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1、习题答案项目一填空题1 .电子电路中的信号可分为两类。一类是时间的连续信号，称 为,另一类是时间和幅度都是离散的（即不连续的信号）， 称为 O （模拟信号、数字信号）2 .所谓数字信号，是指可以用两种逻辑电平 和来描述的信号。（）、1）3 .在数字电路中，应用最为广泛的是 集成门电路和集成门电路。（TTL、CMOS）4 .基本的逻辑关系有三种：、 o （逻辑与、逻辑或、逻辑非）5 任何逻辑函数都可以用、和 四种形式来表示。（逻辑表达式、逻辑图、真值表、卡诺图）6 .常用的数制有、和 等。（十进制、二进制、八进制、十六进制）7 . BCD码有很多种形式，常用的有、 、等。（8421码、余3码、格
2、雷 码、2421 码、5421 码）8 .在实践中最常用的逻辑函数的化简方法是 法，它比较适用于 变量以内的逻辑函数的化简。（卡诺图化简、2 .将十进制的10个数码。9编成二进制代码的逻辑电路称为 编码器。（二一十进制）3 .把二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应输出信号 的电路，称为 o （二进制译码器）4 .二一十进制译码器的功能是将8421 BCD码 转换为对应 十进制代码的输出信号。这种译码器应有 个输入端，个输出端。（000（）1（）01、（）9、4、10）5 .数码显示器按显示方式分为、和,按 发光材料分为、和 o （分段式、点阵式、重叠式、半导体显示器、荧光显示器、液晶显示
3、器、气体放电 显示器）6 . LED主要用于显示 和, LCD可以显示、和 等。（数字、字母、数字、字母、文字、图形）7 .数据选择器又叫,它是所输入单输出的组合逻辑电 路。其作用是经过选择，把多个通道的数据传送到惟一的公共数据通 道中去。（多路选择器或多路开关）8 . 74LS151是常用的集成八选一数据选择器，它有 个地址输入端,可选择 共8个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端 和反相输出端 o （3、A2x Ah Ao、DoD8、Y、W）9 .按照进位方式的不同，加法器分为 和 两种。（串行进位加法器、超前进位加法器）10 .在数字电路中，数值比较器的输入是要进行比较的两个,输出是比
4、较的 O （二进制数、结果）二.分析题1 .写出如图3-54所示电路对应的真值表。(b)图3-54题4-1的逻辑图a）（b）ABCLABcLil20001000010011001100101010100111011011000100101011101101101110101111111102.为了使74138译码器的第10引脚输出为低电平，请标出各输入端应置的逻辑电平。74LS138译码器的第10引脚输出为低电平，第10脚为Y5,Y5=L, 则应置Gl=6脚为高电平，G2=G2A+G2B为低电平，即置4脚和5 脚同时为低电平。选择A=1脚为高电平，B=2脚为低电平，C=3脚 为高电平。3.用译
5、码器74138和与非门实现下列函数： F = ABC + A(B + C)(2) F = AB+BC(3) F = ABC+ACD(4)F = AB+BC+ABC(5) F = AB + AC答：首先将上述函数化为最小项之和形式，得到：(2) F = ABC+ ABC + ABC =(4) F = A(BCD+ BCD + BCD + BCD)=4(房质6所5所1)= A(%瓦丽5场)则(2)的图为(4)的图为7WLS1387WLS138yuwlxky7 B c “第 All ; 3J4.试用74151和逻辑门分别实现下列逻辑函数:(1) F = ABC + ABC+ABC+ABC(2) F
6、= BC+AC(3) F = AB+BC+D(4)尸(旬氏。=2加0,1,5,6)(5)尸(AB,C) = z(1,2,4,7)答:(5)变换原式。令 D1 = D2= D4= D7= 1, DO= D3= D5= D6=()0 =C0MPPX) F) PQFqe近 aCP计数脉冲-CP 计数脉冲图5-91题5-12的图答：左图为六进制计数器，右图为三进制计数器。2 .试确定如图5-92所示电路是几进制的计数器。图5-92题5-13的图答：为76进制计数器。3 .试确定如图5-93所示电路是几进制的计数器。图5-93题5-14的图答：为50进制计数器。4 .分析图5-94所示电路，画出状态图，
7、指出是几进制计数器。QdQcQbQa0000 0001 0010 OOH -*0100 -0101II10111010 v1001 1000 90111 011012进制计数器（74161与74LS161逻辑功能相同）答:5 .分析图题5-95所示电路，画出状态图，指出是几进制计数器。图5-94 题5-15的图图5-95QdQcQbQa0000 0001 -0010 T /A 0011 0100 A 01011/1100 - 1011 4010v-1001 VV 1000 0111 011013进制计数器题5-16的图答：6 .分析图5.96所示电路，指出是几进制计数器。图5-96题5-17的
