第2章 逻辑门电路-习题答案
第2章 逻辑门电路-习题答案
第2章逻辑门电路2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～F6的波形。
题图2.1解:2.2 求题图2.2所示电路的输出逻辑函数F1、F2。
题图2.2解:2.3 题图2.3中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1～Y8状态。
题图2.3解: Y1=0, Y2=0, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0.2.4 题图2.4中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。
题图2.4解: Y1=1, Y2=0, Y3=0.2.5 6个门电路及A、B波形如题图2.5所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出F1～F6的波形。
题图2.5解：2.6 电路及输入波形分别如题图2.6(a)和2.6(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波形。
题图2.6解：2.7 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？解: N≤8 N由灌电流负载个数决定.2.8 题图2.8表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。
试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n 的对应波形）。
题图2.8解：用下表表示数据传输情况2.9 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.9所示，试分别连接成：（1）反相器；（2）三输入与非门；（3）三输入或非门。
题图2.9解： (1) 反向器(2)与非门 (3)或非门2.10 按下列函数画出NMOS 电路图。
123()()()F AB CD E H G F A B CD AB CD F A B=+++=+++=⊕解：(1)(2) (3)2.11 将两个OC门如题图2.11连接，试写出各种组合下的输出电压u o及逻辑表达式。
《数字电路-分析与设计》第二章习题及解答 北京理工大学出版社
5. A ⊕ B = A ⊕ B = A ⊕ B ⊕1
证明： 左边=AB+AB 中间= AB+AB=(A+B)(A+B)=AB+AB=左边 右边= (AB+AB)1+(AB+AB)1= AB+AB=中间 或者：根据 1⊕A=A，右边=中间
F1=(A+B)(B+C)(C+A)=ABC+ABC F2=(A+B)(B+C)(C+A)=ABC+ABC=F1 所以 F1=F2
习题
2． F1 = ABC + A B C ， F2 = AB + BC + CA
由 1.知：F1=F2
3． F1 = C D + A B + BC ， F2 = ABC + AB D + BC D
= AB + AC + BC
F = ( A + B) ⋅ ( A + C) ⋅ (B + C) = ( A + AB + AC + BC) ⋅ (B + C) = AB + ABC + BC + AC + ABC + AC + BC = AB + AC + BC
2-12 证明下列等式。
1. A ⊕ 0 = A
9. A( A + B ) = A
证明：左边=A+AB=A=右边，得证。 用真值表法略。 2-10 用逻辑代数演算证明下列等式。
数字电子技术基础第三版第二章答案
第二章逻辑门电路第一节重点与难点一、重点:1．TTL与非门外特性（1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况,同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。
开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。
关门电平U OFF是保证输出电平为最小高电平时,所允许的输入低电平的最大值。
（2）输入特性:描述与非门对信号源的负载效应。
根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时,与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1~1.4mA.当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。
（3）输入负载特性:实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况,电阻的取值不同,将影响相应输入端的电平取值。
当R≤关门电阻R OFF时,相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。
2．其它类型的TTL门电路（1)集电极开路与非门（OC门）多个TTL与非门输出端不能直接并联使用,实现线与功能.而集电极开路与非门（OC门）输出端可以直接相连,实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管.(2）三态门TSL三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。
它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态.处于何种状态由使能端控制.3．CMOS逻辑门电路CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。
当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。
CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。
第2章 门电路学习指导
第二章门电路一、内容提要本章系统地讲述了数字电路的基本逻辑单元——门电路。
由于门电路中的二极管和三极管经常工作在开关状态，所以首先介绍了它们在开关状态下的工作特性。
然后，重点讨论了目前广泛使用的TTL门电路和CMOS门电路。
对于每一种门电路，除了讲解它们的工作原理和逻辑功能以外，还着重介绍了它们作为电子器件的电气特性，特别是输入特性和输出特性，以便为实际使用这些器件打下必要的基础。
