数字电子技术第五版康华光习题解答

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1、 一数字信号的波形如图1.1.1所示，试问该波形所代表的二进制数是什么？ 解：0101 1010 试按表1.2.1所列的数字集成电路的分类依据，指出下列器件属于何种集成度器件：(1) 微处理器；(2) IC计算器；(3) IC加法器；(4) 逻辑门；(5) 4兆位存储器IC。 解：(1) 微处理器属于超大规模；(2) IC计算器属于大规模；(3) IC加法器属于中规模；(4) 逻辑门属于小规模；(5) 4兆位存储器IC属于甚大规模。 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD码（要求转换误差不大于2-4）： (1) 43(2) 127(3) 254.25(4) 2.71

2、8解：(1) 43D=101011B=53O=2BH；43的BCD编码为0100 0011BCD。(2) 127D=1111111B=177O=7FH；127的BCD编码为0001 0010 0111BCD。(3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H；0010 0101 0100.0010 0101BCD。(4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H；0010.0111 0001 1000BCD。 将下列每一二进制数转换为十六进制码： (1) 101001B(2) 11.01101B 解：(1) 101001B=29H(2) 11.0

3、1101B=3.68H 将下列十进制转换为十六进制数： (1) 500D(2) 59D(3) 0.34D(4) 1002.45D 解：(1) 500D=1F4H(2) 59D=3BH(3) 0.34D=0.570AH(4) 1002.45D=3EA.7333H 将下列十六进制数转换为二进制数： (1) 23F.45H(2) A040.51H解：(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B(2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B 将下列十六进制数转换为十进制数： (1) 103.2H(2) A45D.0BCH 解：(1) 1

4、03.2H=259.125D(2) A45D.0BCH=41024.046D2.4.3 解：(1) LSTTL驱动同类门N=20(2) LSTTL驱动基本TTL门N=52.4.5 解：2.6.3 解：B=0时，传输门开通，L=A；B=1时，传输门关闭，A相当于经过3个反相器到达输出L，L=A B L0 0 00 1 11 0 11 1 0所以，2.7.1 解：，2.7.2 解：=AB2.9.11 解：当没有车辆行驶时，道路的状态设为0，有车辆行驶时，道路的状态为1；通道允许行驶时的状态设为1，不允许行驶时的状态设为0。设A表示通道A有无车辆的状态，B1、B2表示通道B1、B2有无车辆的情况，L

5、A表示通道A的允许行驶状态，LB表示通道B的允许行驶状态。由此列出真值表。AB1B2LALB000100010101001011011103.1.2 用逻辑代数证明下列不等式(a) 由交换律 ，得(b) (c) 3.1.3 用代数法化简下列等式(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) 3.1.4 将下列各式转换成与 或形式(a) (1)当，时，真值为1。于是AB=01，CD=00或CD=11时，真值为1；AB=10，CD=00或CD=11时，真值为1。则有四个最小项不为0，即、(2)当，时，真值为1。AB=00，CD=10或CD=0

6、1时，真值为1；AB=11，CD=10或CD=01时，真值为1。则有四个最小项不为0，即、(b) (c) 3.1.7 利用与非门实现下列函数(a) L=AB+AC(b) (c) 3.2.2 用卡诺图法化简下列各式(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) 3.3.4 试分析图题3.3.4所示逻辑电路的功能。全加器3.3.6 分析图题3.3.6所示逻辑电路的功能。二位加法电路3.4.3 试用2输入与非门和反相器设计一个4位的奇偶校验器，即当4位数中有奇数个1时输出为0，否则输出为1。3.4.7 某雷达站有3部雷达A、B、C，其中A和B功率消耗相等，C的功率是A的功率的两倍。这

7、些雷达由两台发电机X和Y供电，发电机X的最大输出功率等于雷达A的功率消耗，发电机Y的最大输出功率是X的3倍。要求设计一个逻辑电路，能够根据各雷达的启动和关闭信号，以最节约电能的方式启、停发电机。ABCXY00000001010101001101100101010111001111114.1.1 解：4.1.2 解：4.2.3 解： 4.3.1 解：4.3.5 解： 4.3.6 解： (1) (2) Y=ABC=4.4.1 解： 4.5.1 解： 4.5.6 解： (1) 半减器 (2) 全减器5.1.1 分析图题5.1.1所示电路的功能，列出真值表。SRQ00110101保持01不定5.1.3

