数字电路与系统分析第一章习题答案
数字逻辑电路与系统设计习题答案
图 P3.5
题 3.5 解：由逻辑图可写出 Y 的逻辑表达式为：
Y S3 AB S 2 AB S1 B S0 B A
图中的 S3 、S2 、S1 、S0 作为控制信号，用以选通待传送数据 A、B，两类信号作用不同， 分析中应区别开来，否则得不出正确结果。由于 S3 、S2 、S1 、S0 共有 16 种取值组合， 因此输出 Y 和 A、B 之间应有 16 种函数关系。列表如下：
（4） F ( A, B, C, D) 题 1.15 解： （1） F ABC BC
m0,2,3,8,9,10,11,13
F B C AC B C
或
F B C B C A B
（2） F A C A B C A B C
（1） F A B C D ABC ACD （2） F AC AB （3） F A, B, C
且 AB CD 0
且 A, B, C 不能同时为 0 或同时为 1
m3,5,6,7 d 2,4 m0,4,6,8,13 d 1,2,3,9,10,11 m0,1,8,10 d 2,3,4,5,11 m3,5,8,9,10,12 d 0,1,2,13
2.7 在图 P2.7 各电路中，每个输入端应怎样连接，才能得到所示的输出逻辑表达式。
&
F1 A B
≥1
F2 AB
VCC
&
≥1
&
F4 A B
F3 AB CD
&
图 P2.7
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第一章数字电路基础第一部分基础知识一、选择题1．以下代码中为无权码的为。
A. 8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码2．以下代码中为恒权码的为。
A.8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码3．一位十六进制数可以用位二进制数来表示。
A. １B. ２C. ４D. 164．十进制数25用8421BCD码表示为。
A.10 101B.0010 0101C.100101D.101015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。
A.（256）B.（127）C.（FF）D.（255）1016 10 106．与十进制数（53.5）等值的数或代码为。
10 A.(0101 0011.0101) B.(35.8) C.(110101.1) D.(65.4)8 8421BCD1627．矩形脉冲信号的参数有。
A.周期B.占空比C.脉宽D.扫描期：数为)等值的7.与八进制数(438．8 B.(27.6) C.(27.011)3 ) D. (100111.11).A. (1001112162169. 常用的BCD码有。
码三 D.余421码格 B.雷码 C.8偶A.奇校验码10．与模拟电路相比，数字电路主要的优点有。
A.容易设计B.通用性强C.保密性好D.抗干扰能力强二、判断题（正确打√，错误的打×）1. 方波的占空比为0.5。
（）2. 8421码1001比0001大。
（）3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。
（）4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
（）5．八进制数（18）比十进制数（18）小。
（）108）（。
1为应值上位验校的码验校奇1248在，时5数制进十送传当．6．7．在时间和幅度上都断续变化的信号是数字信号，语音信号不是数字信号。
（）8．占空比的公式为：q = t / T，则周期T越大占空比q越小。
（）w9．十进制数（9）比十六进制数（9）小。
数字电路及系统设计课后习题答案
(1)AC+AB+BC+ACD=A+BC
(2)AB+AC+(B+C)D=AB+AC+D
(3)BCD+BCD+ACD+ABCD+ABCD+BCD+BCD=BC+BC+BD
(4) ABC+BC+BCD+ABD=A + B +C+D
证明：略
2.6已知ab+ab=ab,ab+ab=ab,证明：
（1）abc=abc
（2） abc=abc
证明：略
2.7试证明：
（1）若ab+ a b=0则a x+b y=ax + by
（2）若a b+ab=c，则a c + ac=b
证明：略
2.8将下列函数展开成最小项之和：
（1）F（ABC）=A+BC
（2） F（ABCD）=（B+C）D+(A+B) C
（3） F(ABC)=A+B+C+A+B+C
(3)F（ABC）=∏M(1,3,4,5,7)
2.10试写出下列各函数表达式F的F和F的最小项表达式。
（1）F=ABCD+ACD+BCD
（2）F=AB+AB+BC
解：（1）F=∑m(0,1,2,3,5,6,7,8,9,10,13,14)
F'=∑m(1,2,5,6,7,8,9,10,12,13,14,15)
（2）9+8=（1001）8421BCD+（1000）8421BCD=1 0001+0110=（1 0111）8421BCD=17
《数字电路-分析与设计》1--10章习题及解答(部分)_北京理工大学出版社
第五章习题5-1 图题5-1所示为由或非门组成的基本R-S 锁存器。
试分析该电路，即写出它的状态转换表、状态转换方程、状态图、驱动转换表和驱动方程，并画出它的逻辑符号，说明S 、R 是高有效还是低有效。
解：状态转换表：状态转换驱动表5-2 试写出主从式R-S 触发器的状态转换表、状态转换方程、状态图、驱动转换表和驱动方程，注意约束条件。
解：与R-S 锁存器类似，但翻转时刻不同。
5-3 试画出图5.3.1所示D 型锁存器的时序图。
解：G=0时保持，G=1时Q=D 。
图题5-1 或非门组成的基本R-S 锁存器S R状态转换方程：Q n+1Q n+1=S+RQ n状态转换图： S =Q n+1R=Q n+1 状态转换驱动方程： 逻辑符号： 输入高有效 G D Q图题5-3 D 型锁存器的时序图5-4试用各种描述方法描述D锁存器：状态转换表、状态转换方程、时序图、状态转换驱动表、驱动方程和状态转换图。
5-5锁存器与触发器有何异同？5-6试描述主从式RS触发器，即画出其功能转换表，写出状态方程，画出状态表，画出逻辑符号。
5-7试描述JK、D、T和T'触发器的功能，即画出它们的逻辑符号、状态转换表、状态转换图，时序图，状态转换驱动表，写出它们的状态方程。
5-8试分析图5.7.1(a) 所示电路中虚线内电路Q’与输入之间的关系。
5-9试分析图5.7.1(b)所示电路的功能，并画出其功能表。
5-10试用状态方程法完成下列触发器功能转换：JK→D, D→T, T→D, JK→T, JK→T’, D→T’。
解：JK→D：Q n+1=JQ+KQ，D：Q n+1=D=DQ+DQ。
令两个状态方程相等：D=DQ+DQ =JQ+KQ。
对比Q、Q的系数有：J=D，K=D逻辑图略。
5-11试用驱动表法完成下列触发器功能转换：JK→D, D→T, T→D, JK→T, JK→T’, D→T’。
解：略。
5-12用一个T触发器和一个2-1多路选择器构成一个JK触发器。
数字逻辑电路与系统设计习题答案
第1章习题及解答1.1 将下列二进制数转换为等值的十进制数。
（1）（11011）2 （2）（10010111）2（3）（1101101）2 （4）（11111111）2（5）（0.1001）2（6）（0.0111）2（7）（11.001）2（8）（101011.11001）2题1.1 解：（1）（11011）2 =（27）10 （2）（10010111）2 =（151）10（3）（1101101）2 =（109）10 （4）（11111111）2 =（255）10（5）（0.1001）2 =（0.5625）10（6）（0.0111）2 =（0.4375）10（7）（11.001）2=（3.125）10（8）（101011.11001）2 =（43.78125）10 1.3 将下列二进制数转换为等值的十六进制数和八进制数。
（1）（1010111）2 （2）（110111011）2（3）（10110.011010）2 （4）（101100.110011）2题1.3 解：（1）（1010111）2 =（57）16 =（127）8（2）（110011010）2 =（19A）16 =（632）8（3）（10110.111010）2 =（16.E8）16 =（26.72）8（4）（101100.01100001）2 =（2C.61）16 =（54.302）81.5 将下列十进制数表示为8421BCD码。
（1）（43）10 （2）（95.12）10（3）（67.58）10 （4）（932.1）10题1.5 解：（1）（43）10 =（01000011）8421BCD（2）（95.12）10 =（10010101.00010010）8421BCD（3）（67.58）10 =（01100111.01011000）8421BCD（4）（932.1）10 =（100100110010.0001）8421BCD1.7 将下列有符号的十进制数表示成补码形式的有符号二进制数。
数字集成电路设计与系统分析答案
