【正文】 1 習(xí)題答案 第一章 數(shù)制和碼制 1． 數(shù)字信號和模擬信號各有什么特點(diǎn) ? 答：模擬信號 —— 量值的大小隨時(shí)間變化是連續(xù)的。 數(shù)字信號 —— 量值的大小隨時(shí)間變化是離散的、突變的（存在一個(gè)最小數(shù)量單位△ ）。 2． 在數(shù)字系統(tǒng)中為什么要采用二進(jìn)制 ?它有何優(yōu)點(diǎn) ? 答：簡單、狀態(tài)數(shù)少，可以用二極管、三極管的開關(guān)狀態(tài)來對應(yīng)二進(jìn)制的兩個(gè)數(shù)。 3. 二進(jìn)制： 0、 1；四進(jìn)制： 0、 3；八進(jìn)制： 0、 7；十六進(jìn)制：0、 A、 B、 C、 D、 E、 F。 4. ()10=( )2=( )16。 (3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。 ()10=( )2=( )16。 5. B E 6. ABCD 7. ()16=( 010000110010. 10110111)2=(2062. 556)8。 8. 二進(jìn)制數(shù)的 1 和 0 代表一個(gè)事物的兩種不同邏輯狀態(tài)。 9. 在二進(jìn)制數(shù)的前面增加一位符號位。符號位為 0 表示正數(shù)；符號位為 1 表示負(fù)數(shù)。這種表示法稱為原碼。 10. 正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼即為它的正數(shù)原碼連同符號 位按位取反。 11. 正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼即為它的反碼在最低位加 1 形成。 12. 在二進(jìn)制數(shù)的前面增加一位符號位。符號位為 0 表示正數(shù)；符號位為 1 表示負(fù)數(shù)。正數(shù)的反碼、補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼即為它的正數(shù)原碼連同符號位按位取反。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼即為它的反碼在最低位加 1 形成。補(bǔ)碼再補(bǔ)是原碼。 13. A:(+1011)2 的反碼、補(bǔ)碼與原碼均相同： 01011； B: (1101)2 的原碼為 11101，反碼為 10010，補(bǔ)碼為 10011. 14. A: (111011)2 的符號位為 1，該數(shù)為負(fù)數(shù)，反碼為 100100，補(bǔ)碼為 100101. B: (001010)2 的符號位為 0，該數(shù)為正，故反碼、補(bǔ)碼與原碼均相同： 001010. 15. 兩個(gè)用補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，和的符號位是將兩個(gè)加數(shù)的符號位和來自最高有效數(shù)字位的進(jìn)位相加，舍棄產(chǎn)生的進(jìn)位得到的結(jié)果就是和的符號。 +3 的補(bǔ)碼 000011， +15的補(bǔ)碼 001111，和為 010010； +9 的補(bǔ)碼 01001， 12 的補(bǔ)碼 10100，和 11101. 16.（ 100001000） BCD=（ 108） D=（ 6C） H=（ 01101100） B。 17. A 18. A 十進(jìn)制代碼有 8421 碼， 2421 碼， 5211 碼，余 3 碼，余 3 循環(huán)碼；前 3 種碼從左到右每一位的 1 分別用碼的權(quán)值表示；余 3 碼的權(quán)值為 1；余 3 循環(huán)碼相鄰的兩個(gè)代碼之間僅有一位的狀態(tài)不同。 ASCII 碼。 1000100 1011000 1011000 1011001. （參見教材 P15 表 ） 習(xí)題答案 第二章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) 1. 二值邏輯是指只有兩種對立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系。如門的開、關(guān)等。二值邏輯中的正邏輯指有 1 表示高電平 ， 開關(guān)閉合等有信號的狀態(tài)， 0 表示低電平，開關(guān)斷開等無信號 狀態(tài)；負(fù)邏輯則正好與正邏輯相反。 2. 見教材 P2223。 2 3. 正邏輯 與、或、非運(yùn)算的真值表： 負(fù)邏輯 與、或、非運(yùn)算的真值表： 4. 連續(xù)異或 1985 個(gè) 1 的結(jié)果是 1. 5. D 6. 奇數(shù) 7. 1 8. A 9. A 10. 邏輯函數(shù) 1*)CB(AF ?? 