【正文】 式，每個門在輸出低電平時允許灌入的最大電流為 IOLmax=13 mA，輸出高電平時的輸出電流 IOH25μ A。試計算外接負(fù)載 RC的取值 范圍 RCmax及 RCmin。當(dāng) OC 門線與信號為邏輯 0 時，不僅要求輸出低電平不超過 OLmaxU ，而且還要考慮 所有灌入一個導(dǎo)通的 OC 門的電流 不超過其允許電流OLmaxI ，可得 圖解 A B L G1 G2 圖題 Vcc(5V) Rc amp。 amp。 amp。 10 RC IL OLmaxI mI I?? CC OL maxRCCVUI R?? 即 CC OLmaxCOLmax ILVUR I mI?? ? 3C C O L m a xC m i nO L m a x I L5 0 . 4 1 0 0 . 6 9 7 k1 3 4 1 . 6VUR I m I? ?? ? ? ? ?? ? ? 當(dāng) OC門輸出為邏輯 1時， G1,G2 中的輸出管截止， OHI 為晶體管的穿透電流 ( CEOI ),此時，穿透電流和負(fù)載門 輸入高電平電流 IIH 全部流經(jīng) CR ,應(yīng)使 OC 門輸出高電平不低于 OHminU ，可得 CC RC C O H m inV I R U??, C C O H m i n C C O H m i nCR C O H I HV U V UR I n I k I???? ? 6C m a x 5 2 . 4 1 0 1 0 . 4k2 2 5 4 5 0R ?? ? ? ?? ? ?。 [解 ] (1) 1F AA??， 輸出固定為高電平 。 74 系列與非門輸出低電平時，最大允許的灌電 流 IOLmax=16mA， 輸 出為高電平時的最大允許輸出 電流 IOHmax= 400μA ，測得 某個門的 輸入低電平電流 IIL=，輸入高電平電流 IIH= ，此 種 與非門 的扇出為多少？ [解 ] O L m a x O H m a xLHI L I Hm i n [ , ] m i n [ , ]IIN N N II?? 1 6 4 0 0m i n [ , ] m i n [1 0 ,1 0 ] 1 01 .6 4 0? ? ? 注意：式中 IIL 和 IIH 應(yīng)取該參數(shù)的最大值，而不能用實(shí) 測 值。 1 F A 圖題 A 圖解 amp。 amp。 設(shè)計一個發(fā)光二極管（ LED）驅(qū)動電路，設(shè) LED 的參數(shù)為 VF=， ID=10mA；若 VCC=5V，當(dāng) LED 發(fā)亮?xí)r，電路的輸出為低電平，選用集成門電路的型號，并畫出電路圖。 決定限流電阻 R 之值（取 OL ? ） 3C C F O LD5 2 . 2 0 . 4 1 0 2 4 010V U UR I?? ??? ? ? ? ? 選用門電路的型號：由于電路輸出為低電平 時 LED 發(fā)光，要求所選門電路的 OLmax D 10mAII?? ， 可選 74 系列 TTL 門 7404 非門 。 [解 ] (a) 當(dāng) C＝ 0 時， G1 禁止，輸出高阻抗 Z， 對其后的 異 或門相當(dāng)于接邏輯 1， 所以， 2 1F D D? ? ? 。 （ b）三態(tài)門的輸出端并接在一起，因此，應(yīng)控制其使能端，使三態(tài)門全部禁止或分時使能。 當(dāng) X = 1 時，輸出端控制三態(tài)門的控制信號 0EN X??無效，所以 F4 = Z。 參考 錯誤 !未找到引用源。假設(shè)均接單輸入門，則 ( m a x)( m a x)4 ILIN I? ? ? ( m a x)( m a x)4 IHIN I? ? ? 因此， 單個 74HCTCMOS 門可以驅(qū)動 10 個 74LSTTL 負(fù)載。 ，試確定下面哪一種接口（驅(qū)動門到負(fù)載門）需要接上拉電阻，為什么？上拉取值電阻應(yīng)該注意什么？哪一種接口驅(qū)動會有問題？如何解決？ （ 1） 74TTL 驅(qū)動 74ALSTTL （ 2） 74HC CMOS 驅(qū)動 74TTL （ 3） 74TTL 驅(qū)動 74HC CMOS （ 4） 74LSTTL 驅(qū)動 74HCT CMOS （ 5） 74TTL 驅(qū)動 4000B CMOS （ 6） 4000B CMOS 驅(qū)動 74LSTTL [解 ] 如果 CMOS 門電路的電源電壓 VDD等于 5 伏，根據(jù) 錯誤 !未找到引用源。但 74TTL 的輸出高電平的最小值是 ，而 74HC CMOS 認(rèn)可的輸入高電平最小值是 ，因此，必須設(shè)法將 TTL 電路輸出的高電平提升到 以上。一般接 10k?電阻就可以將 拉升到 接近 5V，而且對 TTL 輸出低電平時的灌電流（ 5V/10k?=）也不會太大。 由 錯誤 !未找到引用源。但由于 74HC 輸出低電平的 IOL(max)=4mA， 74TTL 的輸入低電平的 IIL(max)＝ ，所以 74HC 最多可以帶動2 個 TTL 標(biāo)準(zhǔn)系列門， CMOS 的帶負(fù)載能力較差。 可見， 4000B 低電平輸出時還不足以驅(qū)動一個 TTL 邏輯門，其實(shí)許多的 4000B 系列都存在低電壓輸出驅(qū)動電流不足的問題。也可以 將同一封裝內(nèi)的 2 個 CMOS 門電路并 聯(lián)使用，提高驅(qū)動負(fù)載能力。 14 USE 。 z： OUT STD_LOGIC )。 調(diào)用與門、或門和非門元件，設(shè) 計 異或 門的 VHDL 程序。 USE 。 z： OUT STD_LOGIC )。 END COMPONENT。 END COMPONENT。 END COMPONENT。 U1： inv PORT MAP (y， i2)。 U3： and PORT MAP (x， i2， i4)。 15 END xor_arc。 [解 ] (1)由電路可寫出如下邏輯關(guān)系 i i i iF M A M A M A? ? ? (2) 分析電路功能 當(dāng) M =0 時， Fi = iA ，輸出為反碼；當(dāng)M = 1 時， Fi = Ai ，輸出為原碼。 圖題 生器，共有 16 種邏輯功能。 (1) 試寫出 Y 的表達(dá)式（不需化簡）； (2) 試說明 E3E2E1E0 取值為 0000到 1111時的電路功能。 [解 ]1. 分析電路 (1) 寫出電路的邏輯表達(dá)式： 3 2 1 0Y A B E A B E A B E A B E? ? ? ? (2) 分析邏輯功能 將輸入變量的所有組合代入上式，可得電路的邏輯功能關(guān)系，見表解 。 表解 E3E2E1E0 Y 0000 1 0001 A+B 0010 BA? 0011 B 0100 BA? 010 1 A 0110 A⊙ B 0111 AB 1000 AB 1001 A? B 1010 A 1011 BA 1100 B 1101 BA 1110 BA 1111 0 圖題 A3 A2 A1 A0 M F3 F 2 F 1 F 0 ＝ 1 ＝ 1 ＝ 1 ＝ 1 圖題 E3 E2 E1 E0 A B B VCC（ 5V） amp。 amp。 R（5V） YV） 16 2. 計算上拉電阻： R≤C C O H m in 3O H I H53 4. 6 K( 4 0. 1 2 0. 02 ) 10VUnI m I ?? ???? ? ? ? ? R≥ C C O L m a x3O L I S 5 ( 8 2 ) 10VUI m I ?? ???? ? ? ? R 可選 電阻。編碼如表題 所示。如用 38 譯碼器設(shè)計，則電路較簡單，電路見圖解 。要求A、 B、 C 三人中只要有半數(shù)以上同意，則決議就能通過，但 A 還具有否決權(quán)，即只要 A不同意，即使多數(shù)人同意也不能通過。 [解 ] (1) 規(guī)定邏輯變量 設(shè) A、 B、 C 同意為 1，不同意為 0；決議L 通過為 1，決議不同過為 0。 (2) 根據(jù)表解 寫出邏輯函數(shù) C B AABCBACL ??? 