【数字电子技术基础】课后习习题集与参考答案解析

1、第第 1 章章 习题习题与参考答案与参考答案【题 1-1】 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。（1）25；（2）43；（3）56；（4）78解：（1）25=（11001）2=（31）8=（19）16 （2）43=（101011）2=（53）8=（2B）16 （3）56=（111000）2=（70）8=（38）16 （4）（1001110）2、 （116）8、 （4E）16【题 1-2】 将下列二进制数转换为十进制数。（1）；（2）；（3）；（4）解：（1）=177 （2）=170 （3）=241 （4）=136【题 1-3】 将下列十六进制数转换为十进制数。（1）FF；（2）

2、3FF；（3）AB；（4）13FF解：（1）（FF）16=255 （2）（3FF）16=1023 （3）（AB）16=171 （4）（13FF）16=5119【题 1-4】 将下列十六进制数转换为二进制数。（1）11；（2）9C；（3）B1；（4）AF解：（1）（11）16=（00010001）2 （2）（9C）16=（）2 （3）（B1）16=（1011 0001）2 （4）（AF）16=（）2【题 1-5】 将下列二进制数转换为十进制数。（1）；（2）；（3）；（4）解：（1）（）2= （2）（）2= （3）（）2=【题 1-6】 将下列十进制数转换为二进制数。（1）；（2）；（3）；（4

3、）解：（1）=（）2 （2）=（）2 （3）=（）2 （4）=（）2【题 1-7】 写出下列二进制数的反码与补码（最高位为符号位）。（1）01101100；（2）；（3）；（4）解：（1）01101100 是正数，所以其反码、补码与原码相同，为 01101100（2）反码为，补码为（3）反码为，补码为（4）反码为，补码为【题 1-8】 将下列自然二进制码转换成格雷码。000；001；010；011；100；101；110；111解：格雷码：000、001、011、010、110、111、101、100【题 1-9】 将下列十进制数转换成 BCD 码。125；（2）34；（3）78；（4）152

4、 解：（1）25=（0010 0101）BCD（2）34=（0011 0100）BCD（3）78=（0111 1000）BCD（4）152=（0001 0101 0010）BCD【题 1-10】 试写出 3 位和 4 位二进制数的格雷码。解：4 位数格雷码；0000、0001、0011、0010、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1010、1011、1001、1000、第第 2 章章习题习题与参考答案与参考答案【题 2-1】 试画出图题 2-1（a）所示电路在输入图题 2-1（b）波形时的输出端 B、C 的波形。图题 2-1解：A.BC【题 2-2】 试画出

5、图题 2-2（a）所示电路在输入图题 2-2（b）波形时的输出端 X、Y 的波形。图题 2-2解：.AB.XY.【题 2-3】 试画出图题 2-3（a）所示电路在输入图题 2-3（b）波形时的输出端 X、Y 的波形。图题 2-3解： .AB.YX.【题 2-4】 试画出图题 2-4（a）所示电路在输入图题 2-4（b）波形时的输出端 X、Y 的波形。图题 2-4解：.AB.YX.【题 2-5】 试设计一逻辑电路，其信号 A 可以控制信号 B，使输出 Y 根据需要为 Y=B 或Y=。B解：可采用异或门实现，逻辑电路如下：BABAY=1ABY.【题 2-6】 某温度与压力检测装置在压力信号 A 或

6、温度信号 B 中有一个出现高电平时，输出低电平的报警信号，试用门电路实现该检测装置。 解：压力信号、温度信号与报警信号之间的关系为：，有如下逻辑图。BAY1AB.Y.【题 2-7】 某印刷裁纸机，只有操作工人的左右手同时按下开关 A 与 B 时，才能进行裁纸操作，试用逻辑门实现该控制。解：开关 A、B 与裁纸操作之间的关系为，逻辑图如下：BAY&AB.Y.【题 2-8】 某生产设备上有水压信号 A 与重量信号 B，当两信号同时为低电平时，检测电路输出高电平信号报警，试用逻辑门实现该报警装置。解：水压信号 A、重量信号 B 与报警信号之间的关系为，逻辑图如下：BAY1AB.Y.【题 2-

7、9】 如果如下乘积项的值为 1，试写出该乘积项中每个逻辑变量的取值。（1）AB；（2）；（3）；（4）ABCABCABC 解：（1）A=1，B=1 （2）A=1、B=1、C=0 （3）A=0，B=1，C=0 （4）A=1，B=0 或 C=1【题 2-10】 如果如下和项的值为 0，试写出该和项中每个逻辑变量的取值。（1）；（2）；（3）；（4）ABABCABCABC解：（1）A=0，B=0 （2）A=0，B=1 或 C=1 （3）A=1，B=0，C=1 （4）A=0，B=1 或 C=0【题 2-11】 对于如下逻辑函数式中变量的所有取值，写出对应 Y 的值。（1）；（2）YABCAB()()Y