懂得1、Please illustrate the meaning of its voltage transfer characteristic to a logic gate, and describe the static behaviors showed in the voltage transfer characteristic curves.The electrical function of a gate is best expressed by its voltage transfer characteristic (VTC),which plots the output voltage as a function of the input voltage Vout=f(Vin).The high and low nominal voltage Voh and Vol;The gate or switching threshold voltage Vm,that is define as Vm=f(Vm)(The gate threshold voltage presents the midpoint of the switching characteristics,which is obtained when the output of a gate is short circuited to the input);The high and low input voltage Vih and Vil are defined by the point where the gain (=dVout/dVin)of the VTC equals -12、Please draw the voltage transfer characteristic curve of the inverter and label the static operation points in the VTC.3、Please describe the definition of noise margin and its physical significance(物理意义), then draw the figure of definition of noise margins.The noise margins represent the levels of noise that can be sustained(所允许的) when gates are cascaded. A measure of the sensitivity of a gate to noise is given by the noise margins NML(noise margin low) and NMH(noise margin high), which quantize the size of the legal “0” and “1”, respectively, and set a fixed maximum threshold on the noise value4、Please describe the meaning of the regenerative property and the conditions of a gate with regenerative property.A gate with regenerative property ensures that a disturbed signal converges back to a nominal voltage level after passing through a number of logical stages. The VTC should have a transient region (or undefined region) with a gain greater than 1 in absolute value, bordered by the two legal zones, where the gain should be less than 1 in absolute value5、What are the definitions of the fan-out and fan-in properties?The number that can be driven is termed the fan-out of circuit, that denotes the number of load gates N that are connected to the output of the driving gate. The fan-in of a gate is defined as the number of independent input nodes to the gate.6、How to describe the performance of a digital IC? Please illustrate the parameters used to characterize the transient performance of a logic family, and draw the associated figure of the definition of these parP ropagation delay time and rise/fall time can be used to characterize the transient performance of a logic family .Propagation delay time of a gate expresses the delay experienced by a signal when passing through a gate,which represent how quickly the gate responds to the changes at its inputs.Rise/fall time express how fast a signal transits between the different levels. Propagation delay time is defined as the period between the 50%transition points of the input and output signals.Rise/fall time is defined as the period between the 10% and 90% points of the total voltage transition at the output waveforms.1、Illustrate the basic structure and simple operation principle of MOS transistor.Four terminals:source, drain, gate, body; Vertical Structure: gate electrode, insulator, semiconductor substrate; Horizontal Structure: source region, channel region, drain region2、Illustrate the basic function of each terminal of MOS device, and describe the general terminal connections of NMOS and PMOS transistor, respectively.The source and the drain are the electrodes conducting the current. The gate electrode is thecontrolling terminal. The function of the body is secondaryIn NMOS devices, the source is defined as the n+ region which has a lower potential(电势) than the other n+ region, the drain. The source is the terminal with the higher potential in PMOS devices, The body is generally connected to a DC supply that is identical for all devices of the same type (GND for NMOS, VDD for PMOS).3、What does the transition (or input) characteristic of MOS transistor mean? And what conclusions we can find from the characteristic curve?It describes the relationship between the gate-source voltage and the drain-source current with the certain drain-source voltage .When the gate-source voltage is less than the threshold voltage, the conducting current is zero, that is, the NMOS transistor is in cutoff operation. When is larger than, the NMOS transistor is on.4、What does the current-voltage (or output) characteristic of MOS transistor mean? And what conclusions we can find from the I-V characteristic