因指定用 7400 與非門設(shè)計，故將 L 化為與非 與非式 BACAL ?? ⑶ 畫出 74LS00 芯片電路接線圖如圖解 所示，將 6 管 腳與 1 12 管 腳分別表題 輸入 輸 出 C B A Z 2 Z 1 Z 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 Z2 Z0 Z1 amp。 amp。 設(shè)計一交通燈故障檢測電路。要求列出邏輯真值表，如用非門和與非門設(shè)計電路，試將邏輯函數(shù)化簡，并給出所用 74 系列器件的型號。 一熱水器如圖題 所示，圖中虛線表示水位； A、 B、C 電極被水浸沒時會有信號輸出。試用 SSI 器件設(shè)計實(shí)現(xiàn)該邏輯功能的電路。列出邏輯真值表如表 解 ，其中有些狀態(tài)是不出現(xiàn)的，作為無關(guān)項。 表題 R G Y L 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 圖題 C B A 表解 A B C L 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 amp。 amp。 C A B GND VCC L 圖解 74LS00 18 試用 38 線譯碼器和若干門電路實(shí)現(xiàn) 題的邏輯設(shè)計。 [解 ] (1) 將 題輸出量用最小項表示 3(3)G m Y??? 0(0)R m Y??? 17(1, 7)Y m Y Y??? (2) 用 74LS138 譯碼器和與非門 7400 組成電路見圖解 。試問故障出在哪里？ [解 ] 當(dāng)譯碼器 74LS47 的輸入信號 A3A2A1A0 中 A0 固定為高電平時，就會出現(xiàn)只能顯示奇數(shù) 9 的故障。 試分析圖題 ，寫出 Y 的邏輯表達(dá)式，當(dāng) DC為 00~11 時，說明電路的功能。 [解 ] (1) 劃分邏輯功能塊 電路可分為 MUX74LS153 和門電路兩塊。 1 1 C amp。 B A R Y G 1 1 A0 A1 A2 ST B ST C ST A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 圖解 74LS138 14 11 1 2 3 4 5 6 amp。 amp。 ≥ 1 =1 1 DC 0 1 B A 74LS153 Y 19 由 74153 的邏輯函數(shù)式為 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3Y A A D A A D A A D A A D? ? ? ? 將 0D AB??， 1D A B??， 2D A B? ， 3DA? ， DC=A1A0 代入上式可得 ( ) ( ) ( )Y D C B A D C B A D C B A D C A? ? ? ? ? (3) 分析電路功能 當(dāng) DC 為不同組合時，電路實(shí)現(xiàn)多功能輸出。要求當(dāng)輸入信號為偶數(shù)個 1 時 （含 0 個 1）， 輸出信號 F 為 1，否則為 0。 [解 ] (1) 根據(jù)題意 寫出真值表如表解 ，將輸出 F 用最小項表達(dá)式寫出 ? ????? 6530)6,5,3,0( YYYYmF (2) 電路連接圖見圖解 。 雙 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74253 的功能表見表 ，先用門電路將它擴(kuò)展為 8 選1 數(shù)據(jù)選擇器，再用它實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) F = AB + B C +A C 畫邏輯電路圖，令 CBA 對應(yīng)著 A2A1A0。先將雙 4 選 1MUX 擴(kuò)展為 8 選 1MUX，電路見圖解 。 (2) 設(shè)計整個電路 表題 D C Y 0 0 0 1 1 0 1 1 BA AB? B⊙ A A 表解 X2 X1 X0 F 000 1 001 0