电子技术基础数电部分课后答案(第五版康华光)

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

010110100

1．1．4一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 LSB

w .

c o

0 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

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 （2）127 （4）2.718

7

−4

w w

（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H 1.4二进制代码

1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD 码： （1）43 （3）254.25 解：（43）D=（01000011）BCD

1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASC Ⅱ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ASC Ⅱ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。 （1）“+”的ASC Ⅱ码为0101011，则（00101011）B=（2B ）H （2）@的ASC Ⅱ码为1000000,(01000000)B=(40)H

(3)you的ASC Ⅱ码为本1111001,1101111,1110101, 对应的十六进制数分别为79,6F,75 (4)43的ASC Ⅱ码为0110100,0110011, 对应的十六紧张数分别为34,33 1.6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。

w .

k h

d a

课

后

答

案

解：（2）（127）D=2-1=（10000000）B-1=（1111111）B =（177）O=（7F ）H

网

m

解: (a)为与非， (b)为同或非，即异或

w w

w .

k h

d a

课

后

答

w . c o

案

网

m

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

2.1.3 用逻辑代数定律证明下列等式

(3)A +ABC +ACD +(C +D ) E =A +CD +E 解：A +ABC +ACD +(C +D ) E =A (1+BC ) +ACD +CDE

=A +CD +CDE

(3)ABC (B +C )

=(A +B +C )(B +C )

w w

=AB +AC +BB +BC +CB +C

=AB +C (A +B +B +1)

=AB +C

(6)(A +B ) +(A +B ) +(AB )(AB ) 解：(A +B ) +(A +B ) +(AB )(AB )

=A ⋅B +A ⋅B +(A +B )(A +B )

1

w .

解：ABC (B +C )

k h

=A +CD +E

2.1.4 用代数法化简下列各式

课

后

=A +ACD +CDE

d a

答

w . c o

由最右边2栏可知，A ⊕B 与AB +AB的真值表完全相同。

案

网

=B +AB +AB =AB +B =A +B

=AB

(9)ABCD +ABD +BCD +ABCBD +BC 解：ABCD +ABD +BCD +ABCBD +BC

=ABC (D +D ) +ABD +BC (D +C ) =B (AC +AD +C +D ) =B (A +C +A +D ) =B (A +C +D ) =AB +BC +BD

(1)L =AB +AC

w .

2

k h

w w

(2)L =D (A +C )

d a

课

后

答

2.1.7 画出实现下列逻辑表达式的逻辑电路图，限使用非门和二输入与非门

w . c o

案

网

m

(3)L =(A +B )(C +D )

2.2.2 已知函数L（A，B，C，D）的卡诺图如图所示，试写出函数L 的最简与或表达式

w w

w .

解：L (A , B , C , D ) =BC D +BCD +BC D +ABD 2.2.3 用卡诺图化简下列个式

（1）ABCD +ABCD +AB +AD +ABC

3

k h

d a

课

后

答

w . c o

案

网

m

解：ABCD +ABCD +AB +AD +ABC

=ABCD +ABCD +AB (C +C )(D +D ) +AD (B +B )(C +C ) +ABC (D +D )

=ABCD +ABCD +ABCD +ABCD +ABCD +ABCD +ABCD

（6）L (A , B , C , D ) =解：

∑m (0,2, 4,6,9,13) +∑d (1,3,5,7,11,15)

（7）L (A , B , C , D ) =解:

w w

w .

4

L =AD +AC +AB

k h

L =A +D

∑m (0,13,14,15)+∑d (1,2,3,9,10,11)

d a

课

后

答

w . c o

案

网

m

2.2.4 已知逻辑函数L =AB +BC +C A ，试用真值表,卡诺图和逻辑图（限用非门和与非门）表示

解:1>由逻辑函数写出真值表

A 0 0 0 0 1 1 1 1

2>由真值表画出卡诺图

B 0 0 1 1 0 0 1 1

C 0 1 0 1 0 1 0 1

L 0 1 1 1 1

3>由卡诺图,得逻辑表达式L =AB +BC +AC 用摩根定理将与或化为与非表达式

L =AB +BC +AC =AB ⋅BC ⋅AC

w w

w .