curve?.It describes the relationship between the drain-source voltage and the drain-source current with a certain gate-source voltageVgs > Vt , 0<VDS <VGS -VT : Linear modeThe inversion layer forms a continuous current path between the source and the drain.A drain current proportional to Vds will flow from the drain to the source through the conducting channel. The channel region acts as a voltage-controlled linear resister.5、Describe the operation modes of NMOS and PMOS transistors respectively, and define the corresponding ideal current equations.1、Explain the channel-length modulation, sub-threshold conduction, short-channel effect and narrow-channel effect. And illustrate their corresponding chief impacts on the device.This simple current equation prescribes a linear drain-bias dependence for the current in MOS transistors, determined by the empirical model parameter λ, called the channel-length modulation coefficientOne typical condition, which is due to the two-dimensional nature of channel current flow, is the sub-threshold conduction in small-geometry MOS transistors.As a working definition, a MOS transistor is called a short-channel device if its channel length is on the same order of magnitude as the depletion region thicknesses of the source and drain junctions.The short-channel effects that arise in this case are attributed to two physical phenomena: the limitations imposed on electron drift characteristics in the channel; the modification of the threshold voltage due to the shortening channel lengthMOS transistor that have channel widths on the same order of magnitude as the maxium depletion region thickness are defined as narrow channel devices.For MOSFET with small channel widths,the actual threshold voltage increases as a result of this extra depletion charge of the fringe depletion region.This fact is called narrow channel effect.2、Describe the three main components of the load capacitanceCL, when a logic gate is driving other fan-out gates. And sketch the capacitance model of NMOS transistor.Gate capacitances (of other inputs connected to out)Diffusion(or junction) capacitances (of drain/source regions)Routing capacitances (output to other inputs)1,Describe the basic structure and operation of a static CMOS inverter. Then draw theassociated transistor schematicThis structure consists of an enhancement-type NMOS transistor and an enhancement-type PMOS transistor, operating in complementary mode. So this configuration is called Complementary MOS (CMOS). The gate terminals of the PMOS and NMOS transistors are connected to form the inverter input. The drain terminals of the PMOS and NMOS transistors are connected to form the inverter output. The source and the substrate of the NMOS transistor are connected to the ground, while the source and body of PMOS transistor are connected to VDD The circuit topology is complementary push-pull in the sense that: For high input the NMOS transistor drives (pulls down) the output node while the PMOS transistor acts as the load, and for low input the PMOS transistor drives (pulls up) the output node while the NMOS transistor acts as the load.When the input is at VDD: The NMOS is on (conducting) while the PMOS is off (cut-off). A direct path exists between Vout and the ground node, resulting in a steady-state value of 0V at the output. When the input is at ground:The NMOS is off while the PMOS is on. A direct path exists between VDD and Vout, yielding a high output voltage (equal to VDD).Static CMOS logic:structure:The static CMOS style is really an extension of the static CMOS inverter to multiple inputs. A logic function in static CMOS must be implemented in both NMOS and PMOS transistors. It is the combination of the pull-up network(PUN) and the pull-down network(PDN). Each input always connects to PUN and PDN simultaneously. The function of the PUN is to provide a connection between the output and VDD anytime the output of the logic gate is meant to be 1 (based on the inputs). The function of the PDN is to connect the output to VSS when the output of the logic gate is meant to be 0.Opreation: The pull-down net should be “on” when the pull-up net is “off” and vice versa. For