二、重点难点虽然这一章讨论的只是门电路的外特性，但无论集成电路内部电路多么复杂，只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构，则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适用。
因此，这一章是全书对电路进行分析的基础。
本章的重点内容包括以下三个方面:1、半导体二极管和三极管(包括双极型和MOS型)开关状态下的等效电路和外特性;2、TTL电路的外特性及其应用;3、CMOS电路的外特性及应用。
为了正确理解和运用这些外特性，需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。
内部的电路结构不是重点内容。
鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路，建议在讲授时适当加大CMOS电路的比重，并相应压缩TTL电路的内容。
TTL电路的外特性是本章的一个难点，同时也是一个重点。
尤其是输入端采用多发射极三极管结构时，对输入特性的全面分析比较复杂。
从实用的角度出发，只要弄清输入为高/低电平时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。
三、习题精解知识点:三极管饱和、截止的分析判断。
例2．1 电路如图2.1所示。
求使三极管截止的v imax ；保证三极管饱和的v imin ，已知三极管β＝30，V BE ＝0．7V ，V CES ＝0．3V 。
解 三极管的开关条件分别为：V BE ≤0，三极管截止，I B ≥I BS 三极管饱和导通。
当三极管截止时，其等效电路如图2.2（a ）所示。
I B＝0，则01010221≤-++=R R R v V i BE图2.1图2.2 即010*******≤-ΩΩ+Ω+V k k k Vv i解得 v i ≤2V 即 v imax ≤2V当三极管饱和导通时，其等效电路如图2.2(b)所示。
数字电子技术基础第三版第二章答案
第二章逻辑门电路第一节重点与难点一、重点：1．TTL与非门外特性（1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况，同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。
开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。
关门电平U OFF 是保证输出电平为最小高电平时，所允许的输入低电平的最大值。
（2）输入特性：描述与非门对信号源的负载效应。
根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1～1.4mA。
当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。
（3）输入负载特性：实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况，电阻的取值不同，将影响相应输入端的电平取值。
当R≤关门电阻R OFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。
2．其它类型的TTL门电路（1）集电极开路与非门（OC门）多个TTL与非门输出端不能直接并联使用，实现线与功能。
而集电极开路与非门（OC 门）输出端可以直接相连，实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管。
（2）三态门TSL三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。
它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态。
处于何种状态由使能端控制。
3．CMOS逻辑门电路CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。
当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。
CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。
数字逻辑课后答案第二章
数字逻辑课后答案第⼆章第⼆章组合逻辑1. 分析图中所⽰的逻辑电路，写出表达式并进⾏化简2. 分析下图所⽰逻辑电路，其中S3、S2、S1、S0为控制输⼊端，列出真值表，说明 F 与 A 、B 的关系。
F1=F2=F=F 1F 2=BF = AB + B = ABA F = AB BABC CABC = AB + AC + BC + BC = AB + BC + BC1SB BS A ++32S B A ABS +1S B BS A ++3. 分析下图所⽰逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。
解： F1==真值表如下：当B ≠C 时， F1=A 当B=C=1时， F1=A 当B=C=0时， F1=0裁判判决电路，A 为主裁判，在A 同意的前提下，只要有⼀位副裁判（B ，C ）同意，成绩就有效。
F2=真值表如下：CB BC A C AB C B A +++ABCC B A ABC C B A C B A +⊕=++)(A B C F 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100000111AC BC AB C A C B B A ++=++当A 、B 、C 三个变量中有两个及两个以上同时为“1”时，F2 = 1 。
4.图所⽰为数据总线上的⼀种判零电路，写出F 的逻辑表达式，说明该电路的逻辑功能。
解：F=只有当变量A0~A15全为0时，F = 1；否则，F = 0。
因此，电路的功能是判断变量是否全部为逻辑“0”。
5. 分析下图所⽰逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能解：因此，这是⼀个四选⼀的选择器。
6. 下图所⽰为两种⼗进制数代码转换器，输⼊为余三码，输出为什么代码？解：A B C F 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1000011111514131211109876543210A A A A A A A A A A A A A A A A +++301201101001X A A X A A X A A X A A F +++=这是⼀个余三码⾄8421 BCD 码转换的电路7. 下图是⼀个受 M 控制的4位⼆进制码和格雷码的相互转换电路。
电子技术基础(数字部分)第五版答案康华光 电子技术基础第五版康华光课后答案