4>由已知函数的与非-与非表达式画出逻辑图

k h

d a

5

课

后

答

w . c o

案

网

m

1 1

第三章习题

3.1 MOS逻辑门电路

3.1.1根据表题3.1.1所列的三种逻辑门电路的技术参数，试选择一 种最合适工作在高噪声环境下的门电路。

表题3.1.1 逻辑门电路的技术参数表

逻辑门A 逻辑门B 逻辑门C

V OH (min)/V

2.4 3.5 4.2

V OL(max)/V

0.4 0.2 0.2

V IH (min)/V

2 2.5 3.2

V IL (max)/V

0.8 0.6 0.8

同理分别求出逻辑门B 和C 的噪声容限分别为:

逻辑门A 逻辑门B 逻辑门C

t pLH /ns

d a

1.2 6 10

课

电路的噪声容限愈大, 其抗干扰能力愈强, 综合考虑选择逻辑门C

3.1.3根据表题3.1.3所列的三种门电路的技术参数, 计算出它们的延时-功耗积, 并确定哪一种逻辑门性能最好

表题3.1.3 逻辑门电路的技术参数表

后

答

案

V NHB =1V V NLB =0.4V V NHC =1V V NLC =0.6V

k h

5 10

DP = t pd P D

1

解:延时-功耗积为传输延长时间与功耗的乘积, 即

根据上式可以计算出各逻辑门的延时-功耗分别为

w w

t PLH +t PHL (1+1.2) ns

P D = *16mw=17.6* 10−12J=17.6PJ

22

同理得出: DP B =44PJ DP C =10PJ,逻辑门的DP 值愈小, 表明它的特性愈好, 所以逻辑门C 的DP A =

性能最好.

3.1.5 为什么说74HC 系列CMOS 与非门在+5V电源工作时, 输入端在以下四种接法下都属于逻辑0: (1)输入端接地; (2)输入端接低于1.5V 的电源; (3)输入端接同类与非门的输出低电压0.1V; (4)输入端接10k Ω的电阻到地.

解:对于74HC 系列CMOS 门电路来说, 输出和输入低电平的标准电压值为:

V OL =0.1V, V IL =1.5V, 因此有:

(1) Vi =0

(4)由于CMOS 管的栅极电流非常小, 通常小于1uA, 在10k Ω电阻上产生的压降小于10mV 即

w .

w . c o

t pHL /n s

8 1

解：根据表题3.1.1所示逻辑门的参数，以及式（3.1.1）和式（3.1.2），计算出逻辑门A 的高电平和低电平噪声容限分别为： V NHA =V OH (min)—V IH (min)=2.4V—2V=0.4V V NLA (max)=V IL (max)—V OL (max)=0.8V—0.4V=0.4V

网

P D /mW 16

m

Vi

3.1.7求图题3.1.7所示电路的输出逻辑表达式.

解:图解3.1.7所示电路中L1=AB ,L2=BC ,L3=D ,L4实现与功能, 即L4=L1•L2•L3, 而L=L 4 E , 所以输出逻辑表达式为L=AB BC D E

w w

w .

解: (1)根据图解3.1.9可知, 片选信号CS1，CS2……CSn 为高电平有效, 当CSi=1时第i 个三态门被选中, 其输入数据被送到数据传输总线上, 根据数据传输的速度, 分时地给CS1，CS2……CSn 端以正脉冲信号, 使其相应的三态门的输出数据能分时地到达总线上.

(2)CS信号不能有两个或两个以上同时有效, 否则两个不同的信号将在总线上发生冲突, 即总线不能同时既为0又为1.

(3)如果所有CS 信号均无效, 总线处于高阻状态.

