电子技术基础(数字部分)康华光(第五版)习题解答

    解：0101 1010

1.2.1  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。

1.3.1  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) 2.718

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。

1.3.3  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) 11.01101B=3.68H

1.3.4  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

1.3.5  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

1.3.6  将下列十六进制数转换为十进制数：

    (1) 103.2H        (2) A45D.0BCH

    解：(1) 103.2H=259.125D        (2) A45D.0BCH=41024.046D

2.4.3  解：(1) LSTTL驱动同类门

N=20

(2) LSTTL驱动基本TTL门

    N=5

2.4.5  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  L

0  0   0

0  1   1

1  0   1

1  1   0

所以，

2.7.1  解：

，

，

，

    ，

2.7.2  解：

    =A⊙B

2.9.11  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，LA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。

3.1.2  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=01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。

4.1.1  解：

4.1.2  解：

4.2.3  解：

4.3.1  解：

4.3.5  解：

4.3.6  解：

    (1) 

    (2) Y=A⊙B⊙C=

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。

5.1.3  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：011010

6.1.6 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。

1010101

6.2.3 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6

7.1.3 试用负边沿D触发器组成4位二进制异步加计数器，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(QA~QD)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DSR→QA→QB→QC→QD。启动后，S1S0=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1110→1101→1011→0111。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×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

400ns×=25600ns=25.6ms

8.1.3 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)K×1            (2)256K×4

(3)1M×1            (4)128K×8

解：    (1) 16, 1            (2) 18, 4

        (3) 20, 1            (4) 17, 8

8.1.4 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) 2K×1            (2) 16K×4            (3) 256K×32

解：(1) 7FF                (2) 3FFF                (3) 3FFFF

8.1.6 一个有1M×1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128×8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8421BCD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10.1.4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。

    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=4.8R

10.1.6  由AD7520组成双极性输出D/A转换器如图题10.1.6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=-VREF

10.1.7  可编程电压放大器电路如图题10.1.7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10.2.3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等于多少？当vI=2.4V时输出数字量D2D1D0=？此时的量化误差为多少？

解：最小量化单位=14V/15。

    5/15<2.4V<7/15，故编码为011。=7V/15

10.2.4 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/A转换器输出电压为 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。

     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 。

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=100k ，C=1 F，输入电压vI的变化范围为0~5V。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 =(1500)D时输入电压的平均值VI为多少？

解：(1) 

(2) 

(3)         V