的對偶函數(shù) DF? ( A +BC )，反函數(shù) F?? ( A BC? ? ?? )。 11. 邏輯函數(shù) 的表示方法 有 ： 真值表、邏輯函數(shù)式、邏輯 電路 圖 、時(shí)序 圖和 卡諾圖 等 五 種 形式。 12. 用標(biāo)準(zhǔn)積之和表示，則 F (A, B, C, D )=(ABC +ACD +ABD +BCD+ ABCD ) =∑m (7, 11, 13, 14, 15)。 用標(biāo)準(zhǔn)和之積表示，則 F (A, B, C, D )=∏M (0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12) 。 13. n 個(gè)變量分別有 2 n 個(gè)最小項(xiàng)和最大項(xiàng)。 14. A C D 三項(xiàng) 15. ∏M (3, 5, 7, 11, 13, 14, 15) ∑m(0, 1, 2, 4, 8, 10, 12) 16. F 負(fù) (A, B, C )= ∑m（ 0， 3， 5， 6) 17. 最簡與或表達(dá)式為 ： BA?? ； 最簡或與表達(dá)式 : BA?? 18. CBACBCAY ????? 的最小項(xiàng)之和表達(dá)式為：?????????????? ( 1 , 3 , 5 , 7 )1753 mmmmmCBAA B CCBABCAY 3 CBAY ??? 的最大項(xiàng)之積表達(dá)式為：( ) ( ) ( ) ( 0 , 2 , 6 )Y A B C A B C A B C M? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ACBCABY ??? 的與非 與非表達(dá)式為： ))()()(( ????? ACBCABY CBCBAY ???? 的或非 或非表達(dá)式為： CBACABCBACBCBAY ???????????? BABCCBY ???????? 或 CABCCBY ??????? ))()()(( ))))()(((())()(()( ???????????? ????????????????? BACBCB BACBCBBACBCBYY 19. Y AB B A BAB BAB??? ? ?????? Y A B D A B C D A C D E AA ? ? ?? ? ? ?? ()()Y A B C D A B D A C DA D B C B CA D C CAD??? ? ???? ? ????? ( ) ( )( ) ( )Y A C A B C A CD CDA C B C C A D DA C B C A DA C A B A C CDA CD??? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ??? BACBACACCABACBACBACY???????????????)()( ()1Y A B C A B CA B C A B C? ? ?? ? ? ?? ? ???? 20. 卡諾圖的幾何相鄰性包括 的 三種情況 ： 相接相鄰、相對相鄰、相重相鄰 。 21. Y A B A C B CA B A C? ? ?? ? ????? Y A B A C B C C DA B C D? ? ?? ? ? ??? ? ? DCABA DDCCABAY ????? ??????? Y A B C A B A D C B DB C D? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? 4 ACADBA dmDCBAL ????? ?? ? ? )11,10,9,3,2,1()15,14,13,0(),( DBDCDCmDCBAL ???????? ? )14,13,10,9,8,6,5,2,1,0(),( DAdmDCBAF ???? ?? )15,11,7,5,3,1()13,9,6,4,2,0(),( 5 習(xí)題答案 第三章 門電路 一、 填空 1. 用以實(shí)現(xiàn) 基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算 的單元電路稱為門電路。 2. 常用的門電路在邏輯功能上有 與門、或門、 非門、與非門、或非門、異或門 等幾種。 3. 正邏輯是指 以高電平表示邏輯 1，低電平表示邏輯 0 。 4. 負(fù)邏輯是指 以低平表示邏輯 1，高電平表示邏輯 0 。 5. 反相器的輸入特性是指 從反相器輸入端看進(jìn)去的輸入電壓與輸入電流的關(guān)系 。 6. 反相器的輸出特性是指 從反相器輸出端看進(jìn)去的輸出電壓與輸出電流的關(guān)系 。 7. 兩個(gè) OD 與非門線與后，實(shí)際的邏輯關(guān)系是 與或非 。 8. 噪聲容限示意圖如下圖所示。反相器輸入為高電平時(shí)的噪聲容限公式是 VNH=VOH(min)VIH(min) ， 低電平時(shí)的噪聲容限公式是 VNL=VIL(max)VOL(max) 。 