any given input combination, the output is connected either to VDD or to ground via a low-resistance path. A DC current path between the VDD and ground is not established for any of the input combinations. With the complementary nature of NMOS and PMOS, the pull-up or the pull-down is “on” alternately to implement the logic operation.Discuss the main problems for high fan-in static CMOS gates and the associated techniques for fast complex gates.tpHL = 0.69 Reqn(C1+2C2+3C3+4CL); Propagation delay deteriorates(恶化) rapidly as a function of fan-in quadratically in the worst case, Gates with a fan-in greater than 4 become excessively slow and must be avoided.tPLH increases linearly due to the linearly increasing value of the diffusion capacitance;tPHL increase quadratically due to the simultaneous increase the resistance and internal capacitance in serial part.Transistor sizing: as long as fan-out capacitance dominatesProgressive transistor sizing: This approach reduces the dominant resistance, while keeping the increase in capacitance within boundsTransfer gate:Configuration:The source and drain nodes serve as inputs and outputs, while the gate node serves as the control input, the body node is connected to the power/ground Operation: For NMOS transfer gate,it turns on while the gate control terminal goes high, and the input signal will be delivered to the output node; it turns off while the gate control terminal goes low, and the output node will be impedance.CMOS transmission gate:Configuration: The CMOS transmission gate consists of one NMOS and one PMOS transistor, with the source and drain connected in parallel; The gate voltages appliedto these two transistors are also set to be complementary signals. The substrate terminal of the NMOS transistor is connected to ground and the substrate terminal of the PMOS transistor is connected to Vdd.Operation: If the control signal C is logic-high (equal to Vdd), then both transistors are turned on and provide a low-resistance current path between the input and output nodes. If the control signal C is logic-low, then both transistors will be off, and the path between the input and output nodes will be in the high-impedance state. The weakness of one device is overcome by the strength of the other device, whether the output is transmitting a high or low value. This is a clear advantage of the CMOS transfer gate over the single transistor counterpart.DCVLS:Operation: Assume now that, for a given set of inputs, PDN1 conducts while PDN2 does not, and that Out and out are initially high and low, respectively. Turning on PDN1: Causes Out to be pulled down (below VDD−|VTP |); Out is in a high impedance state, as M2 and PDN2 are both turned off. At the point M2 turns on and starts charging out非to VDD — eventually turning off M1; This in turn enables Out to discharge all the way to GND.XOR/XNOR: When the signals A and B have the same values, there is one conducting path either AB or A非B非; Then the output F is pulled down;At the same time, the other pull-down paths connected to the F非are both turned off. When F is pulled down below VDD−|VTP |, M2 t urns on and starts charging F非to VDD —eventually turning off M1 and pulling down F to Gnd. When the signals A and B have the different values, there is one conducting path either AB非or A非B; Then the output F非is pulled down; At the same time, the other pull-down paths connected to the F are both turned off. When F非is pulled down below VDD−|VTP |, M1 turns on and starts charging F to VDD —eventually turning off M2 and pulling down F非to Gnd.Precharge-Evaluate dynamic CMOS:Operation: Precharge (when the clock signal Φ= 0)：The PMOS precharge transistor MP is conducting while the complementary NMOS transistor MN is off. The output load capacitance is precharged to VDD by MP, then VOH=VDD；The input voltages have no influence yet upon the output level since the complementary NMOS transistor MN is off. Evaluate (when the clock signal Φ=1)：The precharge transistor MP turns off while the NMOS evaluate transistor MN turns on. The output node voltage may now remain at the logic-high level or drop to a logic low, depending on the input voltage levels: If the