8、图答：为174进制计数器7 .分析图5-97所示电路，并指出是几进制计数器。图中7416()是十进制计数器，使用方法与74161相同。图5-97 题518的图答：（a）为128进制计数器。（b）为48进制计数器。四、设计题1.用74LS90构成一个六十进制计数器。答2.用74LS161来构成一个六十进制计数器。-74161项目五一、填空题1 .集成555定时器的常见名称有、等。（555定时器、555时基电路、三五集成 电路、555定时电路）2 . 一般双极型定时器具有较大的,而CMOS定时电 路具有、等优点。（驱动能力、低功耗、输入 阻抗高）3 . 555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路
9、，可以方便 地构成, , 等脉冲产生或波形变换 电路。（单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器）4 .单稳态触发器在数字系统和装置中，一般用于、 以及 等。（定时、整形、延时）5 .施密特触发器具有 特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲，成为适合于数字电路需要的脉冲。（回差电压）二、简答题1 .在数字电路系统中，脉冲波形的获取通常有哪些方法？答：这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲 信号发生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满 足系统的要求。2 .单稳态触发器具有哪些特点？答：单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳定状态和一 个暂稳状态；
10、第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到 暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态。 暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。3 ,什么是多谐振荡器？答：多谐振荡器是一种产生矩形脉冲波的自激振荡器。多谐振荡 器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化, 输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲 信号源。项目六一、填空题1 .能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为;而 将能把数字信号转换成模拟信号的电路称为。（模数转换 器、数模转换器）2 . A/D转换器用来将模拟电压信号转换成相应的,常采用的A/D转换器有：、
11、和等。（二进制码、并行A/D转换器、逐次逼近（逐次比较）A/D转换 器、双积分A/D转换器）3 . 一般的A/D转换过程是通过、和 这四个步骤完成的。（取样、保持、量化、编码）4 .现代信息技术的三大基础是 （即传感器技术）、 （通信技术）和（计算机技术）。（信息采集、 信息传输、信息处理）二、简答题1 .构成D/A转换器的思路是什么？答：数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位 代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代 码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可 得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字一模拟转换。这就 是构成D/A转换器
12、的基本思路。2 . D/A转换器的主要技术指标有哪些？答：主要技术指标有：转换精度，包括（1）分辨率（2）转换误 差；转换速度；温度系数等。3 .温度传感器根据结构分类有几种类型？答：温度传感器根据结构分类有四种主要类型：热电偶、热敏电 阻、电阻温度检测器（RTD）和集成电路（IC）温度传感器，IC温 度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。三、分析题1 .设8位D/A转换器输入/输出的关系为线性关系，其数字 码为 D=11111U1 时，A = +5V； D=00000000 时,A=OV。现要求 D /A转换器的输出端输出一个近似的梯形曲线的模拟信号如图7-23 所示，写出在相应时刻ti