电子技术基础(数字部分)第五版答案康华光电子技术基础第五版康华光课后答案第一章数字逻辑习题1、1数字电路与数字信号图形代表的二进制数0001、1、4一周期性数字波形如图题所示，试计算：周期；频率；占空比例MSBLSB0121112解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms频率为周期的倒数，f=1/T=1/=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10%数制将下列进制数转换为二进制数，八进制数和六进制数127 解：D=-1=B-1=B=O=H72D=B=O=H二进制代码将下列进制数转换为8421BCD码：43解：D=BCD试用六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28+ @ you43解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为六进制数表示。
“+”的ASCⅡ码为0011，则B=H@的ASCⅡ码为1000000,B=Hyou的ASCⅡ码为本1111001,1111,1101,对应的六进制数分别为79,6F,7543的ASCⅡ码为0100,0110011,对应的六紧张数分别为34,33 逻辑函数及其表示方法在图题1、中，已知输入信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。
解: 为与非，为同或非，即异或第二章逻辑代数习题解答用真值表证明下列恒等式ABABAB⊕=+=AB+AB解：真值表如下ABAB⊕ABABAB⊕AB+AB111111111111由最右边2栏可知，与AB+AB的真值表完全相同。
用逻辑代数定律证明下列等式AABCACDCDEACDE++++=++解：AABCACDCDE++++ABCACDCDE=+++AACDCDE=++ACDCDE=++ACDE=++用代数法化简下列各式ABCBC+解：ABCBC+ABABABAB=、+、+++BABAB=++ABB=+AB=+AB=ABCDABDBCDABCBDBC++++解：ABCDABDBCDABCBDBC++++ABCDDABDBCDCBACADCDBACADBACDABBCBD=++++=+++=+++=++=++画出实现下列逻辑表达式的逻辑电路图，限使用非门和二输入与非门LABAC=+LDAC=+LABCDBCDBCDBCDABD=+++用卡诺图化简下列个式ABCDABCDABADABC++++解：ABCDABCDABADABC++++ ABCDABCDABCCDDADBBCCABCDD=+++++++++ ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD=++++++LABCDmd=+ΣΣ解：LAD=+LABCDmd=+ΣΣ解:LADACAB=++已知逻辑函数LABBCCA=++，试用真值表,卡诺图和逻辑图表示解:1>由逻辑函数写出真值表ABCL1111111111111111112>由真值表画出卡诺图3>由卡诺图,得逻辑表达式LABBCAC=++用摩根定理将与或化为与非表达式LABBCACABBCAC=++=、、4>由已知函数的与非-与非表达式画出逻辑图第三章习题MOS逻辑门电路根据表题所列的三种逻辑门电路的技术参数，试选择一种最合适工作在高噪声环境下的门电路。
数字逻辑电路__刘常澍主编____第二章习题答案
第2章 习题答案2-1 二极管、三极管用于数字电路中与用于模拟电路有什么不同？答：二极管和三极管在数字电路中主要用作开关，工作于大信号状态，即二极管工作在正向导通和反向截止两个状态，三极管工作在饱和于截止两个状态； 模拟电路中二极管一般工作在小信号状态或反向击穿状态，三极管一般工作在放大状态。
2-2 有两个二极管A 和B ，在相同条件下测得A 管的I F ＝10mA ，I R ＝2mA ；B 管的I F＝30mA ，I R ＝0.5μA ；比较而言，哪个性能更好？答：B 管更好，因为其反向漏电流较小而正向允许电流大。
2-3 三极管工作在截止、饱和、放大状态的外部条件各是什么？答：截止时，使发射结反偏即v BE ≤0；饱和时，使基极电流等于或大于基极饱和电流，即i B ≥I BS =V CC /βR C ；放大时，使发射结正偏，而i B <I BS =V CC /βR C 。
2-4 MOS 管工作在截止、恒流、可变电阻区的外部条件各是什么？ 答：对于常用的增强型NMOS 管，截止时，使栅源电压小于开启电压V T 即v GS >V GS(th)N ；工作于恒流区时，使v DS >v GS - V GS(th)N ；工作于可变电阻区时，使v DS <v GS - V GS(th)N2-5 二极管电路如图P2-5所示。
v I ＝5sin ωt （V ），假设二极管是理想二极管，试画出输出 v O 的波形。
若考虑二极管的导通压降V D ＝0.7V ，画出输出v O 的波形。
解：输出波形如图解P2-5所示。
(a)为输入波形， D 为理想二极管时输出波形为(b)， 考虑D 导通压降为0.7伏时输出波形为(c)。
2-6 二极管开关电路如图P2-6所示。
二极管导通电压为0.7V ，试分析输入端A 、B 分别为0V 和5V 时管子的工作状态，输出电压v O ＝？解：v A =5V ，v B =0V 时，D 2、D 1均导通 v O =–0.7V ； v A =5V ，v B =5V 时， D 2、D 1均导通 v O =4.3V ； v A =0V ，v B =5V 时，D 1 导通、D 2截止 v O =4.3V ； v A =5V, v B =0V 时, D 1截止、D 2导通 v O =4.3V 。
数字电子技术习题及答案
第一章 数字逻辑基础1-1. 将下列的二进制数转换成十进制数（1）、1011，（2）、10101，（3）、11111，（4）、1000011-2. 将下列的十进制数转换成二进制数（1）、8，（2）、27，（3）、31，（4）、1001-3. 完成下列的数制转换（1）、（255）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8421BCD（2）、（11010）2=（ ）16=（ ）10=（ ）8421BCD（3）、（3FF ）16=（ ）2=（ ）10=（ ）8421BCD（4）、（1000 0011 0111）8421BCD =（）10=（）2=（）161-4. 完成下列二进制的算术运算（1）、1011+111，（2）、1000-11，（3）、1101×101，（4）、1100÷100 1-5. 设：AB Y 1=，B A Y 1+=，B A Y 1⊕=。
已知A 、B 的波形如图题1-5所示。