8、 如图5.1.6所示的触发器的CP、R、S信号波形如图题5.1.3所示，画出Q和的波形，设初态Q=0。5.1.6 由与或非门组成的同步RS触发器如图题5.1.6所示，试分析其工作原理并列出功能表。5.2.2 设主从JK触发器的初始状态为0，CP、J、K信号如图题5.2.2所示，试画出触发器Q端的波形。5.2.6 逻辑电路如图题5.2.6所示，已知CP和A的波形，画出触发器Q端的波形，设触发器的初始状态为0。解：5.2.11 D触发器逻辑符号如图题5.2.11所示，用适当的逻辑门，将D触发器转换成T触发器、RS触发器和JK触发器。解：6.1.1 已知一时序电路的状态表如表题6.1.1所示，试作出

9、相应的状态图。6.1.2 已知状态表如表题6.1.2所示，试作出相应的状态图。6.1.3 已知状态图如图题6.1.3所示，试作出它的状态表。6.1.5 图题6.1.5是某时序电路的状态转换图，设电路的初始状态为01，当序列X=100110时，求该电路输出Z的序列。解：0110106.1.6 已知某时序电路的状态表如表题6.1.6所示，试画出它的状态图。如果电路的初始状态在S2，输入信号依次是0101111，试求出其相应的输出。10101016.2.3 试分析图题6.2.3所示时序电路，画出状态图。解：(1) 写出各逻辑方程输出方程驱动方程(2) 将驱动方程代入相应特性方程，求得各触发器的次态方

10、程，也即时序电路的状态方程(3) 画出状态表、状态图6.2.4 分析图题6.2.4所示电路，写出它的驱动方程、状态方程，画出状态表和状态图。解：(1) 写出各逻辑方程输出方程驱动方程(2) 将驱动方程代入相应特性方程，求得各触发器的次态方程，也即时序电路的状态方程(3) 画出状态表、状态图6.3.3 试用正边沿JK触发器设计一同步时序电路，其状态转换图如图题6.3.3所示，要求电路最简。解：(1) 画出状态表(2) 列出真值表(3) 写出逻辑表达式7.1.1 在某计数器的输出端观察到如图7.1.1所示的波形，试确定该计数器的模。解：模为67.1.3 试用负边沿D触发器组成4位二进制异步加计数器

11、，画出逻辑图。7.1.5 试分析图题7.1.5电路是几进制计数器，画出各触发器输出端的波形图。解：五进制计数器7.1.9 试分析图题7.1.9所示电路，画出它的状态图，说明它是几进制计数器。解：十进制计数器。7.1.11 试分析图题7.1.11所示电路，画出它的状态图，并说明它是几进制计数器。解：11进制计数器。7.1.15 试分析图题7.1.15所示电路，说明它是多少进制计数器，采用了何种进位方式。解：4096。采用并行进位方式。7.2.1 试画出图题7.2.1所示逻辑电路的输出(QAQD)的波形，并分析该电路的逻辑功能。解：S0=1表示右移操作，在这里是DSRQAQBQCQD。启动后，S1

12、S0=11，处于置数状态，1110被置入寄存器中，然后每来一个脉冲，寄存器循环右移，寄存器中的序列依次是1110110110110111。此时再来一个脉冲(即第四个脉冲)时，当QDQCQBQA瞬间变成1111，1110又被置入寄存器，回到起始状态，重又开始记数循环过程。所以它相当于一个四进制计数器的作用，也可以看作四分频电路。7.2.2 试用两片74194构成8位双向移位寄存器。8.1.2 一个有4096位的DRAM，如果存储矩阵为6464结构形式，且每个存储单元刷新时间为400ns，则存储单元全部刷新一遍需要多长时间？解：由于采用按行刷新形式，所以刷新时间为400ns64=25600ns=2

13、5.6ms8.1.3 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)64K1(2)256K4(3)1M1(4)128K8解：(1) 16, 1(2) 18, 4(3) 20, 1(4) 17, 88.1.4 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) 2K1(2) 16K4(3) 256K32解：(1) 7FF(2) 3FFF(3) 3FFFF8.1.6 一个有1M1位的DRAM，采用地址分时送入的方法，芯片应具有几根地址线？解：10根8.2.1 用一片1288位的ROM实现各种码制之间的转换。要求用从全0地址开始的前16个地址单元实现842

14、1BCD码到余3码的转换；接下来的16个地址单元实现余3码到8421BCD码的转换。试求：(1)列出ROM的地址与内容对应关系的真值表；(2)确定输入变量和输出变量与ROM地址线和数据线的对应关系；(3)简要说明将8421BCD码的0101转换成余3码和将余3码转换成8421BCD码的过程。解：使用5位地址线A4A3A2A1A0，最高位用以控制前16单元和后16单元，后4位地址线用以表示输入变量。使用ROM的低4位数据线D3D2D1D0作为输出即可。8.3.1 试分析图题8.3.1的逻辑电路，写出逻辑函数表达式。解：8.3.2 PAL16L8编程后的电路如图8.3.2所示，试写出X、Y和Z的逻

