答案2
第二章 逻辑门电路2.1 二极管门电路如图P2.1所示。
已知二极管VD1、VD2导通压降为0.7V ，试回答下列问题：图 P2.1（1）A 接10V ，B 接0.3V 时，输出V O 为多少伏？ A=B=10V ， V O =10V ；（2）A 、B 都接10V ，V O 为多少伏？ A=10V ，B=0.3V ，V O =1.0V ；（3）A 接10V ，B 悬空，用万用表测B 端电压，V B 为多少伏？ A=10V ，B 悬空，对地阻抗很大，V B =10V ； （4）A 接0.3V ，B 悬空，测量V B 时，应为多少伏？ A=0.3V ，B 悬空对地阻抗很大，V B =1.0V ；（5）A 接5k Ω电阻，B 悬空，测量V B 时，应为多少伏？A 接5k Ω电阻，B 悬空，对地阻抗一般大于5k Ω，所以A 支路导通，B 支路不通，V B =0V 。
2.2 二极管门电路如图P2.2所示。
（1）分析输出信号F1、F2与输入信号A 、B 、C 之间的逻辑关系；；；（2）根据图P2.2（c ）给出的A 、B 、C 的波形，对应画出F1、F2的波形（输入信号频率较低，电压幅度满足逻辑要求）。
V OB图 P2.22.3 三极管门电路如图P2.3所示。
图 P2.3（1）说明图中R2和-10V 在电路中的作用。
R 2和-10V 一方面与R 1构成分压电路，使得VT 的b 极为0.7V ，另一方面完成分流作用，避免VT 的b 极电流过大。
（2）简要说明该电路为什么具有逻辑非的作用。
若A=0V ，VT 的Vb<0.7V ，VT 截止，F=Vcc=10V ；若A=5V ，VT 的Vb=0.7V ，VT 导通，而且Ib=3.23mA 远大于IBS ，所以VT 饱和导通，所以F=VTce=0.1V ，所以为逻辑非。
2.4 已知输入端A 、B 的电压波形如图P2.4所示。
画出图P2.4电路在下列两种情况下的输出电压波形：FF 1BBA B C 3V0V 3V 0V 3V 0V 3V 0V 3V 0VF1 F2图P2.4（1）忽略所有门电路的传输延迟时间；（2）考虑每个门都有传输延迟时间t pd 。
数字电子技术课后习题答案
❖ 3.21 用8选1数据选择器74151设计一个组合 逻辑电路。该电路有3三个输入逻辑变量A、B、 C和一个工作状态控制变量M。当M＝0时电路 实现“意见一致”功能（ A、B、C状态一致 时输出为1，否则输出为0），而M＝1时电路 实现“多数表决”功能，即输出与A、B、C中 多数的状态一致。
数字电子技术作业
第一章数字逻辑基础 第二章逻辑门电路 第三章组合逻辑电路 第四章触发器 第五章时序逻辑电路 第六章脉冲波形的产生与整形 第七章半导体存储器 第八章可编程逻辑器件 第九章数/模和模/数转换器
1.12 写出下图所示各逻辑图的输出函数表达式，列 出它们的真值表。
F1 F4
F2
F3
解： F1 AB F2 A B F3 BC
ABACBC
BC
A
00 01 11 10
00
1
0
1
11
0
1
0
Y ABC
❖ 3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有 呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、 二号、三号、四号4个指示灯。
❖ 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的 按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮 没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号 病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号 病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无 论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有 在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按 钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74148和门电路 设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个 指示灯状态的高、低电平信号。
Y CBA CB CA CBACB CA
数字电子技术基础第三版第二章答案
第二章逻辑门电路第一节重点与难点一、重点：1．TTL与非门外特性（1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况，同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。
开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。
关门电平U OFF 是保证输出电平为最小高电平时，所允许的输入低电平的最大值。
（2）输入特性：描述与非门对信号源的负载效应。
根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1～1.4mA。
当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。
（3）输入负载特性：实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况，电阻的取值不同，将影响相应输入端的电平取值。
当R≤关门电阻R OFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。
2．其它类型的TTL门电路（1）集电极开路与非门（OC门）多个TTL与非门输出端不能直接并联使用，实现线与功能。
而集电极开路与非门（OC 门）输出端可以直接相连，实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管。
（2）三态门TSL三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。
它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态。
处于何种状态由使能端控制。
3．CMOS逻辑门电路CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。
当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。
CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。
万里学院-数字电子技术基础-第二章习题及参考答案
题图 2-12 13．题图 2-13 是用 4 选 1 数据选择器设计的一个逻辑电路，试写出输出逻辑函数 Z 的最简 与或表达式。 表1 4 选 1 数据选择器功能表
A1
× 0 0 1 1
A0
× 0 1 0 1
E
W
0
1 0 0 0 0
D0 D1 D2 D3