试画出Y 1、Y 2、Y 3对应A 、B 的波形。
图题1-51-6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）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为。
A.(0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)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(47.3)8等值的数为：A. (100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)29. 常用的BCD码有。
第2章 逻辑门电路
20102010-9-14
2.1.1 非门
定义：输入与输出信号状态满足“ 定义：输入与输出信号状态满足“非”逻辑关系。 逻辑关系。 逻辑符号： 逻辑符号： 非门电路： 非门波形图： 非门电路： 非门波形图：
非门工作特点： 非门工作特点： ● 当输入端A 为高电平1（+5V）时，晶体管 当输入端A 为高电平1 +5V） 导通， 端输出0.2～0.3V的电压 的电压， 导通，L 端输出0.2～0.3V的电压，属于低电平 范围； 范围； ● 当输入端为低电平0（0V）时，晶体管截止，晶体管集电 当输入端为低电平0 0V） 晶体管截止， 发射极间呈高阻状态，输出端L的电压近似等于电源电压； 极—发射极间呈高阻状态，输出端L的电压近似等于电源电压； ● 任何能够实现 L = A “非”逻辑关系的电路均称为“非门”， 逻辑关系的电路均称为“非门” 也称为反相器。式中的符号“ 表示取反， 也称为反相器。式中的符号“-”表示取反，在其逻辑符号的输出 端用一个小圆圈来表示。 端用一个小圆圈来表示。
同或门电路： 同或门电路：
逻辑符号： 逻辑符号：
提
示
双输入端同或门波形图： 双输入端同或门波形图：
当输入端A 当输入端A、B 的电平 状态互为相反时，输出端L 状态互为相反时，输出端L 一定为低电平； 一定为低电平；而当输入端 A、B 的电平状态相同时， 的电平状态相同时， 一定为高电平。 输出端 L 一定为高电平。
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第二章（1） 第二章（
3
2.1.2 与门
定义：输入与输出信号状态满足“ 定义：输入与输出信号状态满足“与”逻辑关系。 逻辑关系。 与门电路： 逻辑符号： 与门波形图： 与门电路： 逻辑符号： 与门波形图：
《数字逻辑与电路》复习题及答案
《数字逻辑与电路》复习题及答案《数字逻辑与电路》复习题第⼀章数字逻辑基础（数制与编码）⼀、选择题1．以下代码中为⽆权码的为CD。
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AB 。
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 C 位⼆进制数来表⽰。
A. １B. ２C. ４D. 164．⼗进制数25⽤8421BCD码表⽰为 B 。
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CD 。
A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与⼗进制数（53.5）10等值的数或代码为ABCD 。
A. (0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)87．与⼋进制数(47.3)8等值的数为：A B。
A.(100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)28.常⽤的B C D码有C D。
A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码⼆、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（17）8⽐⼗进制数（17）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。
（√）7．⼗进制数（9）10⽐⼗六进制数（9）16⼩。
（×）8．当8421奇校验码在传送⼗进制数（8）10时，在校验位上出现了1时，表明在传送过程中出现了错误。
（√）三、填空题1.数字信号的特点是在时间上和幅值上都是断续变化的，其⾼电平和低电平常⽤1和0来表⽰。
白中英数字逻辑习题答案
S1 S0 F2 F 0 0 1 1 0 1 0 1
F1 A AB AB 0
S3 S2 0 0 1 1 0 1 0 1
F2 1 A+B A+B A
A B
F1 S3 S2 S1 S0 0 0 1 1 0 1 0 1 × × × × × × × × F=F1F2 F1 F1 F1 F1 S3 S2 S1 S0 × × × × × × × × 0 0 1 1 0 1 0 1 F=F1F2 A AB AB 0
= A+B+C + A+B+C + A+D + C+D
1-15 写出下面逻辑图的函数表达式，要求表出每一级门的输出。
A B C D C D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
AB
CD
CD+CD
AB(CD+CD)
CD
第一级门
第二级门
第三级门
1-20 输入信号A、B、C的波形如下所示。试画出F1、F2的波形图。
A B A B C
F1
F2
1-11 利用与非门实现下列函数，并画出逻辑图。
(1) F=ABC+AB C = AC = AC (2) F=(A+B)(C+D) = A B C D
1-12 利用或非门实现下列函数，并画出逻辑图。
(1) F=AB+AC
解：① F=AB+AC = AB AC = (A+B)(A+C) = (A+B)+(A+C)
B
当B=C=0时，F1= 0。
C F2
F2 = A B+B C+A C = AB+BC+AC 当A、B、C三个变量中有 两个及两个以上同时为“1” 时，F2 = 1 。
数字逻辑电路及系统设计习题答案
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。
数字电子技术课后习题答案
ABACBC
BC
A
00 01 11 10
00
1
0
1
11
0
1
0
Y ABC
❖ 3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有 呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、 二号、三号、四号4个指示灯。