input signals create a conducting path between the output node and the ground, PDN is on, and the output capacitance will discharge toward VOL=0;Otherwise, when PDN is off, the output voltage remains at VOH= VDD.Domino dynamic CMOS logic:When Φ=0, during precharge: The output of the n-type dynamic gate is charged up to VDD, and the output of the inverter is set to 0. When Φ=1, during evaluation: The dynamic gate conditionally discharges, and there are two possibilities: The output node of the dynamic CMOS stage is either discharged to a low level through the NMOS circuitry (1 to 0 transition), or it remains high. Consequently, the inverter output voltage can also make at most one transition during the evaluation phase, from 0 to 1.TSPC dynamic CMOS logic:Configuration:If one constrains a NORA stage to have only n-precharge gates, and not static gates, then a p-channel transistor can be eliminated from the clocked latch; The dynamic circuit technique to be presented in that it uses only one-phase clock signal, so no clock skew problem exists. The NORA design style can be simplified so that a single clock is sufficient. For the doubled n-C2MOS latch, when φ= 1, the latch is in the transparent evaluate mode and corresponds to 2 cascaded inverters (non-inverting); For the doubled n-C2MOS latch, when φ= 0, both inverters are disabled (hold mode) -- only the pull-up network is still active.Pipelined NORA dynamic CMOS system:Configuration: Consists of an np-CMOS logic sequence and a clocked CMOS output buffer; A pipelined system can be constructed by simply cascading alternating φ-section and φ -section, meaning that evaluation occurs during active φ and φ respectively;Operation:φ=0, during hold mode :N block performs the precharge operation and pulls node Out1 up to VDD through the p-type device Mp1, while p block performs the discharge operation and pulls the node Out2 down to zero through the n-type device Mn2; The clocked CMOS latch will not be in operation and the previous output voltage will be stored on the output load capacitor CL. φ=1, during evaluate mode:All cascaded NMOS and PMOS blocks evaluate output levels one after the other, and then the signal Out2 will be inversed to the output node by the clocked CMOS latch in operation;Operation Mode: Evaluate―Hold: All logic stages perform the precharge-discharge operation when the clock is high, and all stages evaluate output levels when the clock is low. Therefore, wewill call this circuit a section, meaning that evaluation occurs during active .Clocked CMOS dynamic circuit:Basic Structure:A pair of PMOS and NMOS transistors controlled by the complementary clock signals are cascaded in the pullup and pulldown paths of the static CMOS gate, respectively, then a CMOS logic gate can be synchronized with a clock. Operation: φ=1, during evaluation mode：The transistors Mp1 and Mp2 are both turned on, then this gate can evaluate normally as a CMOS inverter to generate the logic output In非; φ=0 , during hold mode: Both transistors Mp1 and Mp2 are off, decoupling the output from the input. The CMOS circuit cannot conduct and evaluate, then the output Q retains its previous value stored on the output capacitor CL.Sequential logic:Virtually all useful systems require storage of state information, leading to another class of circuits called sequential logic circuits. In these circuits, the output not only depends upon the current values of the inputs, but also upon preceding output values. In other words, a sequential circuit remembers some of the past history of the system; A sequential circuit consists of a combinational circuit and a memory block in the feedback loop.Combination logic:In all logic circuits described so far, the output is directly related to the input. Typically, there are no feedback loops between the output and the input in these circuits (also classified as non-regenerative circuits), so the outputs are always a logical combination of the inputs. As a class, these circuits are known as combinational logic circuits. Combinational logic circuits, described earlier, have the property that the output of a logic block is only a function of the current input values, assuming