3.1.12 试分析3.1.12所示的CMOS 电路，说明它们的逻辑功能

k h

d a

课

3.1.9 图题3.1.9表示三态门作总线传输的示意图，图中n 个三态门的输出接到数据传输总线，D1，D2，……Dn 为数据输入端，CS1，CS2……CSn 为片选信号输入端. 试问:

(1) CS信号如何进行控制, 以便数据D 1,D 2, ……Dn 通过该总线进行正常传输; (2)CS信号能否有两个或两个以上同时有效? 如果出现两个或两个以上有效, 可能发生什么情况? (3)如果所有CS 信号均无效, 总线处在什么状态?

后

答

w . c o

案

网

m

构成的反相器正常工作，L=A ，当EN =1时，T P 2和T N 2均截止，无论A 为高电平还是

图题3.1.12（b ）所示CMOS 电路，EN =0时，T P 2导通，或非门打开，T P 1和T N 1构成反

w w

w .

相器正常工作，L=A；当EN =1时，T P 2截止，或非门输出低电平，使T N 1截止，输出端处于高阻状态，该电路是低电平使能三态缓冲器，其表示符号如图题解3.1.12（b ）所示。 同理可以分析图题3.1.12（c ）和图题3.1.12（d ）所示的CMOS 电路，它们分别为高电平使能三态缓冲器和低电平使能三态非门 ，其表示符号分别如图题3.1.12（c ）和图题3.1.12（d ）所示。

高阻

3.1.12（a ）

k h

低电平，输出端均为高阻状态，其真值表如表题解3.1.12所示，该电路是低电平使能三态非门，其表示符号如图题解3.1.12（a ）所示。

d a

课

后

解：对于图题3.1.12（a ）所示的CMOS 电路，当EN =0时， T P 2和T N 2均导通，T P 1和T N 1

答

（C ） （D ）

w .

c o

案

网

m

（A ） （B ）

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高阻 高阻

3.1.12（b ）

L 高阻 高阻 3.1.12（c

高阻 高阻

3.1.12（d ）

w w

3.2.2 为什么说TTL 与非门的输入端在以下四种接法下，都属于逻辑1：（1）输入端悬空；（2）输入端接高于2V 的电源；（3）输入端接同类与非门的输出高电压3.6V ；（4）输入端接10k Ω的电阻到地。 解：（1）参见教材图3.2.4电路，当输入端悬空时，T 1管的集电结处于正偏，Vcc 作用于T 1的集电结和T 2，T 3管的发射结，使T 2，T 3饱和，使T 2管的集电极电位Vc 2=VcE s 2+VBE3=0.2+0.7=0.9V，而T 4管若要导通V B2=Vc2≥V BE4+VD =0.7+0.7=1.4V，故T4 截止。又因T3饱和导通，故与非门输出为低电平，由上分析，与非门输入悬空时相当于输入逻辑1。

（2）当与非门输入端接高于2V 的电源时，若T 1管的发射结导通，则V BE1≥0.5V ，T 1管的基极电位V B ≥2+ C1=2.5V。而V B1≥2.1V 时，将会使T1的集电结处于正偏，T 2，T 3处于饱和状态，使T 4截止，与非门输出为低电平。故与非门输出端接高于2V 的电源时，相当于输入逻辑1。

（3）与非门的输入端接同类与非门的输出高电平3.6V 输出时，若T 1管导通，则V B1=3.6+0.5=4.1。而若V B1>2.1V时，将使T 1的集电结正偏，T 2

，T 3处于饱和状态，这时

（2），V B1被钳位在2.4V ，即T 1的发射结不可能处于导通状态，而是处于反偏截止。由（1）

当V B1≥2.1V ，与非门输出为低电平。

（4）与非门输入端接10k Ω的电阻到地时，教材图3.2.8的与非门输入端相当于解3.2.2图

所示。这时输入电压为V I =

w .