❖ 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的 按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮 没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号 病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号 病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无 论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有 在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按 钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74148和门电路 设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个 指示灯状态的高、低电平信号。
HP RI/BIN
I0
0/ Z1 0 10 ≥1
I1
1/ Z1 1 11
I2
2/ Z1 2 12 18
YS
I3
3/ Z1 3 13
I4
4/ Z1 4 14
YEX
I5
5/ Z1 5 15
I6
6/ Z1 6 16
I7
7/ Z1 7 17
Y0
V18
Y1
ST
E N
Y2
(b)
74148
(a)引脚图;(b)逻辑符号
A
00 01 11 10
00
0
0
1
11
1
0
1
Y AB BC AC
由于存在AC 项，不存在相切的圈，故无冒险。
❖ 4.1在用或非门组成的基本RS触发器中，已知 输入SD 、RD的波形图如下，试画出输出Q, Q
第2章-逻辑门电路
高速，可代替74HC
高速，可代替74HCT
2.4.1．MOS反相器
2. MOS反相器
(1)电阻负载MOS电路：
如图2－37（a）所示，在这种反相器 中，输入器件是增强型MOS管，负载是线性 电阻。这种反相器在集成电路中很少采用。
(2)E/E MOS(Enhancement/Enhancement MOS) 反相器：
2.三态输出门电路(TSL门) 图227 三态门
三态输出门电路简称三态门,用 TSL(Three Sate Logic)表示，TSL电路的 主要特点是输出共有3种状态，即逻辑高电 平、逻辑低电平和高阻态。
图2-27所示为三态门电路及逻辑符号。 图中EN为三态使能端，A、B为输入逻辑变 量，Y为电路输出。
74F
速度比标准系列快近5倍, 功耗低于标准系列
2.2.1．TTL与非门的典型电路 及工作原理
1. 电路结构
电路由输入级、中间级和输出级三部 分组成。
2. 基本工作原理
（1）TTL工作在关态（截止态）
当输入信号A、B、C中少一个为低电 位（0.3V）时:
VO = VOH = VCC – VR2 – VBE3 – VD4 =5V－0.7V－0.7V =3.6V
实现了输出高电平，此时TTL工作在关 态，也称截止态。
（2）TTL工作在开态（饱和态）
输出电压Vo为
VO = VOL = VCES4 = 0.3V 实现了输出低电平，此时TTL工作在开 态，也称饱和态。
通过以上分析可知，当输入信号中至 少一个为低电位，即VI=ABC= VIL时，输出 高电平，即VO = VOH ；当输入信号全部为 高电位时，即VI=ABC= VIH时，输出低电平， 即VO = VOL。说明电路实现了与非门的逻辑 关系，即
数字电子技术_第2章_逻辑门
第2章逻辑门内容提要：本章系统地介绍数字电路的基本逻辑单元—门电路，及其对应的逻辑运算与图形描述符号，并针对实际应用介绍了三态逻辑门和集电极开路输出门，最后简要介绍TTL集成门和CMOS集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。
2.1 基本逻辑门导读:在这一节中，你将学习：⏹与、或、非三种基本逻辑运算⏹与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能⏹逻辑门真值表的列法⏹画各种逻辑门电路的输出波形在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三种。
每种逻辑运算代表一种函数关系，这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述，也可用文字来描述，还可用表格或图形的方式来描述。
最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关系、非逻辑关系。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。
例如：实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门；实现“与非”运算的电路称为与非门。
逻辑门电路是设计数字系统的最小单元。
2.1.1 与门“与”运算是一种二元运算，它定义了两个变量A和B的一种函数关系。
用语句来描述它，这就是：当且仅当变量A和B都为1时，函数F为1；或者可用另一种方式来描述数字电子技术2它，这就是：只要变量A 或B 中有一个为0，则函数F 为0。
“与”运算又称为逻辑乘运算，也叫逻辑积运算。
“与”运算的逻辑表达式为： F A B =⋅ 式中，乘号“．”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“．”经常被省略。
该式可读作：F 等于A 乘B ，也可读作：F 等于A 与B 。
逻辑与运算可用开关电路中两个开关相串联的例子来说明，如图2-1所示。
开关A 、B 所有可能的动作方式如表2-1a 所示，此表称为功能表。
如果用1表示开关闭合，0表示开关断开，灯亮时F =1，灯灭时F =0。
则上述功能表可表示为表2-1b 。
这种表格叫做真值表。
它将输入变量所有可能的取值组合与其对应的输出变量的值逐个列举出来。
它是描述逻辑功能的一种重要方法。
表2-1a 功能表由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：00001100111⋅=⋅=⋅=⋅= 表2-1b “与”运算真值表图2-1 与运算电路第二章 逻辑门 3简单地记为：有0出0，全1出1。
第1,2 数字逻辑基础,逻辑门电路习题答案
第1 章数字逻辑基础1.3 将下列十进制数转换成等值的二进制数、八进制数、十六进制数。
要求二进制数保留小数点后4位有效数字。