8、ABAB 解：（1）YABCAB）（BCAABCY00000010010001101001101111001111（2）()()YABABA 当 A 取 1 时，输出 Y 为 1，其他情况 Y=0。【题 2-12】 试证明如下逻辑函数等式。（1）；（2）；ABABCABAB CCACABAC（3）()()A BCBCACA BCAC解：（1）左边右边BACBACBABA）（ 1 （2）左边=右边ACABACCCAB）（ （3）左边=右边）（）（ACBCAACBCBCA【题 2-13】 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。（1）；（2）；（3）；（4）1YAB2YAB3YAB CD（4YABCCD

9、BC（解：（1） （2）BABAY1BABAY2 （3）DCBADCBADCBAY）（）（3 （4）BCBABCCBABCDCBACBABCDCCBABCCDCBAY）（）（4【题 2-14】 试用代数法化简如下逻辑函数式。（1）；（2）；（3）1()YA AB2YBCBC3()YA AAB解：（1）=A1()YA AB（2）=C2YBCBC（3）=A3()YA AAB【题 2-15】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。（1）；（2）；1 YABABCABCDABC DE2YABABCA（3）3YABAB CAB（解：（1）1 YABABCABCDABC DEBA（2）=2YABAB

10、CACA（3）=3YABAB CAB（CAB 【题 2-16】 试用代数法将如下逻辑函数式化简成最简与或式。（1）；（2）； 1()YABCABCABCD2YABCDABCDABCD（3）3()YABC ABC BCAC解：（1）= 1()YABCABCABCDBA（2）=2YABCDABCDABCDCDAB （3）=ABC3()YABC ABC BCAC【题 2-17】 将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。（1）；（2）；（3）；1()()YAB CB2()YABC C3YABCD ABCD()（4） 4()YAB BCBD解：（1）=1()()YAB CB），（7651m（2）=2()Y

11、ABC C），（ 75m（3）=3YABCD ABCD()），（151413121173m（4） 4()YAB BCBD），（1513m【题 2-18】 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。（1）；（2）；1YABCABCB2YAABCAB（3）；（4）3YACABAB4 YAB CACC解：（1）1YABCABCBBCA0100011110.111.111.BAY1 （2）；2YAABCABBCA0100011110111.1.AY 2（3）3YACABABBCA0100011110111.1.AY 3（4）4 YAB CACCBCA0100011110.111.111.CAY4【题 2-19】

12、试用卡诺图化简如下逻辑函数式。解：（1）；( , ,)(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)F A B C DmABCD0001111000011110.111111111.1.CBDBABY1（2）；( , ,)(2,4,5,6,7,11,12,14,15)F A B C Dm.ABCD0001111000011110.11111111.1.ACDDCADBBAY2（3）( , ,)(0,2,4,6,7,8,12,14,15)F A B C DmABCD0001111000011110.11111111.1.BCDADCY3【题 2-20】 试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函

13、数式。解：（1）；( , ,)(3,5,8,9,10,12)(0,1,2,13)F A B C DmdABCD0001111000011110.XXX11111.1X.DCCADBBAY1（2）；( , ,)(4,5,6,13,14,15)(8,9,10,12)F A B C DmdABCD0001111000011110.111X11X1X.X.ABDBCBY2（3）( , ,)(0,2,9,11,13)(4,8,10,15)F A B C DmdABCD0001111000011110.1111XXX1.X.DBADY3【题 2-21】 将如下逻辑函数式画成真值表。解：（1）；1YABBC

14、ABCY100000010010001111000101011011111（2）；2()YAB CABCY00000010010001111000101111001111（3）3()()YAB BCABCY00000010010001111001101111001111【题 2-22】 将如下逻辑函数式画成真值表。解：（1）；1FABCABCABCABCY00000010010101101000101111001111（2） 2FABCDABCDABCDABC DABCDY0000100010001000011001000010110110101110100001001110100101101

15、1000110101110011110【题 2-23】 写出图题 2-23 所示逻辑电路的逻辑函数式。图题 2-23解：（1）BABAY （2）CBCACBAY）（【题 2-24】 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。（1）； ABAB&111ABY1.（2）； ABABABC.11&1ABCY2.（3）；()AB CD11&1&ABCDY3.（4）()AB CD BC11&1ABCD1Y4.【题 2-25】 写出表题 2-25 的与或逻辑函数式。ABCCBACBACBAY【题 2-26】 用与非门实现如下逻辑函数。（1）=FABCABC.ABC.F.&am