则V BI =3.07+ VBE =3.07+0.5=3.57 V。但V BI 是个不可能大于2.1V 的。当V BI =2.1V时，将使 T 1管的集电结正偏，T 2，T 3处于饱和，使V BI 被钳位在2.1V ，因此，当R I =10k Ω时，T1将处于截止状态，由（1）这时相当于输入端输入高电平。

k h

d a

课

后

答

(Vcc-V BE )=10（5-0.7）／（10+4）=3.07V。若T 1导通，

w . c o

案

网

m

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4个74LS04的输入电流为：4I IL (max)=4×0.4mA=1.6mA,

0.08mA+0.04mA=0.12mA.而74LS04能提供0.4mA 的拉电流，并不超载。

② 灌电流负载情况如图题解3.2.3（b ）所示，驱动门的总灌电流为1.6mA+0.2mA=1.8mA. 而74LS04能提供8mA 的灌电流，也未超载。

w w

w .

3.2.4

（2）从上面分析计算可知，74LS04所驱动的两类负载无论书灌电流还是拉电流均未超

图题3.2.4所示为集电极门74LS03驱动5个CMOS 逻辑门，已知OC 门输管

截止时的漏电流=0.2mA；负载门的参数为：=4V,=1V,==1A试计算上拉电阻的值。

k h

① 拉电流负载情况下如图题解3.2.3（a ）所示，74LS04总的拉电流为两部分，即4个

74ALS04的高电平输入电流的最大值4I IH (max)=0.08mA电流之和为

课

2I IH (max)=2×0.02mA=0.04mA。

d a

后

2个74ALS04的输入电流为：2I IL (max)=2×0.1mA=0.2mA,

答

4I IH (max)=4×0.02mA=0.08mA

w . c o

3.2.3 设有一个74LS04反相器驱动两个74ALS04反相器和四个74LS04反相器。（1）问驱动门是否超载？（2）若超载，试提出一改进方案；若未超载，问还可增加几个74LS04门？ 解：（1）根据题意，74LS04为驱动门，同时它有时负载门，负载门中还有74LS04。 从主教材附录A 查出74LS04和74ALS04的参数如下（不考虑符号） 74LS04：I OL (max)=8mA,I OH (max)=0.4mA;I IH (max)=0.02mA.

案

网

m

式（3.1.6）形式（3.1.7）可以计算出上拉电阻的值。灌电流情况如图题解3.2.4（a ）所示，74LS03

输出为低电平，

I IL (total ) =5I IL =5×0.001mA=0.005mA,有

R P (max)=

综上所述，R P 的取值范围为0.56Ω∼4.9Ω

3.6.7 设计一发光二极管(LED)驱动电路, 设LED 的参数为V F =2.5V, I D =4.5Ma;若V CC =5V, 当LED 发亮时, 电路的输出为低电平, 选出集成门电路的型号, 并画出电路图.

解:设驱动电路如图题解3.6.7所示, 选用74LSO4作为驱动器件, 它的输出低电平电流I OL (max)=8mA, V OL (max)=0.5V, 电路中的限流电阻 R=

w w

w .

V CC −V F −V OL (max)(5−2.5−0.5) v

=≈444Ω

I D 4.5mA

k h

V DD −Vo H (min)(5−4) V

==4.9KΩ

I OL (total ) +I IH (total ) (0.2−0.005) mA

课

由于V OH (min)

d a

后

I IH (total ) =5I IH =5×0.001mA=0.005mA

答

拉电流情况如图题解3.2.4（b ）所示，74LS03输出为高电平，

案

R p (min)=

V DD −V OL (max)(5−4) V

=≈0.56K Ω

I OL (max)−I IL (total ) (8−0.005) mA

w . c o

从主教材附录A 查得74LS03的参数为：V OH (min)=2.7V，V OL (max)=0.5V，I OL (max)=8mA.根据

网

m

第四章 组合逻辑 习题解答

4．1．2 组合逻辑电路及输入波形（A.B）如图题4.1.2所示，试写出输出端的逻辑表达式

并画出输出波形。

解：由逻辑电路写出逻辑表达式

L =AB +AB =A B

首先将输入波形分段，然后逐段画出输出波形。

当A.B 信号相同时，输出为1，不同时，输出为0，得到输出波形。

w w

w .