（1）（19）D ；（2）（37.656）D ；（3）（0.3569）D解：（19）D＝（10011）B＝（23）O＝（13）H（37.656）D＝（100101.1010）B＝（45.5176）O＝（25.A7E）H（0.3569）D＝（0.01011）B＝（0.266）O＝（0.5B）H1.4 将下列八进制数转换成等值的二进制数。
（1）（137）O ；（2）（36.452）O ；（3）（0.1436）O解：（137）O＝（1 011 111）B（36.452）O＝（11110. 10010101）B（0.1436）O＝（0.001 100 011 11）B1.5 将下列十六进制数转换成等值的二进制数。
（1）（1E7.2C）H ；（2）（36A.45D）H ；（3）（0.B4F6）H解：（1E7.2C）H＝（1 1110 0111.0010 11）B（36A.45D）H＝（11 0110 1010. 0100 0101 1101）B（0.B4F6）H＝（0.1011 0100 1111 011）B1.6 求下列BCD码代表的十进制数。
（1）（1000011000110101.10010111）8421BCD ；（2）（1011011011000101.10010111）余3 BCD ；（3）（1110110101000011.11011011）2421BCD；（4）（1010101110001011.10010011）5421BCD ；解：（1000 0110 0011 0101.1001 0111）8421BCD＝（8635.97）D（1011 0110 1100 0101.1001 0111）余3 BCD ＝（839.24）D（1110 1101 0100 0011.1101 1011）2421BCD＝（8743.75）D（1010 1011 1000 1011.1001 0011）5421BCD＝（7858.63）D1.7 试完成下列代码转换。
第二章 门电路习题
第二章门电路一、填空题1．在逻辑门电路中，最基本的逻辑门是、和。
2．与门电路和或门电路具有个输入端和个输出端。
3．非门电路是端输入、端输出的电路。
4．OC门是一种特殊的TTL与非门，它的特点是输出端可以并联输出，即。
5．三态门电路的输出有、和3种状态。
6．TTL与非门多余的输入端应接。
7．典型的TTL与非门电路使用的电路为电源电压为V，其输出高电平为V，输出低电平为V。
8．CMOS电路大特点：静态功耗，输入电阻，噪声容限。
9．集电极开路门（OC门）使用时，输出端与电源之间应外接。
10．在数字逻辑电路中，三极管工作在状态和状态。
二、判断题（）1、与门、或门和非门都具有多个输入端和一个输出端。
（）2、在与门电路后面加上非门，就构成了与非门电路。
（）3、CMOS门电路的输入端在使用中不允许悬空。
（）4、三态门输出为高阻时，其输出线上电压为高电平。
（）5、同或门一个输入端接高电平时，可作反相器使用。
（）6、2输入或非门一个输入端接低电平时，可构成非门。
（）7、多个集电极开路门（OC门）输出端并联且通过电阻接电源时，可实现线与。
（）8、或非门多余输入端接高电平时才能正常工作。
三、选择题1、下图为TTL逻辑门，其输出Y为（）。
A、0B、1C、A B+D、A B⋅2、做开关电路中，功耗最低的是（）。
A、二极管B、双极型三极管C、MOS管3、要使异或门成为反相器时，另一个输入端应接（）。
A、0B、1C、两个输入端相连4、集电极开路门（OC门）在使用时，输出端需通过电阻接（）。
A、地B、电源VCCC、输入端5、2输入或非门的一个输入端接低电平，另一个输入端接数字信号时，则输出数字信号与输入数字信号的关系为（）。
A、高电平B、低电平C、同相D、反相6、要使输出大数字信号和输入大反相，应选用（）。
A、与门B、或门C、非门D、传输门7、已知输入A、B和输出Y大电压波形如图所示，能实现此波形的门电路是（）。
A、与非门B、或非门C、异或门D、同或门8、已知输入A、B和输出Y大电压波形如图所示，能实现此波形的门电路是（）。
数字电子技术基础 第02章门电路习题解
& & &
2.8
试比较TTL电路和CMOS电路的优、缺点。
解 CMOS门电路具有电路结构简单、功耗低、集成度高、抗 干扰能力强；工作速度较慢 TTL门电路工作速度快；功耗高、集成度较低、抗干扰能 力较弱
2.9 试说明下列各种门电路中哪些的输出端可以并联使用。 (1)具有推拉式输出级的TTL门电路； (2)TTL电路的OC门； (3)TTL电路的三态输出门； (4)普通的CMOS门： (5)漏极开路的CMOS门； (6)CMOS电路的三态输出门。
解:TTL输入标准值 UIH=2V (1)以基本TTL与非门为例,当输入端悬空时,T1和射极电流 iE1=0,集电极正偏,T2,T5饱和导通,相当于输入高电平情况,即 等效逻辑1 (2)uI>2V=UIH,所以为逻辑1 (3)uI>3.6V>2V=UIH,所以为逻辑1
2.4 指出图2.43中各门电路的输出是什么状态(高电平、低电平或高阻 态)。假定它们都是T1000系列的TTL门电路。 U & Y
逻辑门电路习题开关特性ttl门oc门综合mos21在图242所示各电路中当输入电压u分别为0v5v悬空时试计算输出电压u010202051102v假设成立u50751084ma1007200535maibsc10032300162mabsct饱和导通10v假设成立uuiuo2k3020k51k20k51k07v5v10va121010202051102v假设成立u50751084ma1007200535maibsc10032300162mabsct饱和导通10v假设成立uuiuo2k18k47k20k51k07v5v10vb122为什么说ttl与非门输入端在以下三种接法时在逻辑上都属于输入为0
第2章 逻辑门电路
R2 T3
VCC R5 IR5 T4 IL
RL
VO (V )
3
2
1
0
5 10 15 20 IL (mA)
低电平输出电流
V CC
T2
RL
VO (V )
T5
IL
3
2
R3
1
0.2
5 10 15 20 IL (mA )
例2.5.1：门电路的输入特性曲线和输出特性曲线 分别由图2.5.4、图2.5.8、图2.5.9给出。对于 图2.5.10所示的电路，要求G1的输出高电平满 足VOH≥3.2V，输出低电平满足VOL≤0.2V。
C
VEE
VEE
（b）
F2 =A+B+B+C+D=A+B+BC D
F3 =B +C +D F4 = A+B+BC+BC= AB+BC+BC
F5=A+B+BC+BC=A+BC+BC
2.7 MOS管的开关特性 2.7.1 MOS管的开关特性
结构示意图，符号：N沟道MOS管
SG D
N+
N+
P
D G
S
漏极特性和转移特性
&
VIL
nm
m'
... ...