13、也应在D / A转换器输入端输入的数字信 号。答：t4 也为 11001100, t和 t|为()011()()ll,t2 和 110 为()1 10()11()43 和 t9 为 10011001 o2 .在权电阻D/A转换器中，若n = 6,并选最高数位MSB的权 电阻R=10KQ,试求其余各位权电阻的阻值为多少？(权电阻D/A 转换器的工作原理可自行查阅相关资料)图7-23题7-1的图答：次高位电阻R4=2R5=20kC,其它各位依次为：R3=22R=40KQ,R2=23R=80kQ,Ri=24R=160kQ；Ro=25=32OkQe3 .10位倒T形电阻网络D/A转换器如图7-24所示
14、，当R=Rf时，试求：若Vr=0.5V,输出电压的取值范围；（2）若要求电路输入数字量为200H时输出电压v=5V, Vr应取何值?图7-24题7-3的图答:(1)当R=&忖当数字量全0忖:当数字量全1 W：输出电压的取值范围:Pref以2nRref 号2，=oKo=0Vn-tD-21 =-D 21oio 1z /=oV2,010230V1024（2屋1）二-照-由1024 归Pref(2) (200)h=( 1000000000)b=(5 1 2)d2Hx2Hxlx5 = -10V 512/=04.设4位A/D转换器输入/输出的关系为线性关系，当人= +5V时,D=llll； A=0V时,D
15、=0000o试将图7-25所示的模拟信号变换为数字信号（按图示时间间隔采样）。CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。(6) CMOS集成电路的温度稳定性好，抗辐射能力强，因此 CMOS电路适合于在特殊环境下工作。(7)由于CMOS集成电路的输入阻抗高，使其容易受静电感应 而击穿，因此在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地 良好，尤其是CMOS电路多余不用的输入端绝对不能悬空，应根据 需要接地或接高电平。6 .逻辑转换仪的作用是什么？答：逻辑转换仪是一款虚拟仪器，实际工作中并没有该仪器。逻辑转换仪可以在逻辑图、真值表、逻辑表达式之间灵活转换， 还可以将逻辑表达式简化。7 .设计组合逻
16、辑电路的一般步骤是什么？答：用小规模集成电路设计组合逻辑电路的一般步骤如下：(1)分析设计任务，确定输入变量、输出变量，找到输出与输 入之间的因果关系，列出真值表；(2)由真值表写出逻辑表达式；(3)化简变换逻辑表达式；(4)根据表达式画出逻辑图。这样，原理性逻辑设计任务完成。实际设计工作还包括集成电路 芯片的选择、工艺设计、安装、调试等内容。三.计算题1.将下列各数转换成十进制数：(101.1) 2,(101.1)8,(101.1)图7-25题7-4的图答：（略）5.在逐次逼近型4位A/D转换器中，若Vr=5V,输入电压UF3.75V,试问其输出D3Do应为多少？答：逐次比较过程可列表如下表
17、所示。表中各次。计算如下：(1) U =4(4 3 -22+d, -21 +4) 2) = 9x8 = 2.5 V 24 32016(2)(3)wo=-(Jr23 4-J2-22+J,-2, +J0-2) = x(8 + 4) = 3.75V216uo =为+4-22+4 .2 +J0-2) = x(8 + 2) = 3.125 V216(4)Mo = 23 + , 2? + 4 21+ 4) 2)=X(8 + 2 +1) = 3.4375 V216转换顺didWo(V)比较判该位数码1是序do断否保留11002.5oWi除去31103.12UqU保留405UoUi保留101010113.43
18、75项目七一、填空题1 .随着集成电路和计算机技术的发展，数字电路系统经历了 禾口的过程。(分立元件、SSL MSI、LSI、VLSI)2 .根据存入数据方式的不同，只读存储器可分为和 o (固定ROM、可编程ROM)3 . PAL器件的核心部分是由可编程的 逻辑阵列和固定的 逻辑阵列组成的。(“与”、“或”)4 . FPGA器件由三种可编程单元组成，即、和 o (可编程逻辑块(Configurable LogicBlock,简称CLB)、可编程输入/输出块(Input/Output Block,简称IOB)、 可编程内部连线(Programmable Interconnect,简称 PI)二
19、、简答题1 .什么是ASIC电路？答：ASIC是专为某一数字系统设计、生产的集成电路，也可称为定制集成电路。制作ASIC的方法可简单地分为两大类：一类是定 制生产，由半导体生产厂家根据用户或市场的需要来制造专用的集成 电路；另一类则是现场可编程方法，由设计者以某种方式，利用半导 体厂商生产的可编程逻辑器件PLD (Programmable Logic Device)芯 片制作。2 ,什么是标准集成电路？答：标准集成电路是指那些逻辑功能固定的集成电路。它具有很 强的通用性,其电路的电气指标、封装等在国内外均已标准化，并印有 公开发行的用户手册，供大家选用。SSk MSI、LSI以及VLSI中那些