4．2．1 试用2输入与非门设计一个3输入的组合逻辑电路。当输入的二进制码小于3时，输出为0；输入大于等于3时，输出为1。

解： 根据组合逻辑的设计过程，首先要确定输入输出变量，列出真值表。由卡诺图化简得到最简与或式，然后根据要求对表达式进行变换，画出逻辑图

1） 设入变量为A.B.C 输出变量为L，根据题意列真值表

A B C L

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 0 1 1 1 1 1

0 0 0 1 1 1 1

2） 由卡诺图化简，经过变换得到逻辑表达式

k h

如图所示

d a

课

后

答

w . c o

案

网

m

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L =A +BC =A *BC

3） 用2输入与非门实现上述逻辑表达式

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

k h

0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

d a

4．2．7 某足球评委会由一位教练和三位球迷组成，对裁判员的判罚进行表决。当满足以下条件时表示同意；有三人或三人以上同意，或者有两人同意，但其中一人是叫教练。试用2输入与非门设计该表决电路。

解： 1）设一位教练和三位球迷分别用A 和B.C.D 表示，并且这些输入变量为1时表示同意，为0时表示不同意，输出L 表示表决结果。L 为1时表示同意判罚，为0时表示不同意。由此列出真值表

输入 输出 A B C D L

课

后

答

w . w w

2）由真值表画卡诺图

w . c o

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1

案

网

m

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L =AB *AC *AD *BCD =AB *AC *AD *B *CD

3）根据L 的逻辑表达式画出由2输入与非门组成的逻辑电路

w w

w .

解： 根据电路图写出逻辑表达式并化简得L =A *B +BC

当A=0，C=1时，L =B +B 有可能产生竞争冒险，为消除可能产生的竞争冒险，增加乘积项使AC ，使 L =A *B +BC +AC ，修改后的电路如图

k h

4．3．3 判断图所示电路在什么条件下产生竞争冒险，怎样修改电路能消除竞争冒险?

d a

课

后

答

w . c o

由卡诺图化简得L=AB+AC+AD+BCD

由于规定只能用2输入与非门，将上式变换为两变量的与非——与非运算式

案

网

m

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4.4.4 试用74HC147设计键盘编码电路，十个按键分别对应十进制数0～9，编码器的输出为8421BCD 码。要求按键9的优先级别最高，并且有工作状态标志，以说明没有按键按下和按键0按下两种情况。 解：真值表

d a

后

答

电路图

w w

4.4.6 用译码器74HC138和适当的逻辑门实现函数

F=.解：将函数式变换为最小项之和的形式 F=

w .

k h

=

课

w . c o

案

网

m

将输入变量A 、B 、C 分别接入

L =

、、端，并将使能端接有效电平。由于74HC138

是低电平有效输出，所以将最小项变换为反函数的形式

在译码器的输出端加一个与非门，实现给定的组合函数。

w .

__

__

k h

4.4.19试用4选1数据选择器74HC153产生逻辑函数L (A , B , C ) =∑m (1,2,6,7) .

w w

解：74HC153的功能表如教材中表解4.4.19所示。根据表达式列出真值表如下。将变量A、B分别接入地址选择输入端S 1、S 0，变量C 接入输入端。从表中可以看出输出L 与变量C 之间的关系，当AB=00时，L＝C，因此数据端I 0接C；当AB=01时，L=C , I 1接C ；当AB 为10和11时，L分别为0和1，数据输入端I 2和I 3分别接0和1。由此可得逻辑函数产生器，如图解4.4.19所示。

d a

课

后

4.4.14 七段显示译码电路如图题4．4．14（a ）所示，对应图题4．4，14（b ）所示输人波形，试确定显示器显示的字符序列

解：当LE=0时，图题4，4。14（a ）所示译码器能正常工作。所显示的字符即为A2A2A1A 所表示的十进制数，显示的字符序列为0、1、6 、9、4。当LE 由0跳变1时，数字4被锁存，所以持续显示4。