题图 2-13 14．分析题图2-14中所示的逻辑电路，其中741LS51为8选1数据选择器，要求写出输出函数Z 的最简与-或表达式。
F1 ( A, B, C ) AC A BC A BC F2 ( A, B, C ) A BC AB C BC
题图2-22
题图2-23
16．试用如题图 2-23 所示的一片 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现逻辑
Z ( A, B, C ) A B C A BC A BC 。
题图 2-6
7．组合逻辑电路及输入波形如题图 2-7 所示，要求：写出 L1、L2、L3 的逻辑表达式，分析 电路功能，并画出 L2 的波形。
题图 2-7 8．分析如题图 2-8 所示电路的逻辑功能，写出 Y1、Y2 的逻辑函数式，列出真值表，指出电 路完成什么逻辑功能。
题图 2-8 9．分析题图 2-9 电路的逻辑功能。要求： （1）写出各输出端的逻辑表达式并化简； （2）列出真值表； （3）总结电路的逻辑功能。
6．某学校有三个实验室，每个实验室各需 2kW 电力。这三个实验室由两台发电机组供电， 一台是 2kW，另一台是 4kW。三个实验室有时可能不同时工作，试设计一逻辑电路，使资源 合理分配。 7．设计一个能被 2 或 3 整除的逻辑电路，其中被除数 A、B、C、D 是 8421BCD 编码。规定能 整除时，输出 L 为高电平，否则，输出 L 为低电平。要求用最少的与非门实现。 （设 0 能被 任何数整除） 8．设计表决电路，要求 A、B、C 三人中只要有半数以上同意，决议就能通过。但同时 A 还 具有否决权，即只要 A 不同意，即使多数人意见也不能通过（要求用与非门实现） 。 9．有三个温度探测器，当探测的温度超过 60℃时，输出控制信号为 l；如果探测的温度 低于 60℃时，输出控制信号为 0，当有两个或两个以上的温度探测器输出 1 信号时，总 控制器输出 1 信号，自动控制调控设备，使温度降低到 60℃以下。试设计一组合逻辑电 路实现上述表决电路。 10．设计一个电话机信号控制电路。电路有 I0（火警） 、I1（盗警）和 I2（日常业务）三 种输入信号，通过排队电路分别从 L0、L1、L2 输出，在同一时间只能有一个信号通过。如 果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业 务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路，要求用 2 输入端与非门来实现。 11．如题图 2-20 所示，为一工业用水容器示意图，图中虚线表示水位，A、B、C 电极被水 浸没时会有信号输出，试用与非门构成的电路来实现下述控制作用：水面在 A、B 间，为正 常状态，亮绿灯 G；水面在 B、C 间或在 A 以上为异常状态，点亮黄灯 Y；面在 C 以下为危险 状态，点亮红灯 R。要求写出设计过程。
数字电路课后习题答案第二章
2.8
(a)
(b)
2.9
(a)
(b)
2.10 (a)
(b)
(c)
2.11 decimal signed-magnitude two’s-magnitude one’s-complement 2.12 (a)
11010100 (b) 101110011 (c) 01011101 (d) 00100110 + 10101011 + 11010110 + 00100001 + 01011010 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------01111111 10001111 01111101 10000000 yes no no yes
2.6
(a) (c) (e) (g) (i)
125 10 = 1111101 2 209 10 = 11010001 2 132 10 = 1000100 2 727 10 = 10402 5 1435 10 = 2633 8 1100010 110101 + 11001 ------------------------1001110 110000 110101 - 11001 -----------------------011100 1372 + 4631 ------------------6223 1372 + 4631 ------------------59A3 (b)
2.7
(a)
111111110 (d) 11000000 1011000 (c) 11011101 101110 1110010 + 1100011 + 100101 + 1101101 ------------------------------------------------------------------------------------101000000 1010011 11011111 0011010 000010 (c) 11000100 (d) 1110010 11011101 101110 - 1101101 - 1100011 - 100101 ------------------------------------------------------------------------------------0000101 01111010 001001 47135 + 5125 ------------------54262 4F1A5 + B8D5 ---------------------5AA7A + 18 00010010 00010010 00010010 (c) 175214 (d) 110321 + 152405 + 56573 ---------------------------------------------347621 167114 F35B + 27E6 -------------------11B41 + 115 01110011 01110011 01110011 (d) 1B90F + C44E --------------------27D5D +79 01001111 01001111 01001111 –49 10110001 11001111 11001110 –3 10000011 11111101 11111100 –100 11100100 10011100 10011011
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1.有一分立元件门电路如图P2.1 ( a )所示，歌输入端控制信号如图p2.1 ( b )所示.。请对应图( b )画出输出电压 的波形。
( a )
图P2.1
解:
2.对应图P2.2所示的电路及输入信号波形画出 、 、 、 的波形。
图P2.2 ( a )
解:
F1, F2, F3, F4为图P2.2A
(b) TTL非门的输出端不能并联,应换为集电极开路门。
(c)输入端所接电阻 ，相当于”0”，使 =1，必须使 ，如取
(d)输入端所接电阻 相当于”1”，使 ，必须使 ，如取 ，相当于”0”，这时
7.电路如图P2.7 ( a ) ~ ( f )所示,已知输入信号A，B波形如图P2.7 ( g )所示，试画出各个电路输入电压波形。
(b)
可用于TTL门电路，原因同上.