15、辑函数表达式。解： 8.3.4 试分析图题8.3.4所示电路，说明该电路的逻辑功能。解：00 01 10 11二位二进制计数器。8.3.5 对于图8.3.9所示的OLMC，试画出当AC0=1，AC1(n)=1，XOR(n)=1时的等效逻辑电路。9.1.1 图示电路为CMOS或非门构成的多谐振荡器，图中。(1) 画出a、b、c各点的波形；(2)计算电路的振荡周期；(3) 当阈值电压由改变至时，电路的振荡频率如何变化？与图9.1.1电路相比，说明的作用。解：(1) (2) (3) (4) 增大输入电阻，提高振荡频率的稳定性。9.2.1 微分型单稳电路如图所示。其中为3，试对应地画出、的波形，并求出

16、输出脉冲宽度。 解：由于门G1开通时，正常时被钳在1.4V上，输出保持为稳态0。当负脉冲来临时，瞬间下到低电平，于是开始了暂稳过程。9.2.3 由集成单稳态触发器74121组成的延时电路及输入波形如图题9.2.3所示。(1)计算输出脉宽的变化范围；(2)解释为什么使用电位器时要串接一个电阻。9.4.3 由555定时器组成的脉冲宽度鉴别电路及输入vI波形如图题9.4.3所示。集成施密特电路的，单稳的输出脉宽有的关系。对应vI画出电路中B、D、D、E各点波形，并说明D、E端输出负脉冲的作用。D为0表示产生一个有效宽度脉冲；E为0可能出现复位现象。10.1.1 10位倒T形电阻网络D/A转换器如图所

17、示，当R=Rf时：(1)试求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VO=5V，试问VREF应取何值？解：(1) (2) 10.1.3 n位权电阻D/A转换器如图所示。(1)试推导输出电压vO与输入数字量的关系式；(2)如n=8，VREF=-10V，当Rf=R时，如输入数码为20H，试求输出电压值。解：(1) (2) 10.1.4 图题为一权电阻网络和梯形网络相结合的D/A转换电路。(1) 试证明：当r=8R时，电路为8位的二进制码D/A转换器；(2) 试证明：当r=4.8R时，该电路为2位的BCD码D/A转换器。解：(1) r=8R，开关D=1，进行电流分配，否则没

18、接VREF对于左边权电阻网络，例如当开关D3=1，电流为当开关D3=0时，电流为，合起来可写成(2) k=4.8R10.1.6 由AD7520组成双极性输出D/A转换器如图题所示。(1) 根据电路写出输出电压vO的表达式；(2) 试问为实现2的补码，双极性输出电路应如何连接，电路中VB、RB、VREF和片内的R应满足什么关系？解：(1) (2) 将D9求反，RF=R，RB=2R，VB=-VREF10.1.7 可编程电压放大器电路如图题所示。(1) 推导电路电压放大倍数的表达式；(2) 当输入编码为001H和3FFH时，电压放大倍数分别为多少：(3) 试问当输入编码为000H时，运放A1处于什么

19、状态？解：(1) (2) 当NB=001H时，AV=1024；当NB=3FFH时，AV=1024/1023(3) 当NB=000H时，A1处于饱和状态。10.2.1 在图所示并行比较型A/D转换器中，VREF=7V，试问电路的最小量化单位D等于多少？当vI=2.4V时输出数字量D2D1D0=？此时的量化误差e为多少？解：最小量化单位D=14V/15。5/152.4V7/15，故编码为011。e=7V/1510.2.4 一计数型A/D转换器如图题10.2.4所示。试分析其工作原理。解：(1) 首先CR脉冲将计数器清0。(2) 控制端C低电平有效，同时封锁数字量的输出。然后计数器开始工作。开始时D

20、/A转换器输出电压为e较小，故vC为高，计数器加计数。当计数器增加到一定数值后，vI，vC变为低电平，计数器停止工作。(3) 控制端C置高，封锁计数器，同时将计数器的内容输出，即为A/D转换结果。 e的作用为输入电压必须大于给定值加最小量化单位的一半，方能进行加计数。这可以保证转换的精度不会超过e。10.2.5 某双积分A/D转换器中，计数器为十进制计数器，其最大计数容量为(3000)D。已知计数时钟脉冲频率fCP=30kHz，积分器中R=100kW，C=1mF，输入电压vI的变化范围为05V。试求：(1) 第一次积分时间T1；(2) 求积分器的最大输出电压；(3) 当VREF=10V，第二次积分计数器计数值l=(1500)D时输入电压的平均值VI为多少？解：(1) (2) (3) V