答

案

网

w . c o

m

A 0 0 0 0 1 1 1 1

输入 B C 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1

输出 L 0 1 1 0 0 0 1 1

L=C

L =C

__

解：1.F =A B C +A B C +A B C =m 4+m 5+m 1 2.

d a

课

后

答

案

网

D1=D4=D5=1,其他=0

w . c o

4.4.21 应用74HC151实现如下逻辑函数。

w w

w .

k h

m

1

4，4．26 试用数值比较器74HC85设计一个8421BCD 码有效性测试电路，当输人为8421BCD 码时，输出为1，否则为0。

解：测试电路如图题解4．4．26所示，当输人的08421BCD 码小于1010时，FA＜B输出为1，否则 0为0。 1

w .

k h

该电路为可控制的加法电路。

w w

d a

4．4．31 由4位数加法器74HC283构成的逻辑电路如图题4。4．31所示，M和N 为控制端，试分析该电路的功能。

解：分析图题4．4，31所示电路，根据MN 的不同取值，确定加法器74HC283的输入端B3B2B1B0的值。当MN＝00时，加法器74HC283的输人端B3B2B1B0＝0000，则加法器的输出为S＝I。当MN＝01时，输入端B3B2B1B0＝0010，加法器的输出S＝I＋2。同理，可分析其他情况，如表题解4．4．31所示。

课

后

答

w . c o

案

网

m

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第六章 习题答案

6.1.6已知某时序电路的状态表如表题6．1，6所示，输人为A ，试画出它的状态图。如果电路的初始状态在b ，输人信号A 依次是0、1、0、1、1、1、1，试求其相应的输出。

解：根据表题6。1．6所示的状态表，可直接画出与其对应的状态图，如图题解6．1。6（a ）所示。当从初态b 开始，依次输人0、1、0、1、1、1、1信号时，该时序电路将按图题解6，1．6（b ）所示的顺序改变状态，因而其相应的输出为1、0、1、0、1、0、1。

w .

k h

w w

6.2.1试分析图题6。2．1（a ）所示时序电路，画出其状态表和状态图。设电路的初始状态为0，试画出在图题6．2．1（b ）所示波形作用下，Q 和z 的波形图。

d a

课

后

答

w . c o

案

网

m

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解：状态方程和输出方程：

k h

d a

w w

解：激励方程

状态方程

w .

6.2.4 分析图题6．2。4所示电路，写出它的激励方程组、状态方程组和输出方程，画出状态表和状态图。

课

后

答

案

w . c o

网

m

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输出方程

Z=AQ1Q0

根据状态方程组和输出方程可列出状态表，如表题解6．2．4所示，状态图如图题解6。2．4所示。

w .

k h

解：激励方程

w w

状态方程

输出方程

d a

课

后

6.2.5 分析图题6．2．5所示同步时序电路，写出各触发器的激励方程、电路的状态方程组和输出方程，画出状态表和状态图。

答

w . c o

案

网

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根据状态方程组和输出方程列出该电路的状态表，如表题解6，2，5所示，状态图如图题解6

。2．

5所示。

w .

k h

w w

解：所要设计的电路有4个状态，需要用两个JK 触发器实现。 （1）列状态转换真值表和激励表

由表题6。3．1所示的状态表和JK 触发器的激励表，可列出状态转换真值表和对各触发器的激励信号，如表题解6．3。1所示。

课

6.3.1 用JK 触发器设计一个同步时序电路，状态表如下

d a

后

答

w . c o

案

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输出方程 Y=Q1Q0 Q1Q0A

w w

w .

k h

由输出方程和激励方程话电路

d a

课

后

答

w . c o

（2）求激励方程组和输出方程

由表题解6．3．1画出各触发器J 、K 端和电路输出端y 的卡诺图，如图题解6．3．1（a ）所示。从而，得到化简的激励方程组

案

网

m

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w w

w .