that enough time has elapsed for the logic gates to settle. Static storage:preserve state as long as the power is on;are built using positive feedback or regeneration with an intentional connection between the output and the input;useful when updates are infrequent (clock gating)Dynamic storage:store state on parasitic capacitors;only hold state for short periods of time (milliseconds);require periodic refresh to annihilate charge leakage;usually simpler, so higher speed and lower power;useful in datapath circuits that require high performance levels and are periodically clockedLatch: level sensitive circuit that passes inputs to Q when the clock is high (or low);input sampledon the falling edge of the clock is held stable when clock is low (or high)Register or Flip-flops (edge-triggered): edge sensitive circuits that only sample the inputs on a clock transitionpositive edge-triggered: 0- 1negative edge-triggered: 1 -0built using latches (e.g., master-slave flip-flops)。
数字电路第一章数字电路习题集和答案
第一章绪论练习题一、选择题1．以下代码中为无权码的为。
A. 8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码2．以下代码中为恒权码的为。
码 B. 5421BCD码 C. 余三码 D. 格雷码3．一位十六进制数可以用位二进制数来表示。
A. １B. ２C. ４D. 164．十进制数25用8421BCD码表示为。
101 0101 C.1001015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。
A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（）10等值的数或代码为。
A.(0101 8421BCDB.16C.2D.87．矩形脉冲信号的参数有。
A.周期B.占空比C.脉宽D.扫描期8．与八进制数8等值的数为：A. 2B.16C. )16D.29. 常用的B CD码有。
A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码10．与模拟电路相比，数字电路主要的优点有。
A.容易设计B.通用性强C.保密性好D.抗干扰能力强11．把B二进制数转换成十进制数为（）A. 150B. 96C.82D. 15912．将4FBH转换为十进制数( )A. 0BB. 0BC. 0D.13．将数转换为十六进制数为（）B.C. D.14．将十进制数130转换为对应的八进制数：B. 82C. 120D. 23015．分别用842lBCD码表示()2为（）B. 98C. 980D. 120二、判断题（正确打√，错误的打×）1. 方波的占空比为。
（）2. 8421码1001比0001大。
（）3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。
（）4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
（）5．八进制数（18）8比十进制数（18）10小。
（）6．当传送十进制数5时，在8421奇校验码的校验位上值应为1。
（）7．在时间和幅度上都断续变化的信号是数字信号，语音信号不是数字信号。
数电课后习题及答案
第1章 数字电路基础知识1 电子电路主要分为两类：一类是电子电路主要分为两类：一类是 模拟电路 ，另一类是，另一类是 数字电路 。
2 模拟电路处理的是模拟电路处理的是 模拟信号 ，而数字电路处理的是，而数字电路处理的是 数字信号 。
3 晶体管（即半导体三极管）的工作状态有三种：晶体管（即半导体三极管）的工作状态有三种：截止截止、 放大和 饱和。
在模拟电路中，晶体管主要工作在体管主要工作在 放大状态 。
4 在数字电路中，晶体管工作在在数字电路中，晶体管工作在 截止与 饱和状态，也称为状态，也称为 “开关”状态。
状态。
5 模拟信号是一种模拟信号是一种大小随时间连续变化大小随时间连续变化的电压或电流，数字信号是一种的电压或电流，数字信号是一种突变突变的电压和电流。
6 模拟信号的电压或电流的大小是模拟信号的电压或电流的大小是随时间连续缓慢变化的随时间连续缓慢变化的，而数字信号的特点是“保持”（一段时间内维持低电压或高电压）和“段时间内维持低电压或高电压）和“突变突变”（低电压与高电压的转换瞬间完成）。
7 在数字电路中常将0~1v 范围的电压称为范围的电压称为低电平低电平，用，用““0”来表示；将3~5v 范围的电压称为高电平，用，用““1”来表示。
来表示。
介绍了数字电路的发展状况和数字电路的一些应用领域，并将数字电路和模拟电路进行了比较，让读者了解两者的区别，以利于后面数字电路的学习。
以利于后面数字电路的学习。
第2章 门电路1 基本门电路有基本门电路有与门与门、或门、非门三种。
三种。
2 与门电路的特点是：只有输入端都为只有输入端都为 高电平 时，输出端才会输出高电平；只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出输出端就会输出 低电平 。
与门的逻辑表达式是与门的逻辑表达式是 Y A B =· 。
3 或门电路的特点是：只要有一个输入端为只要有一个输入端为 高电平 ，输出端就会输出高电平。
只有输入端都为 低电平 时，输出端才会输出低电平。
数字电路和系统设计课后习题集答案解析
1.1将下列各式写成按权展开式：（352.6）10=3×102+5×101+2×100+6×10-1（101.101）2=1×22+1×20+1×2-1+1×2-3（54.6）8=5×81+54×80+6×8-1（13A.4F）16=1×162+3×161+10×160+4×16-1+15×16-21.2按十进制0~17的次序，列表填写出相应的二进制、八进制、十六进制数。
解：略1.3二进制数00000000~11111111和0000000000~1111111111分别可以代表多少个数？解：分别代表28=256和210=1024个数。
1.4将下列个数分别转换成十进制数：（1111101000）2，（1750）8，（3E8）16解：（1111101000）2=（1000）10（1750）8=（1000）10（3E8）16=（1000）101.5将下列各数分别转换为二进制数：（210）8，（136）10，（88）16解：结果都为：（10001000）21.6将下列个数分别转换成八进制数：（111111）2，（63）10，（3F）16解：结果都为（77）81.7将下列个数分别转换成十六进制数：（11111111）2，（377）8，（255）10解：结果都为（FF）161.8转换下列各数，要求转换后保持原精度：解：（1.125）10=（1.0010000000）10——小数点后至少取10位（0010 1011 0010）2421BCD=（11111100）2（0110.1010）余3循环BCD码=（1.1110）21.9用下列代码表示（123）10，（1011.01）2：解：（1）8421BCD码：（123）10=（0001 0010 0011）8421BCD（1011.01）2=（11.25）10=（0001 0001.0010 0101）8421BCD（2）余3 BCD码（123）10=（0100 0101 0110）余3BCD（1011.01）2=（11.25）10=（0100 0100.0101 1000）余3BCD1.10已知A=（1011010）2，B=（101111）2，C=（1010100）2，D=（110）2（1）按二进制运算规律求A+B，A-B，C×D，C÷D，（2）将A、B、C、D转换成十进制数后，求A+B，A-B，C×D，C÷D，并将结果与（1）进行比较。
数电习题答案（1）
数电习题答案（1）第⼀章数制和码制1．数字信号和模拟信号各有什么特点?答：模拟信号——量值的⼤⼩随时间变化是连续的。
数字信号——量值的⼤⼩随时间变化是离散的、突变的（存在⼀个最⼩数量单位△）。
2．在数字系统中为什么要采⽤⼆进制?它有何优点?答：简单、状态数少，可以⽤⼆极管、三极管的开关状态来对应⼆进制的两个数。
3.⼆进制：0、1；四进制：0、1、2、3；⼋进制：0、1、2、3、4、5、6、7；⼗六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5. B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.⼆进制数的1和0代表⼀个事物的两种不同逻辑状态。