16、p;（2）=FABCDABCDCDAB&ABCD.F.（3）=()()FAB CDBDADBCACBDADBCACBDADBCAC &ABCD.F.表题 2-25 A B CY0 0 000 0 110 1 000 1 101 0 011 0 111 1 001 1 11【题 2-27】 用或非门实现题 2-26 中的逻辑函数。（1）=FABCCBAABC1111ABCF.（2）=FABCDDCBACDAB111ABC.1D.11F.（3）=()()FAB CDBDADBCACBDADBCACBDADBCAC ）（）（）（）（）（）（）（DBDACBCADBDACBCA111A

17、BC.1D.1F.1111.第第 3 章章习题习题与参考答案与参考答案【题 3-1】 试画出 74HC 与 74LS 系列逻辑门电路的输出逻辑电平与输入逻辑电平示意图。解：74HC 系列（5V）： 74LS 系列：0.5V1.5V3.5V2.5 V4.44 V0VVOLVILVIHVtVOHGND5VVCC5V CMOS. 0.5VVOL0.8VVIL2.0VVIH1.1 VVt2.7VVOH0VGND5VVCC5V LS.【题 3-2】 某逻辑门的输入低电平信号范围为312 V，输入高电平范围为312 V。若该逻辑门的输入电压值为5 V、8 V、+5 V、+8 V，对于正逻辑约定，这些电压值

18、各代表什么逻辑值若是采用负逻辑约定，这些电压值各代表什么逻辑值解：5V、8V 代表逻辑 0；+5V、+8V 代表逻辑 1若是复逻辑：5V、8V 代表逻辑 1；+5V、+8V 代表逻辑 0【题 3-3】 CMOS 非门电路采用什么类型的 MOS 管解：采用一个 PMOS 管和一个 NMOS 管。【题 3-4】 试确定图题 3-4 所示的 MOS 管中，哪些是导通的哪些是截止的图题 3-4解：（a）通；（b）通；（c）通；（d）通【题 3-5】 试分析图题 3-5 所示 MOS 电路的逻辑功能，写出 Y 端的逻辑函数式，并画出逻辑图。图题 3-5解：ABCDY0000100010001000011

19、0010010101001100011101000110010101001011011000110101110011110DCBDCAY ABCDY00001000110010100111010010101101101011101000110011101011011011001110111110111110DCBAY【题 3-6】 请查阅 74HC04 手册，确定该器件在 V 电源时的高电平与低电平噪声容限。解：查手册 74HC04，VCC=时：VIHmin=，VILmax=20A 负载电流时：VOHmin=，VOLmax=VNL= VILmaxVOLmax=VNH= VOHminVIHmin

20、=4mA 负载电流时：VOHmin=，VOLmax=VNL= VILmaxVOLmax=VNH= VOHminVIHmin=【题 3-7】 某门电路的输出电流值为负数，请确定该电流是拉电流还是灌电流。解：流出芯片的电流为负数，因此为拉电流。【题 3-8】 请查阅 74HC04 手册，确定该器件在拉电流 4 mA 负载时，可否保持 VOHmin 4V（VCC=）。解：可以保持 VOH4V，因为 VOHmin=【题 3-9】 请查阅 74HC04 手册，确定该器件在灌电流 4 mA 负载时，可否保持 VOLmax （VCC=）。解：可以保持 VOLBA=BA1/2n ，有 2n100 可知 n 应

21、该大于等于 7，因此 D/A 转换器的位数至少 7 位。【题 11-10】 解释什么是 D/A 转换器的偏移误差偏移误差可消除吗 解：偏移误差是 D/A 转换器输入数字为 0 时，输出电压不为 0，输出电压的大小就是偏移误差，偏移误差可以用在输出电压上叠加电压的方法消除。【题 11-11】 如果 D/A 转换器的参考电源发生了变化，将引起哪种误差解：引起增益误差。【题 11-12】 如果 D/A 转换器 0832 的输入数字为 AF（16），参考电压为 5V，其输出电流 IOUT1是多少 解：mAkVAFkVIREFOUT2278. 025617515525615161）（【题 11-13】

22、在学过的几种 A/D 转换器中，哪种转换速度快哪种转换位数多解：并联 A/D 转换速度最快， 位数最多。【题 11-14】 逐次比较式 A/D 转换器的转换时间与转换位数之间有什么关系解：转换时间取决于转换转换位数，若位数为 n，转换时钟周期为 TC，则最小转换时间是 nTC。【题 11-15】 某 10 位 A/D 转换器的参考电压为，该转换器能区分的输入模拟信号最小变化量为多少分辨率是多少 解：最小变化量是 4mV，分辨率是 1/1024=%【题 11-16】 A/D 转换器的采样频率与输入信号频率之间应该满足什么关系 解：按照采样定理，采样频率至少是输入信号最高有效频率的 2 倍。【题