20、 完成基本功能和通用功能的集成电路，如与非门、异或门、触发器、 加法器、乘法器、各类存储器以及通用寄存器堆等，都属于标准集成 电路。3 . FPGA/CPLD器件具有哪些特点？答：它们具有以下几个特点：(1)FPGA/CPLD器件的集成度高、功能强。目前单片FPGA/CPLD 的逻辑门数已达到十万门，完全可以满足芯片内集成系统的要求。(2)FPGA/CPLD器件可靠性高、保密性好、重量轻、体积小、功 耗低、速度快。(3)FPGA/CPLD器件具有可编程性和实现方案容易改动性，使得 电路设计周期短，占领市场速度快。一方面，对FPGA/CPLD芯片制造 商来说,FPGA/CPLD软件包中不但有各种
21、输入工具和仿真工具，而且 还有版图设计工具和编程器等全线产品,芯片电路设计人员在很短的 时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至最后芯片的制 作(物理版图映射)，使芯片占领市场速度快;另一方面，对FPGA/CPLD 器件用户来说FPGA/CPLD芯片往往和EPROM配合使用，这样用户 可以反复编程，或在外围电路不动的情况下用不同的EPROM实现不 同的功能，这就大大加快了新产品的试制速度。FPGA/CPLD设计周期 短的特点，提高了企业在市场上的竞争能力和应变能力。(4)用FPGA/CPLD器件所设计的电子系统,研制和开发成本相对 较低。一方面,FPGA/CPLD芯片在出厂之前都做过测
22、试，不需要设计人 员承担投片风险和费用;另一方面，设计人员只需在自己的实验室通过 相关的软件来完成设计,节约了许多装配和调试费用。(5)电路设计人员使用FPGA/CPLD设计电子系统时，不需具备专门的集成电路深层次的知识，如布局布线等，且FPGA/CPLD软件易学 易用，这样，设计人员就能集中更多精力在电路设计方面。16o答：(101.1)2 = 1x22 +1x20 + 1x2-(101.1)8 = 1x82 4-1x8,) + 1x8-11 101.1)16 =1x162 +1x16 + 1x16-,2 .将十进制数1234转换为二进制数及8421码。答：1234 =(00010010 0
23、0110100)8m3 .将十进制数2075和20.75转换成二进制数、八进制数和十六 进制数。答：略4 .将下列函数转换为最小项表达式：(1)尸(A3,C) = A8 + AC(2) F(A, C, D) AD + BCD + ABC答:F(A B, C) = AB + 4C = ABC + ABC + ABC + ABC5 .歹lj出逻辑函数F = A豆+ AC + 3C方的真值表。答：略6 .用公式法将下列函数化简为最简与或式：(1) F = ABC+ABC + ABC+ BC(2)F = A + B + C+ABC答：略7 .用图形法将下列函数化简为最简与或式：(1) F = ABC
24、+ ABC + ABC + ABC(2)F = ABC + JB + AD + CBD(3)F(A,B,C,D) = Z /n(0,1,8,9,10)(4) F(AB,C) = Zw(0,l,2,3,6,7)(5)F(A,B,C,D) = E ?()/,2,5,8,9,10,12,14)答：略8.用图形法将下列函数化简为最简与或式：(1) F(AB,C,D) = Z 皿 1,5,8,9/34) + 2 J(7,10,11,15)(2) F(A,B,C,D) = Z m(0,2,3,4,6,12) + 2 d(7,8,10,14)答：略四.画图题1 .将下列函数转换为与非-与非表达式，并画出逻辑
25、图。F=AB+BC+AC答：略2 .写出如图1-26所示各个逻辑电路输出信号的逻辑表达式，并 对照A、B端给定的输入波形画出各个输出端信号的波形。；七一巳7 二012;二QF,:=0-F，图1-26习题1-10的图答：略3 .试用图形法化简如图所示电路的逻辑图，并将化简结果以逻 辑图的形式画出。图1-28习题1-12的图答：略3 .已知三输入与非门中输入A、B和输出F的波形如图2-22所示, 请在(1)(5)波形中选定输入C的波形。答：(1、2、3)4 .己知逻辑电路及A和B的输入波形如图223所示，请在 波形中确定输出F的波形。如果B = (),输出F波形如何？答：(2)A liA li习题2-2的图5 .逻辑门的输入端A、B和输出波形如图题2-26所示，请分别 写出逻辑门的表达式。(d)答：(a ) F =(b) F = AB (c) F = AB (d)尸=4 8(e) F = A + B五.设计题1 .试设计组合电路，把4位二进制码转换为8421BCD码，写出 表达式，画出逻辑图。答：略2 .设某车间有4台电动机A、B、C、D,要求：(1)A必须开机; 其他3台中至少有两台开机。如果不满足上述条件，则指示灯熄 灭。试写出指示灯亮的逻辑表达式，并用与非门实现。设指