9.在⼆进制数的前⾯增加⼀位符号位。
符号位为0表⽰正数；符号位为1表⽰负数。
这种表⽰法称为原码。
10.正数的反码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同，负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在⼆进制数的前⾯增加⼀位符号位。
符号位为0表⽰正数；符号位为1表⽰负数。
正数的反码、补码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同：01011；B: (-1101)2的原码为11101，反码为10010，补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1，该数为负数，反码为100100，补码为100101. B: (001010)2的符号位为0，该数为正，故反码、补码与原码均相同：001010.15.两个⽤补码表⽰的⼆进制数相加时，和的符号位是将两个加数的符号位和来⾃最⾼有效数字位的进位相加，舍弃产⽣的进位得到的结果就是和的符号。
《数字电路与系统设计》课后答案
= A·BD·BC
(3) 画逻辑电路，如下图所示：
D
B
F
C
A
题4.4图
4.10电话室对3种电话编码控制，按紧急次序排列优先权高低是：火警电话、急救电话、普通电话，分别编码为11，10，01。试设计该编码电路。
解：设火警为A，急救为B，普通为C，列真值表为：
A
B
C
F
1
F2
1
1பைடு நூலகம்
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
= Y0Y4Y8Y12
F2(A,B,C,D)
m(0,1,2)
= m0m1m2
= Y0Y1Y2
F3(A,B,C,D)
m(8,9,10,11)
= m8m9m10m11
= Y8Y9Y10Y11
F4(A,B,C,D)m0
=Y0
数字电路与系统设计课后答案
4.1分析图P4.1电路的逻辑功能
数字电路课后题参考答案
习题参考答案注：参考答案，并不是唯一答案或不一定是最好答案。
仅供大家参考。
第一章习题2. C B A D B A C B A F ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=3. 设：逻辑变量A 、B 、C 、D 分别表示占有40%、30%、20%、10%股份的四个股东，各变量取值为1表示该股东投赞成票；F 表示表决结果，F =1表示表决通过。
F =AB +AC +BCD4. 设：A 、B 开关接至上方为1，接至下方为0；F 灯亮为1，灯灭为0。
F =A ⊙B5. 设：10kW 、15kW 、25kW 三台用电设备分别为A 、B 、C ，设15kW 和25kW 两台发电机组分别为Y 和Z ，且均用“0”表示不工作，用“1”表示工作。
C AB Z BA B A Y ⋅=⋅=6.输入为余3码，用A 、B 、C 、D 表示，输出为8421BCD 码，用Y 0、Y 1、Y 2、Y 3表示。
D C A B A Y CB DC BD B Y DC Y DY ⋅⋅+⋅=⋅+⋅⋅+⋅=⊕==32107. 设：红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时为1，灯灭时为0；输出用F 表示，灯正常工作时为0，灯出现故障时为1。
C A B A C B A F ⋅+⋅+⋅⋅=8. D C B D A H DC B AD C B A D C B A D C B A G DC B AD C A B A F DC B A E ⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅=第二章习题1. 设：红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时其值为1，灯灭时其值为0；输出报警信号用Y 表示，灯正常工作时其值为0，灯出现故障时其值为1。
AC AB C B A Y ⋅⋅=2. 设：烟、温度和有害气体三种不同类型的探测器的输出信号用A 、B 、C 表示，作为报警信号电路的输入，有火灾探测信号时用1表示，没有时用0表示。
报警信号电路的书躇用Y 表示，有报警信号时用1表示，没有时用0表示。
数字逻辑电路与系统设计[蒋立平主编][习题解答]
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第1章习题及解答1.1 将下列二进制数转换为等值的十进制数。
（1）（11011）2 （2）（10010111）2（3）（1101101）2 （4）（11111111）2（5）（0.1001）2（6）（0.0111）2（7）（11.001）2（8）（101011.11001）2题1.1 解：（1）（11011）2 =（27）10 （2）（10010111）2 =（151）10（3）（1101101）2 =（109）10 （4）（11111111）2 =（255）10（5）（0.1001）2 =（0.5625）10（6）（0.0111）2 =（0.4375）10（7）（11.001）2=（3.125）10（8）（101011.11001）2 =（43.78125）10 1.3 将下列二进制数转换为等值的十六进制数和八进制数。
（1）（1010111）2 （2）（110111011）2（3）（10110.011010）2 （4）（101100.110011）2题1.3 解：（1）（1010111）2 =（57）16 =（127）8（2）（110011010）2 =（19A）16 =（632）8（3）（10110.111010）2 =（16.E8）16 =（26.72）8（4）（101100.01100001）2 =（2C.61）16 =（54.302）81.5 将下列十进制数表示为8421BCD码。
（1）（43）10 （2）（95.12）10（3）（67.58）10 （4）（932.1）10题1.5 解：（1）（43）10 =（01000011）8421BCD（2）（95.12）10 =（10010101.00010010）8421BCD（3）（67.58）10 =（01100111.01011000）8421BCD（4）（932.1）10 =（100100110010.0001）8421BCD1.7 将下列有符号的十进制数表示成补码形式的有符号二进制数。
数字电路与系统设计课后习题答案
C×D=（84）10×（6）10=（504）10
C÷D=（84）10÷（6）10=（14）10
两种算法结果相同。
1.11试用8421BCD码完成下列十进制数的运算。
解：（1）5+8=（0101）8421BCD+（1000）8421BCD=1101 +0110=（1 0110）8421BCD=13
（1）F输出1的取值组合为：011、101、110、111。
（2）F输出1的取值组合为：001、010、011、100、101、110。
（3）F输出1的取值组合为：101。
2.4试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(AB+C)·D+E]·B
(2) F(A,B,C,D,E)=AB+CD+BC+D+CE+B+E
(2)F=∑m(0,1,2,3,12,13)
F'=∑m(2,3,12,13,14,15)
2.11试用公式法把下列各表达式化简为最简与或式
（1）F=A+ABC+ABC+BC+B
解：F =A+B
(2) F=(A+B)(A+B+C)(A+C)(B+C+D)
解：F'=AB+AC
(3) F=AB+ABBC+BC
（1）如果A、B、C均为0或其中一个信号为1时。输出F=1，其余情况下F=0。
（2）若A、B、C出现奇数个0时输出为1，其余情况输出为0。
（3）若A、B、C有两个或两个以上为1时，输出为1，其余情况下，输出为0。
《数字电路-分析与设计》第一章习题及解答 北京理工大学出版社
第一章习题1-1 例1.2.12中转换前后两个数的绝对值哪个大？为什么？答：转换前大。
因为转换后舍去了后边的小数位。
1-2 将下列二进制数分别转换为八进制数、十六进制数和十进制数。
11001101.101，10010011.1111解：(11001101.101)2 =(11 001 101.101)2= ( 315.5)8=(1100 1101.1010)2 =( CD.A)16=(128+64+8+4+1+0.5+0.125)10=(205.625)10(10010011.1111)2 =(1001 0011.1111)2= (93.F)16=(10 010 011.111 100)2 =( 223.74)8=(128+16+2+1+0.5+0.25+0.125+0.0625)10=(147.9375)101-3 将下列十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数。
121.56，73.85解：1. 0Å1Å3Å7Å15Å30Å60Å121 0.56Æ0.12Æ0.24Æ0.48Æ0.96Æ0.921 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1所以：（121.56）10=(1111001.10001)2=(171.42)8=(79.88)162. 0Å1Å2Å4Å9Å18Å36Å73 0.85Æ0.7Æ0.4Æ0.8Æ0.6Æ0.2Æ0.41 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0（73.85）10=(1001001.11011)2=(111.66)8=(49.D8)161-4 将下列十六进制数转换为二进制、八进制和十进制数。