（1）由状态图可直接列出状态转换真值表，如表题解6。3．4所示。无效状态的次态可用无关项×表示。

（2）画出激励信号和输出信号的卡诺图。根据D 触发器的特性方程，可由状态转换真值表直接画出2个卡诺图，如图题解6．3。4（a ）所示。 ｜

k h

d a

（3）由卡诺图得激励方程

课

后

答

w . c o

案

网

6.3.4 试用下降沿出发的D 触发器设计一同步时序电路，状态图如6.3.4（a ）, S0S1S2的编码如6.3.4（a ）

解：图题6．3。4（b ）以卡诺图方式表达出所要求的状态编码方案，即S0＝00，Si ＝01，S2＝10，S3为无效状态。电路需要两个下降沿触发的D 触发器实现，设两个触发器的输出为Q1、Q0，输人信号为A ，输出信号为Y

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输出方程

Y=AQ1

（4）根据激励方程组和输出方程画出逻辑电路图，如图题解6．3．4（b ）所示。

（5）检查电路是否能自启动。由D 触发器的特性方程Q ＾←l ＝D ，可得图题解6．3，4（b ）所示电路的状态方程组为

代入无效状态11，可得次态为00，输出Y=1。如图(c)

d a

后

答

w . c o

w w

w .

k h

课

案

网

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6.5.1 试画出图题⒍⒌1所示电路的输出(Q3—Q0)波形，分析电路的逻辑功能。

w .

k h

w w

6.5.6 试用上升沿触发的D 触发器及门电路组成3位同步二进制加1计数器；画出逻辑图 解：3位二进制计数器需要用3个触发器。因是同步计数器，故各触发器的CP 端接同一时钟脉冲源。

（1）列出该计数器的状态表和激励表，如表题解6.5.6所示‘

d a

课

后

答

解：74HC194功能由S1S0控制

00 保持， 01右移 10 左移 11 并行输入

当启动信号端输人一低电平时，使S1=1，这时有S 。＝Sl ＝1，移位寄存器74HC194执行并行输人功能，Q3Q2Q1Q0＝D3D2D1D0＝1110。启动信号撤消后，由于Q 。＝0，经两级与非门后，使S1=0，这时有S1S0＝01，寄存器开始执行右移操作。在移位过程中，因为Q3Q2、Q1、Q0中总有一个为0，因而能够维持S1S0=01状态，使右移操作持续进行下去。其移位情况如图题解6，5，1所示。

由图题解6．5。1可知，该电路能按固定的时序输出低电平脉冲，是一个四相时序脉冲产生电路。

w . c o

案

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w w

w .

k h

6.5.10 用JK 触发器设计一个同步六进制加1计数器 解：需要3个触发器

d a

课

后

答

案

（3）画出电路

w . c o

(2) 用卡诺图化简，得激励方程

网

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（

1）状态表，激励表

（3）画出电路图

w w

w .

k h

（4）检查自启动能力。

当计数器进入无效状态110时，在CP 脉冲作用下，电路的状态将按

d a

课

后

答

w . c o

（

2）用卡诺图化简得激励方程

案

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m

课后答案网 www.khdaw.com110→111－→000 变化，计数器能够自启动。

6.5.15 试用74HCT161设计一个计数器，其计数状态为自然二进制数1001～1111。 解：由设计要求可知，74HCT161在计数过程中要跳过0000～1000九个状态而保留1001～1111七个状态。因此，可用“反馈量数法”实现：令74HCT161的数据输人端D3D2D1D0＝1001，并将进位信号TC 经反相器反相后加至并行置数使能端上。所设计的电路如图题解6

。5．

15所示。161

为异步清零，同步置数。

w . k h

6.5.19 试用74HCT161构成同步二十四一制计数器，要求采用两种不同得方法。

解：因为M=24，有16＜M ＜256，所以要用两片74HCT161。将两芯片的CP 端直接与计数脉冲相连，构成同步电路，并将低位芯片的进位信号连到高位芯片的计数使能端。用“反馈清零法”或“反馈置数法”跳过256－24＝232个多余状态。

