电子技术习题解答.第6章.数字电路基础知识习题解答 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 9:36:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第6章 数字电路基础知识习题解答

6.1 什么是数字信号?什么是模拟信号?

解:模拟信号是在时间和数值上均作连续变化的电信号,如收音机、电视机通过天线接收到的音频信号、视频信号都是随时间作连续变化的物理量。数字信号是在数值和时间上都是离散的、突变的信号,常常被称作“离散”信号。

6.2 在数字逻辑电路中为什么采用二进制?它有哪些优点? 解:数字电路和模拟电路相比,主要具有如下特点:

(1)电路结构简单,易集成化。电路只有两个状态“0”和“1”,对元件精度要求低。 (2)抗干扰能力强,工作可靠性高。 (3)数字信息便于长期保存和加密。

(4)数字集成电路产品系列全,通用性强,成本低。 (5)数字电路不仅能完成数值运算,而且还能进行逻辑判断。

6.3 逻辑函数式有哪几种表示形式?

解:逻辑函数的表示方法通常有以下四种:真值表、逻辑函数式、逻辑图和卡诺图。

6.4 试说明集电极开路门的逻辑功能,它有什么特点和用途?

解:集电极开路门的逻辑功能与普通与非门的逻辑功能基本相同,集电极门是将原TTL与非门电路中的T5管的集电极开路,并取消了集电极电阻。使用时,为保证集电极门的正常工作,必须在输出端与电源UCC之间串联一个电阻,该电阻称为上拉电阻。

将两个或多个集电极门输出端连在一起可实现线与逻辑。用集电极门可驱动发光二极管的电路。由集电极门可实现逻辑电平转换。

6.5 试说明三态门的逻辑功能,它有什么特点和用途?

解:三态门的逻辑功能与普通与非门的逻辑功能基本相同,逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外,还有第三种状态——高阻状态(或称禁止状态)的门电路,简称TSL门。其电路组成是TTL与非门的输入级多了一个控制器件EN。

三态与非门可作为输入设备与数据总线之间的接口。可将输入设备的多组数据分时传

递到同一数据总线上,并且任何时刻只允许有一个三态门处于工作状态,占用数据总线,而其余的三态门均处于高阻态,即脱离总线状态。

6.6 试比较TTL门电路和CMOS门电路的主要优缺点,对它们的闲置输入端应如何处理?

解:TTL门电路具有功耗小、速度快、扇出数大、成本低等优点,是一种使用较为广泛的电路。TTL集成门电路使用时,对于闲置输入端(不用的输入端)一般不悬空,主要是防止干扰信号从悬空输入端上引入电路。对于闲置输入端的处理以不改变电路逻辑状态及工作稳定性为原则。

CMOS门电路由于其电路简单,具有微功耗、输入阻抗高、带负载能力强、品种繁多、抗干扰能力强电源和电压允许范围大等优点,在中、大规模数字集成电路中被广泛应用。闲置输入端不允许悬空,对于与门和与非门,闲置输入端应接正电源或高电平;对于或门和或非门,闲置输入端应接地或低电平;闲置输入端不宜与使用输入端并联使用,因为这样会增大输入电容,从而使电路的工作速度下降,但在工作速度很低的情况下,允许输入端并联使用。

6.7 将下列二进制数转换为十进制数。

(1)(10010111)2 (2)(11001.011)2 (3)(11110.110)2 (4)(100001101)2

解:(1)(10010111)2 =1×2 7+1×2 4+1×2 2+1×2 2+1×2 0=(151)10 (2)(11001.011)2=1×2 4+1×2 3+1×2 0+1×2-2+1×2-3=(25.375) 10 (3)(11110.110)2=1×2 4+1×2 3+1×2 2+1×2 1+1×2-1+1×2-2=(30.75) 10 (4)(100001101)2=1×2 8+1×2 3+1×2 2+1×2 0=(269) 10

6.8 将下列十进制数转换为二进制数。

(1)(127)10 (2)(156)10 (3)(45.378)10 (4)(25.7)10 解:(1)(127)10=(1111111)2 (2)(156)10 =(10011100)2 (3)(45.378)10=(101101.011)2 (4)(25.7)10=(11001.1011)2

6.9 将下列二进制数转换为八进制数和十六进制数。 (1)(11001010)2 (2)(1010110)2

(3)(110011.101)2 (4)(1110111.1101)2 解:(1)(11001010)2=(312)8=(CA)16 (2)(1010110)2=(126)8=(56)16 (3)(110011.101)2=(63.5)8=(33.A)16 (4)(1110111.1101)2=(167.64)8=(77.D)16

6.10 将下列十六进制数转换为二进制数、八进制数和十进制数。 (1)(FB)16 (2)(6DE)16 (3)(8FE.FD)16 (4)(79A.4B)16

解:(1)(FB)16=(11111011)2=(373)8=(251)10

(2)(6DE)16 =(11011011110)2=(3336)8=(1758)10 (3)(8FE.FD)16 =(100011111110.11111101)2=(4376.772)8=(2302.98828)10 (4)(79A.4B)16 =(11110011010.01001011)2=(3632.226)8=(1946.29296875)10

6.11 利用基本定律和常用公式证明下列恒等式。

(1)AB+AC+BC=AB+C (2)AB+ BD +CDE+AD = AB+D (3)A?B?C=ABC+(A+B+C)AB?BC?AC (4)ABC+ABC+ABC=ABC

解:(1)证明:左边=AB+AC+ BC+BC=AB+(A+ B+B)C=AB+C=右边。 (2)证明:左边=AB+ BD +AD +CDE+AD=AB+( B+A +CE+A)D= AB+D=右边。 (3)证明:左边=(AB+AB)?C=(AB+AB)C+( AB+AB) C

=ABC+ABC+ABC+ABC

右边=ABC+(A+B+C) ABBCCA= ABC+(A+B+C)(A+B) (B+C)(C+A)

=ABC+(AB+AB+CA+CB)(B+C)(C+A) =ABC+( AB+ABC+CAB+CB)(C+A)

=ABC+ ABC+ABC+ABC+CAB+ACB= ABC+ABC+ ABC+ABC =左边

(4)证明:左边=ABC+ABC+ABC= AB+AC=ABC=右边。

6.12 分别用公式法和卡诺图法化简下列逻辑函数,并画出逻辑图。 (1)Y= AB+AB+A (2)Y= A B+AC+BC+ A +C

(3)Y= A B+AC+BCD+ A BD (4)Y= AC(CD+AB)+BCB?AD?CE 解: (1)Y= AB+AB+A= A+AB = A+B

(2)Y= A B+AC+BC+ A +C=( A B+AC + A )+(BC +C)= A +B+C (3)Y= A B+AC+BCD+ A BD=(A B+ A BD )+AC+BCD= A B+AC+BCD (4)Y= BC(B?ADCE)=BC(B+AD)(C+E)=ABCDE