9. TTL 門電路的輸入端負(fù)載特性用公式表達(dá)為 PI CC B E 11P ()Rv V vRR???。 10. 三態(tài)門的輸出是 高電平 、 低電平 和 高阻態(tài) 。 二、 輸入信號的高、低電平分別是 5V 和 0V， R1 為 kΩ， R2為 10 kΩ， RC為 1 kΩ， VCC為 5V， VEE為 8V，三極管的 β 為 20，飽和壓降與飽和導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻 忽略。計(jì)算輸入高、低電平時(shí)對應(yīng)的輸出電平。 答案： 6 I EE IB I 1 I1212B128( 3. 3 ) V13 .33. 3 10 k 2. 5k13 .3v V vv v R vRRRRRRR??? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? 當(dāng) vI=VIL=0V 時(shí)， B 08( 0 3. 3 ) V = ?? ? ? 發(fā)射結(jié)反偏，三極管截止， iC=0,vO=VCC=5V。 當(dāng) vI=VIH=5V 時(shí)， B 08( 0 3. 3 ) V = ?? ? ? B B EB 3B A = 10vVi R? ??? ? 深度飽和時(shí)三極管的基極電流為 BS 3C 5 A = A20 1 10CCVI R??? ?? 滿足 iBIBS，故三極管處于深度飽和狀態(tài)， vO≈ 0V。 三、分析圖示電路的邏輯功能。 答案：詳見教材 P116 7 四、 輸入電壓波形如圖所示，試畫出電路的輸出電壓波形。 答案： 五、已知圖中各門電路都是 74 系列門電路，指出各門電路的輸出是什么狀態(tài)。 答案： Y1 為高電平； Y2 為低電平； Y3 為低電平； Y4 為低電平。 六、 74 系列 TTL 與非門組成如圖電路。試求前級門 GM能驅(qū)動(dòng)多少個(gè)負(fù)載門？門 GM輸出高 電平 VOH≥ ，低電平 VOL≤ ，輸出低電平時(shí)輸出電流最大值 IOLmax=16 mA，輸出高 電平時(shí)輸出電流最大值 IOHmax= ， 與非門的電流 IIL≤ ， IIH≤ mA。 8 答案： 在滿足 VOL≤ 的條件下，求得可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目為 O L (m a x )1IL (m a x )16 = 1 01 .6IN I?? 在滿足 VOH≥ 的條件下，求得可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目為 O H ( m a x)2I H ( m a x)0 .4 =52 0 .0 4IN pI?? ? 因此 GM最多能驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)同樣的與非門。 七、上題中，若門均為 74 系列 TTL 或非門，而其它條件不變，門的參數(shù)與上題相同，那么 前級門 GM能驅(qū)動(dòng)多少個(gè)負(fù)載門？ 答案： 在滿足 VOL≤ 的條件下，求得可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目為 O L ( m a x )1IL ( m a x )16 =52 1 .62IN I?? ? 在滿足 VOH≥ 的條件下，求得可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目為 O H ( m a x)2I H ( m a x)0 .4 =52 0 .0 4IN pI?? ? 因此 GM最多能驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)同樣的或非門。 八、計(jì)算圖中上拉電阻 RL 的阻值范圍。前級輸出門均為 74LS 系列 OC 門，電源 VCC=5V， 輸出高電平 VOH≥ ，輸出低電平 VOL≤ 。輸出管截止時(shí)漏電流 IOH≤ ，低電平 輸出時(shí)允許的最大負(fù)載電流 IOL(max)=8 mA，后級負(fù)載門為 74 系列 TTL 與非門，輸入電流 IIL≤ ， IIH≤ mA。 9 答案： RL 的最大允許值為 CC O HL ( m a x ) O H I H 5 3 .2 k = 4 .0 9 k3 0 .1 7 0 .0 2VVR n I m I? ?? ? ? ?? ? ? ? RL 的最小允許值為 C C O LL ( m i n ) O L ( m a x ) I L 5 0 . 4 k = 0 . 6 8 k8 3 0 . 4VVR I m I? ?? ? ? ??? ? ? 故 RL 的取值范圍應(yīng)為 L0 . 6 8 k 4 . 0 9kR? ? ? ?。 九、計(jì)算圖中上拉電阻 RL 的阻值范圍。前級輸出門均為 74LS 系列 OC 門，電源 VCC=5V，輸出高電平 VOH≥ ，輸出低電平 VOL≤ 。輸出