13.试说明下列各种门电路中有哪些输出端可以并联使用：
(1)具有推拉式输出端的TTL门电路;
(2) TTL电路的OC门;
(3) TTL电路的三态门;
(4)普通的CMOS门;
(5)漏极开路的CMOS门;
(6) CMOS电路的三态门.
解:
(1)具有推拉式输出端的TTL门电路输出端不能并联，否则在一个门截止，一个门导通的情况下会形成低阻通路，损坏器件。
(b)
这种扩展输入端的方法不适用于TTL电路因为当扩展端C、D、E均为低电平时，三个二极管均截止，或非门的一个对应输入端通过100K 电阻接地，此时 ，将输入信号A,B封锁，电路工作不正常。
12.试分析图P2.12(a),(b)电路的逻辑功能，写出y的逻辑表达式，图中门电路均为CMOS门电路，本电路能否用于TTL门电路,并说明原因。
( a ) ( b )
图P2.9
解:
当C = 0时， =1， 导通, 截止，
当C = 1时, = 0, 截止, 导通，这时A = 0，Q =
10.分析图P2.10所示各电路的逻辑功能
( a ) ( b )
解:
(a)
(b)
(c)
( c )
图P2.10
11.在CMOS门电路中，有时采用图P2.11所பைடு நூலகம்的方法扩展输入端。试分析图P2.11 ( a ) (b)所示电路的逻辑功能，写出F的逻辑表达式。假定 ，二极管的正向导通压降 ，并说明这种扩展输入端得方法能否用于TTL电路及说明原因。
( a ) ( b )
图P2.12
解:
(a)
本电路可以用于TTL电路,因与非门输入端有一个为0.3V时，输出为3.6V，此时y为3.6-0.7V=2.9V，在高电平许可范围内，当与非门输入全为3.6V时，输出为0.3V，此时二极管均截止，y = 0，为低电位，因此高低电平在许可范围内，而二极管具有单向导电性，也不能出现TTL门输出端并联的情况，不会出现逻辑错误。
当C=0时 门输出为 ，电压表指示取决于A、B。A、B中有一个为”0”则电压表为3.6V，当A = B = ”1”时，电压表为0.3V。
图P2.4图P2.A4
5.输入波形如图P2.5 ( b )所示，试画出P2.5 ( a )所示逻辑门的输出波形
( a ) ( b )
图P2.5 F1,F2为图P2.A5
解:
C = 1时， 为高阻状态，C = 0时，
6.改正图P2.6所示TTL电路中的错误
图P2.6
解:
(a)三极管基极应加接基极电阻 .否则与非门输出高电平3.6V时，将三极管损坏。
15.如图P2.13所示电路中， 是三态门， 是普通TTL与非门，假定控制端C处于高电平，那么开关K合上和断开时，三态门的输出电位各为多少？而当控制端C处于低电平时，在K合上和断开两种情况下，三态门时输出电位又是多少?
图P2.13
解:
当C=1时， 门处于高阻状态，相当于输出端断开，因此在K打开时，电压表指示为0，当K合上时，量出 门输入端电压1.4V。
( a ) ( b ) ( f )
( d ) ( e ) ( f )
(ｇ)
图P2.7
解:
图P2.A7
8.电路及输入波形如图P2.8 ( a )，( b )所示，试按A、B、C及 的波形画出输出波形。
图P2.8 ( a )
图P5.A5 (2)
图P2.8 F为图P2.A8
解:
画出下如图P2.A8所示
9. CMOS电路如图P2.9 ( a )所示，已知输入A，B及控制端C的波形如图P2.9 ( b )所示，试画出Q端的波形.
3.试分析图P2.3所示电路的逻辑功能,列出真值表.
( a ) ( b )
图P2.3
解:
图P2.3 ( a )
图P2.3 ( b )
4.电路如图P2.4所示，为使其完成C=1时， ，电路应如何改动。
解:
当C=1时，三态门呈高阻状态，相当于断开，或非门对应输入端悬空相当于”1”所示 ，为使其完成 应在三态门输入端接一个 的电阻即可,电路图如图P2.A4所示
(2) TTL电路的OC门输出端可以并联.
(3) TTL电路的三态门输出端可以并联,但每个门必须要分时工作.
(4)普通的CMOS门输出端不能并联.
(5)漏极开路的CMOS门输出端可以并联.
(6) CMOS电路的三态门输出端可以并联,但每个门需分时工作.
14.试画出完成 的CMOS逻辑电路.
解:
图P2.A14
( a ) ( b )
图P2.11
解:
(a)
这种扩展输入端得方法不能用于TTL电路因为当扩展端C、D、E有低电平0.3V时,对应的二极管导通，使与非门一个输入端低电位为0.3V+0.7V=1V，若多射极管 处于深饱和其集电极电压近似为1V，是 导电, 导电，输出低电平，因而逻辑关系错误，不正常工作。