VIL
&
&
I IL
&
2.5.6 三态门
VCC
R1
R2
T3
R5
A
T4
T1
T2
F
B
EN
D
T5
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第2章逻辑门电路2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～F6的波形。
题图2.1解:2.2试判断题图2.2各电路中的三极管T处于什么工作状态? 并求出各电路的输出F1～F6。
题图2.2解: (a)I bs =3105010∗V=0.2mAi b =310507.06∗−V V =0.106mA i b < I bs T 1放大F 1=E C -i C R C =10V-50×0.106×10-3×103=10V-5.3V=4.7V(b)I bs =3103205∗∗V=0.083mA i b =310107.05∗−V V =0.43mA i b > I bs T 2饱和，F 2≈0(c)I bs =C C R E β=31023015∗∗V=0.25mA i b =310107.05∗−V V -310507.02∗+VV =0.106mAi b >I bs 所以T 3饱和 F 2≈0(d)因为V be4<0 所以T 4截止 F 2=12V(e)I bs =3104503.0)10(5∗∗−−−V V V =0.07mAi b =33104511027.0)10(5∗∗+∗−−−VV V =0.069mAi b ≈ I bs T 5临界饱和 F 5≈5V(f)因为V be6=0 所以T 6管截止 F 6=10V2.3 在题图2.3中，若输入为矩形脉冲信号，其高、低电平分别为5 V 和0.5 V ，求三极管T 和二极管D 在高、低电平下的工作状态及相应的输出电压F 。
题图2.3解: A=0.5V 时，V be <0 所以，T 截止，F=E D +0.7V=4.7VA=5V 时：mA kVI bs 5.01*2010==mA mA mA k V V k V V i b 08.107.115.2107.01027.05=−=+−−=bs b I i > T 饱和V F 0≈2.4 题图2.4(a)和2.4(b)为硅二极管门电路，2.4(c)为输入端A 、B 、C 的波形，试写出输出函数F 1、F 2，并对应A 、B 、C 的波形画出F 1、F 2波形，标明F 1、F 2波形幅度。
题图2.4解:2.5 三极管电路如题图2.5所示，（1）试说明图中R 2及10 V 电压的作用。
（2）T 在电路中的工作状态如何？（3）求输出电压F 。
题图2.5解: (1) R 2及-10V 减少了饱和深度(2) A=0V 时，V be <0V T 截止 F=10VA=6V 时， mA k VV k V V i b 23.4107.01017.06=+−−=mA kV I bs 33.01*3010==bs b I i > T 饱和 V F 0≈所以T 是开关状态，电路为倒相器。
(3) 输出电压波形：2.6 求题图2.6所示电路的输出逻辑函数F 1、F 2。
题图2.6解:2.7 题图2.7中的电路均为TTL 门电路，试写出各电路输出Y 1～Y 8状态。
题图2.7解: Y1=0, Y2=1, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0.2.8 题图2.8中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。
题图2.8解: Y1=1, Y2=0, Y3=0.2.9 6个门电路及A、B波形如题图2.9所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出F1～F6的波形。
题图2.9解：2.10 电路及输入波形分别如题图2.10(a)和2.10(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波形。
题图2.10解2.11 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？解: N≤8 N由灌电流负载个数决定.2.12题图2.12表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。
试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n的对应波形）。
题图2.12解：用下表表示数据传输情况2.13 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.13所示，试分别连接成：（1）反相器；（2）三输入与非门；（3）三输入或非门。
题图2.13解： (1) 反向器(2)与非门(3)或非门2.14 按下列函数画出NMOS 电路图。
123()()(F AB CD E H G F A B CD AB CD F A B=+++=+++=⊕)解：(1)(2)(3)2.15 将两个OC 门如题图2.15连接，试将各种组合下的输出电压u o 填入题表2.15中，并写出输出逻辑表达式。
题图2.15 题表2.15解:2.16 写出题图2.16的电路表达式，并对表达式进行简化。
题图2.16解: C AB C ABC AB Y +=++=2.17 按下列函数画出CMOS 电路图。