反馈清零法：利用74HCT161的“异步清零”功能，在第24个计数脉冲作用后，电路的输出状态为00011000时，将低位芯片的Q3及高位芯片的Q0信号经与非门产生清零信号，输出到两芯片的异步清零端，使计数器从00000000状态开始重新计数。其电路如图题解6．5．19（a ）所示。

反馈置数法：利用74HCT161的“同步预置”功能，在两片74HCT161的数据输入端上从高位到低位分别加上11101000（对应的十进制数是232），并将高位芯片的进位信号经反相器接至并行置数使能端。这样，在第23个计数脉冲作用后，电路输出状态为11111111，使进位信号TC ＝1，将并行置数使能端置零。在第24个计数脉冲作用后，将11101000状态置人计数器，并从此状态开始重新计数。其电路如图题解6。5．19（b ）所示。 w w d a 课后 6.5.18 试分析电路，说明电路是几进制计数器 解：两片74HCT161级联后，最多可能有162＝256个不同的状态。而用“反馈置数法”构成的图题6．5。18所示电路中，数据输人端所加的数据01010010，它所对应的十进制数是82，说明该电路在置数以后从01010010态开始计数，跳过了82个状态。因此，该计数器的模M=255－82＝174，即一百七十四进制计数器。 答w . c o 案网m

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第七章 习题答案

7.1.1 指出下列存储系统各具有多少个存储单元，至少需要几根地址线和数据线。

（1）64K ×1 （2）256K ×4 （3）lM ×1 （4）128K ×8

解：求解本题时，只要弄清以下几个关系就能很容易得到结果：

存储单元数=字数×位数

地址线根数（地址码的位数）n 与字数N 的关系为：N=2n

数据线根数＝位数

（1）存储单元〓64K ×1〓64K （注：lK ＝1024）；因为，64K 〓2’。，即亢〓16，所以地址线为16根；数据线根数等于位数，此处为1根。

同理得：

（2）1M 个存储单元，18根地址线，4根数据线。

（3）1M 个存储单元，18根地址线，1根数据线。 ！ ＿

（4）lM 个存储单元，17根地址线，8根数据线。

7.1.2 设存储器的起始地址为全0，试指出下列存储系统的最高地址为多少？

（1）2K ×1 （2）16K ×4 （3）256K ×32

解：因为存储系统的最高地址＝字数十起始地址一1，所以它们的十六进制地址是：

（1） 7FFH （2） 3FFFH （3） 3FFFFH ＇

7，2．4 一个有1M ×1位的DRAM ，采用地址分时送人的方法，芯片应具有几条地址线？ 解：由于1M=210×210，即行和列共需20根地址线。所以，采用地址分时送人的方法，芯片应具有10根地址线。

7．2．5 试用一个具有片选使能CE 、输出使能OE 、读写控制WE 、容量为8 K×8位的sRAM 芯片，设计一个16K ×16位的存储器系统，试画出其逻辑图。

解：采用8K ×8位的sRAM 构成16K ×16位的存储器系统，必须同时进行字扩展和位扩展。用2片8K ×8位的芯片，通过位扩展构成8K ×16位系统，此时需要增加8根数据线。要将8K ×16位扩展成16K ×16位的存储器系统，还必须进行字扩展。因此还需2片8K ×8位的芯片通过同样的位扩展，构成8K ×16位的存储系统，再与另一个8K ×16位存储系统进行字扩展，从而实现16K ×16位的存储器系统，此时还需增加1根地址线。系统共需要4片8K ×8位的SRAM 芯片。

用增加的地址线A13控制片选使能CE 便可实现字扩展，两片相同地址的sRAM 可构成16位数据线。其逻辑图如图题解7。2．5所示。其中（0）和（1）、（2）和（3）分别构成两个8K ×16位存储系统；非门将A13反相，并将A13和/A13分别连接到两组8K ×16的片选使能端CE 上，实现字扩展。

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