23、11-17】 采样/保持电路的作用是什么 解：采样保持电路可以在 A/D 转换期间保持输入 A/D 转换器的电压稳定，减小转换误差。【题 11-18】 如何采用一个 A/D 转换器实现多路模拟量转换解：可以采用多路转换器，就是采用模拟开关选择 A/D 转换器的输入信号。【题 11-19】 A/D 转换器 0809 的输入电压与输出数字之间，具有什么关系 解：INREFREFREF256VVNVV（【题 11-20】 试用 D/A 转换器 0832 与计数器 74LS161 组成 10 个台阶的阶梯电压发生器，要求画出完整原理图。（从 0V 不断升高，每次升高一个台阶，在最高电压处返回 0V 后

24、，再重复升高过程的电压波形就是阶梯电压）解：根据题意有原理图如下。CS1WR12GND3D34D25D16D07VREF8Rfb9GND10IOUT111IOUT212D713D614D515D416XFER17WR218ILE19VCC20DAC08321-2+348LM258+5V+5V1kTL431+2.5V+5VU1U2U3.10k10k+12V.R1R2R3-12VVoutCLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314B413C512D611ABCDQQQQ74161&+5VCLK.*【题 11-21】 试用 A/D 转换器 0804 组成一个 8 位 A/D

25、 转换电路，输入模拟电压范围为05V，采用 2 个十六进制显示的共阳数码管显示转换结果，用 CPLD 器件 MAX7128S 实现、并用 Verilog HDL 描述十六进制-7 段译码器。要求画出完整电路图与十六进制-7 段译码器的Verilog HDL 描述。第第 12 章章 习题习题与参考答案与参考答案【题 12-1】 某数字电路输入端低电平有效，试设计一个按键电路给该数字电路输入端提供信号。解：KEY+5V510VO.【题 12-2】 试设计一个输出低电平有效消除抖动的按键电路。解：+5VKEYR1R2C11k2033FVO74LS14.【题 12-3】 试设计一个开关量光耦隔离电路，

26、当某开关闭合时，向数字电路输出高电平有效的信号（数字电路侧电源为+5V，开关量侧电源为+12V）。2.4k0.1uF+5V10k12V.COMLEDR1C1SW.VOBAT.【题 12-4】 现有 74LS160 需要外接发光二极管显示其输出端的电平，要求输出高电平使发光二极管亮，试设计该电路（电源为+5V）。解：+5V510CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A314B413C512D611QQQQABCD741601510151015101.74LS04.【题 12-5】 试设计一个采用 74HC595 的 8 位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不需要很亮，可以采用 7

27、4HC595 直接驱动（电源为+5V）。解：采用 74HC595 扫描驱动。电路图如下：.G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19U74HC595G13RCK12SER14SRCLR10SRCK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19U74HC595DATARCKSRCKHQwa11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM2a11b7c4d2e1f10g5h3112293846SM1n1n2n3n4n5n6n7n8.bcdefghan5n6n7n8n1n2n3n4.510 x 8.+5V.1

28、2【题 12-6】 某继电器工作电压 12V，工作电流 50mA，若采用 74LS00 门电路输出的有效高电平控制，试设计该继电器驱动电路。解：5.1k+12V.123RLYD11N4148Q19013&74LS00/4.基极限流电阻 RB=（）/=，选 。这里取 VOH=，VBE=验证：IB=（）/ k=，IC=IB=180=59mA由于集电极电流 IC 大于继电器工作电流，所以可以使三极管饱和。【题 12-7】 某继电器工作电压 6V，工作电流 50mA，若采用 74HC04 门电路输出的有效高电平控制，试设计光耦隔离电路驱动该继电器（电源为+6V）。解：.+6V.74HC04/6

29、1N40013.3k33k90131234TLP521-1R1U1R2R3RY1D1Q1.330.1TLP521 二极管的电流为 IF=（VOH-1V）/330=（4V-1V）/3301mA，由于 TLP521 的电流传输比 CTR=16，若取最小值 1，则流过光耦三极管的电流为 1mA，该电流流入 9013 的基极（忽略电阻 R3），使流入 9013 集电极的临界饱和电流为 180mA（=180），远大于继电器的工作电流 50mA，因此 9013 可以可靠饱和。【题 12-8】 非门 74LS04 输出低电平有效，现需要驱动电压为 12V、线圈阻值为 300的继电器，试设计该继电器的驱动电路。解：继电器工作电流为 12V/300=40mA.+12V.74LS04/61N40013.3k33k90131234TLP521-1+5VR1U1R2R3RY1D1Q1.360.1由图，TLP521 二极管的电流为 IF=（）/91=3601mA，由于 TLP521 的电流传输比CTR=16，若取最小值 1，则流过光耦三极管的电流为 1mA，该电流流入 9013 的基极（忽略电阻 R3），使流入 9013