CD AB F +=1 B A F ⊕=2解：(1)CD AB F ⋅=+=1(2) B A B A B A AB AB B A F +=+==⊕=22.18 TTL 与非门输入端悬空相当于什么电平？输入端阈值电压V T 等于多少？输出端F = 0时，能带动几个同类型TTL 与非门？负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高还是越低？ 解：TTL 与非门输入端悬空相当于高电平；输入端阈值电压V T =1.4V ；输出端F = 0时，能带动8个同类型TTL 与非门； 负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高2.19 题图2.19中，G 1为TTL 三态门，G 2为TTL 非门，K 为开关，电压表内阻为200 k 。
求下列情况下，电压表读数F Ω1和G 2输出电压F 2分别为多少？ （1）A = 0.3 V ，B = 0.3 V ，C = 0.3 V ，K 接通。
（2）A = 0.3 V ，B = 3.6 V ，C = 0.3 V ，K 断开。
（3）A = 3.6 V ，B = 0.3 V ，C = 3.6 V ，K 接通。
（4）A = B = 0 V ，C = 3.6 V ，K 断开。
（5）A = B = 3.63 V ，C = 0.3 V ，K 接通。
题图2.19解: (1) F 1=3.6V , F 2=0V (2) F 1=3.6V , F 2=0V (3) F 1=3.6V , F 2=0V (4) F 1无读数, F 2=0V (5) F 1=0V , F 2=3.6V2.20 电路如题图2.20所示，列表讨论该电路的输出函数F 。
题图2.20解: 输出F 与输入AB 的取值有关，AB 可有四组取值下面分别讨论。
2.21 电路如题图2.21(a)所示，试对应2.21(b)的输入波形画出F 1、F 2的对应波形。
题图2.21解: EN=0时，F 1=B A +，F 2=B A B A +=⋅EN=1时，F 1=1，F 2= 据此刻在图2.21(b)上画出F 1.F 2波形如下：2.22 写出题图2.22中NMOS 电路的逻辑表达式。
题图2.22解: (a)ABC C B A Y =++=1(b)Y ==2 (c)B A B A Y ⊕=⊕=32.23 写出题图2.23(a)~(c)中各TTL 电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3，并对应题图2.23(d)所示的输入A 、B 、C 波形画出F 1、F 2、、F 3波形。
题图2.23解: (a)C A AC F F C C A C A F C C +==⎪⎭⎪⎬⎫=⊕====⊕===111101,1,0,0,1(b) C B A F A F C C AB F C C +=⎪⎭⎪⎬⎫======222,1,0,0,1(c)11,1,01,0,1333=⎪⎭⎪⎬⎫======F F C C F C C2.24 题图2.24中，G 1、G 2 为“线与”的两个TTL OC 门，G 3、G 4、G 5为三个TTL 与非门，若G 1、G 2皆输出低电平时，允许灌入的电流I OL 为15 mA ；G 1、G 2门皆输出高电平时允许的I OH 小于200 µA 。
G 3、G 4和G 5它们的低电平输入电流为I IL =1.1 mA ，高电平输入电流I IH =5 µA 。
E c （V CC ）= 5 V ，要求OC 门输出的高电平V OH ≥3.2V , 低电平V OL ≤0.4V ，求负载电阻R L 应选多大。
题图2.24解：()()max min 3/5.0 3.23.27 k (20.230.05)10L CC OH OH IH R V V nI mI −=−+−==×+××Ω ()()min max /5.00.40.39 k (153 1.1)10L CC OL OL IL R V V I mI −=−−−==−××Ω所以，选定的R L 值应在3.27 k Ω与0.39 k Ω之间，可以取R L = 1～2 k Ω。
2.25 写出题图2.25(a)~(c)各TTL 门电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3。
题图2.25解: (a) '1A A F +=(b) '3'2'13211A A A A A A F +=(c) ()()B A A B A F ⊕=+=++=⋅=32.26 写出题图2.26中CMOS 电路的输出逻辑表达式F 1和F 2。
题图2.26解:2.27 画出实现下列逻辑函数的CMOS电路。
F1(A、B、C) = AB + CF2(A、B、C) = AB + CD 解: 1.2.2.28 简述CMOS电路驱动TTL电路和TTL电路驱动CMOS电路的技术要求。
解: 1.通过表2-17可以看出，CMOSCC4000系列电路可以直接驱动TTLCT4000系列电路，这是因为CMOS V OH=4.95V，大于CT4000V IH（2V），V OL=0.05V小于V IL（0.8V）；CMOS I OH=0.5mA大于I IH（20uA），符合匹配原则，故可以直接驱动。
因为I OL<I IL,故CMOS电路不能直接驱动YYL1000系列。
为了完成CMOS和CT1000系列之间的连接，可通过电平变换电路实现或在CMOS输出端加接电流放大器，常用的CMOS-TTL电平变换电路有CC4049，CC4050等。