89.0F，E5.CD解：(89.0F)16=(10001001.00001111)2=(211.036)8=(8*16+9+15/256)10=(137. 0.05859375)10 1-5 试求例1.2.17的转换误差，比较例1.2.12的转换误差，哪个大？为什么？答：例1.2.12的误差大。
{精品}数字电路与系统设计课后习题答案
（ 1） F=ABCD+ACD+B C D （ 2） F=A B+ AB+BC 解：（1 ） F= ∑m (0,1,2,3,5,6,7,8,9,10,13,14)
F'= ∑ m (1,2,5,6,7,8,9,10,12,13,14,15) (2) F= ∑ m (0,1,2,3,12,13)
0011) 2 ]。
2.1 有 A、B、C 三个输入信号， 试列出下列问题的真值表， 并写出最小项表达式∑ m（ ）。
（ 1 ）如果 A 、B、 C 均为 0 或其中一个信号为 1 时。输出 F=1 ，其余情况下 F=0 。 （ 2 ）若 A、 B、 C 出现奇数个 0 时输出为 1，其余情况输出为 0 。 （ 3 ）若 A、 B、 C 有两个或两个以上为 1 时，输出为 1 ，其余情况下，输出为 0。 解： F1(A,B,C)= ∑ m （0 ， 1 ，2， 4 ）
（ 1 ） F 输出 1 的取值组合为： 011 、 101 、 110 、 111 。
（ 2 ） F 输出 1 的取值组合为： 001 、 010 、 011 、 100 、 101 、 110 。
（ 3 ） F 输出 1 的取值组合为： 101 。
2.4 试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1) F(A,B,C,D,E)=[(A B+C) ·D+E] ·B
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
10Biblioteka 1100
电路分析第一章答案
+
-
解：图a电阻电压电流为关联参考方向
U IR 115V 15V
图b电阻电压电流为关联参考方向 图c电阻电压电流为关联参考方向
U 5 I 1A I 5
U IR （ 1 ） 10 V 10 V
1-4 求图示电路中的电压U
+ 15V 10A + U a b 10A + 2V 5Ω (b) + U -
1-13 电路如图所示，试求UAB、UBC、UCA及I 。 解：根据KCL I 2 (2) 4A
U AB (2) 10 10 20 2 15 U BC U CA 20V 2 15 20 30 4 5
15Ω 2A B A -2A 10Ω + 10V 20V
(3)设电压UR、电压U、电流I， 并求这些参数
U R 6 2 12V
- UR +
2Ω
I
I 66 0 根据KVL：5 U R U 5
U U R 12V
+ 5V
6A
+ 6A U + 5V
(4)求中间5V电压源的功率p3 (5)求右侧6A电流源的功率p4
p3 5I 0
1-12 电路如图，计算各电路电压，并讨论功 率平衡
2A -2A 2A 5A + U (a ) 6A 2Ω
I +
U (b)
6A I 2Ω U -
+
+ I 3Ω 4A (c) U -
3Ω I 4A (d)
各电路的电压为电阻的端电压，设电阻电流为I （4）电路d的计算 U 3I 3V I 5 4 1A 2 p I R 1 3 3W 电阻的功率： R 电流源的功率： pI 4U 12W 电压U的功率： pU 5U 15W
数字电路与系统设计课后习题答案
1.9 用下列代码表示（123）10，（1011.01）2：
解：（1）8421BCD 码： （123）10=（0001 0010 0011）8421BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0001 0001.0010 0101）8421BCD
（2）余 3 BCD 码 （123）10=（0100 0101 0110）余 3BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0100 0100.0101 1000）余 3BCD
1.10 已知 A=（1011010）2，B=（101111）2，C=（1010100）2，D=（110）2
（1）按二进制运算规律求 A+B，A-B，C×D，C÷D， （2）将 A、B、C、D 转换成十进制数后，求 A+B，A-B，C×D，C÷D，并将结果与（1）
进行比较。 解：（1）A+B=（10001001）2=（137）10
2.11 试用公式法把下列各表达式化简为最简与或式
（1）F=A+ABC+ABC+BC+B 解：F =A+B (2) F=(A+B)(A+B+C)(A+C)(B+C+D) 解：F'=AB+AC (3) F=AB+AB •BC+BC 解：F=AB+BC+AC 或：F=AB+AC+BC (4) F=ACD+BC+BD+AB+AC+BC 解：F=AD+C+B (5) F=AC+BC+B(AC+AC) 解：F=AC+BC
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数字电路与系统习题参考答案
南京邮电学院电子工程系
2003/12
习题答案
1.1将下列各式写成按权展开式：
（352.6）10=3×102+5×101+2×100+6×10-1
（101.101）2=1×22+1×20+1×2-1+1×2-3
（54.6）8=5×81+54×80+6×8-1
（13A.4F）16=1×162+3×161+10×160+4×16-1+15×16-2
1.2按十进制0~17的次序，列表填写出相应的二进制、八进制、十六进制数。
解：略
1.3二进制数00000000~11111111和0000000000~1111111111分别可以代表多少个数？
解：分别代表28=256和210=1024个数。
1.4 将下列个数分别转换成十进制数：（1111101000）2，（1750）8，（3E8）16
解：（1111101000）2=（1000）10
（1750）8=（1000）10
（3E8）16=（1000）10
1.5将下列各数分别转换为二进制数：（210）8，（136）10，（88）16
解：结果都为：（10001000）2
1.6 将下列个数分别转换成八进制数：（111111）2，（63）10，（3F）16
解：结果都为（77）8
1.7 将下列个数分别转换成十六进制数：（11111111）2，（377）8，（255）10
解：结果都为（FF）16
1.8 转换下列各数，要求转换后保持原精度：
解：（1.125）10=（1.0010000000）10——小数点后至少取10位
（0010 1011 0010）2421BCD=（11111100）2
——先将2421BCD码转换成十进制数（252）10，再转换成二进制数。
（0110.1010）余3循环BCD码=（1.1110）2
——余3循环BCD码中的1和0没有权值意义，因此先转换成十进制数（1.9）10，得出原精度为10-1，转换的二进制的小数位k≥3.3，因此至少取4位。
1.9 用下列代码表示（123）10，（1011.01）2：
解：（1）8421BCD码：
（123）10=（0001 0010 0011）8421BCD
（1011.01）2=（11.25）10=（0001 0001.0010 0101）8421BCD
（2）余3 BCD码
（123）10=（0100 0101 0110）余3BCD
（1011.01）2=（11.25）10=（0100 0100.0101 1000）余3BCD
1.10 已知A=（1011010）2，B=（101111）2，C=（1010100）2，D=（110）2
（1）按二进制运算规律求A+B，A-B，C×D，C÷D，
（2）将A、B、C、D转换成十进制数后，求A+B，A-B，C×D，C÷D，并将结果与（1）进行比较。
解：（1）A+B=（10001001）2=（137）10
A-B=（101011）2=（43）10
C×D=（111111000）2=（504）10
C÷D=（1110）2=（14）10
（2）A+B=（90）10+（47）10=（137）10
A-B=（90）10-（47）10=（43）10
C×D=（84）10×（6）10=（504）10
C÷D=（84）10÷（6）10=（14）10
两种算法结果相同。
1.11 试用8421BCD码完成下列十进制数的运算。
解：（1）5+8=（0101）8421BCD+（1000）8421BCD=1101 +0110=（1 0110）8421BCD=13
（2）9+8=（1001）8421BCD+（1000）8421BCD=1 0001+0110=（1 0111）8421BCD=17
（3）58+27=（0101 1000）8421BCD+（0010 0111）8421BCD=0111 1111+ 0110=（1000 0101）=85
8421BCD
（4）9-3=（1001）8421BCD-（0011）8421BCD=（0110）8421BCD=6
（5）87-25=（1000 0111）8421BCD-（0010 0101）8421BCD=（0110 0010）8421BCD=62
（6）843-348 =（1000 0100 0011）8421BCD-（0011 0100 1000）8421BCD
=0100 1111 1011- 0110 0110=（0100 1001 0101）8421BCD=495。