数字电子技术基础课后答案夏路易

《数字电子技术基础教程》

习题与参考答案

(2010.1)

第1章习题与参考答案

【题1-1】将下列卜进制数转换为二进制数、八进制数、卜六进制数。

(1)25；(2)43；(3)56；(4)78

解(1)25=(11001)2=(31)8=(19)

(2)43=(101011)2=(53)8=(2B),6

(3)56=(111000)2=(70)8=(38)16

(4)(1001110)2、(H6)8、(4E)16

【题1-2】将下列二进制数转换为十进制数。

(1)10110001；(2)10101010；(3)11110001；(4)10001000

解(1)10110001=177

(2)10101010=170

(3)11110001=241

(4)10001000=136

【题1-3】将下列十六进制数转换为十进制数。

(1)FF；(2)3FF；(3)AB；(4)13FF

解(1)(FF)怆=255

(2)(3FF)16=1023

(3)(AB),6=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)(90|6=(10011100)2

(3)(B1)16=(10110001)2

(4)(AF)16=(10101111)2

【题1-5】将下列二进制数转换为十进制数。

(1)1110.01；(2)1010.11；(3)1100.101；(4)1001.0101

解(1)(1110.01)2=14.25

(2)(1010.11)2=10.75

(3)(1001.0101)2=9.3125

【题1-6】将下列十进制数转换为二进制数。

(1)20.7；(2)10.2；(3)5.8；(4)101.71

解(1)20.7=(10100.1011)2

(2)10.2=(1010.0011)2

(3)5.8=(101.1100)2

(4)101.71=(1100101.1011)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)11001100；(3)11101110；(4)11110001

解(1)01101100是正数，所以其反码、补码与原码相同，为01101100

(2)11001100反码为10110011,补码为10H0100

(3)11101110反码为10010001,补码为10010010

(4)11110001反码为10001110,补码为10001111

【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、11k101、100

【题1-9】将下列十进制数转换成BCD码。

(1)25；(2)34；(3)78；(4)152

解：(1)25=(00100101)BCD

(2)34=(00110100)BCD

(3)78=(01111000)BCD

(4)152=(000101010010)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、000k001k0010、0110、011k0101、0100、1100、110k111k1010、101k

1001,1000、

第2章习题与参考答案

【题2-1】试画出图题27(a)所示电路在输入图题27(b)波形时的输出端3、C的波

形。

"t_rTLrL_rc'口门।LTL

---------B

(a)--------------------------------(b)

图题2T

解：

ar-in।i_n_

B,CIIUIILI-

【题2-2】试画出图题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。

/_n_n_f

好6,BJn

(a)(b)

解:

【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、丫的波

形。

i_n_nnn_

:廿n_

(a)(b)

图题2-3

解:

'口口nn

LJinii

LJ_u__I__IL

"iniin

【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。

4廿二

(a)(b)

图题2-4

解：

「口rm

i_n_rrji__n_jn_

^_rmn_n_rmi_

r'utruurijinj-

【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，Y=AB+AB,逻辑电路如下：

【题2-6】某温度与压力检测装置在压力信号A或温度信号8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：Y=AVB,有如下逻辑图。

【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Y=4+8,逻辑图如下：

廿

【题2-8】某生产设备I：有水压信号4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丫=入海，逻辑图如下:

【题2-9】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。

⑴48；(2)ABC；(3)ABC；(4)ABC

解：⑴A=l,B=1

(2)A=l、B=l、C=0

(3)A=0,B=l,C=0

(4)A=l,B=0或C=1

【题270］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)A+B-.(2)A+B+C；(3)A+B+C；(4)A+B+C

解(1)A=0,B=0

(2)A=0,B=1或C=1

(3)A=l,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)Y=ABC+AB;(2)Y=(A+B)(A+瓦

解：(1)Y=ABC+AB=A(C+B)

ABcY

0000

0010

0100

0110

1001

1011

1100

1111

(2)V=(A+B)(4+B)=A

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)AB+ABC=AB^(2)ABCS+C+AC=AB+AC;

(3)A(IiC+BC)+AC=A(BC)+AC

解(1)左边=4石+4后。=4反1+0=45=右边

(2)左边=4B(C+3+AC=A8+AC=右边

(3)左边=A(BC+BC)+AC=A(BC)+4C=右边

【题273】对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。

(I)匕=A+B；(2)Y2=AB；(3)4=A反①+方；(4)Y4=(A+BC+CD+BC

解(1)K,=A+B=~AB(2)Y2=AB=A+B

(3)%=A反C+而=A元+(C+万)=^+8+3。

(4)

Y4=CA+BC+CD)+'BC=(,ABC(C+D)+BC=ABC+ABCD+BC=ABC+BC=AB+BC

【题2-14】试用代数法化简如下逻辑函数式。

(1)X=A(4+B)；(2)3=BC+万C;(3)为=A(4+7B)

解：

(1)乂=A(A+B)=A

(2)Y2=BC+BC=C

(3)劣=A(4+M)=A

【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)Yt=AB+ABC+ABCD+ABCDE；(2)Y2=AB+ABC+A；

(3)Y3=AB+(A+BC+AB

解：

(1)Yt=~AB+~ABC+~ABCD+~ABC~DE=AB

(2)Y2=AB+~ABC+A=A+C

(3)Y3=AB+(A+BC+AB=AB+C

【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)Yt=ABC+(A+B+C)+ABCD；(2)Y2=ABCD+ABCD+~ABCD;

(3)4=ABC(AB+C(BC+AC))

解(1)y,=A~BC+(A+B+C)+ABCD=AB

(2)Y1=ABCD+ABCD+~ABCD=AB+CD

(3)Yj=ABC(AB+C(BC+AC))=ABC

【题2-17】将如下逻辑函数式转换成最小项之和形式。

(1)匕=(A+5)(C+8)；(2)Y2=(A+BC)C;(3)Y3=AB+CDfAB+CD^

(4)Y4=AB(BC+BD)

解(1)X=(A+历(C+8)=Z"i(1,5,6,7)

(2)Y2=(A+BC)C=(5,7)

(3)Y3=AB+CD(AB+CD)=^m(3,7,11,12,13,14,15)

(4)Y4=AB(BC+BD)Z机(13,15)

【题2-18】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。

(1)=ABC+ABC+B;(2)Y2=A+ABC+AB；

(3)Y3=AC+AB+AB；(4)Y4=ABC+AC+C

解：

(1)y,=ABC+ABC+B

(3)Y3=AC+AB+AB

(4)Y4=ABC+AC+C

【题2-19】试用卡诺图化简如下逻辑函数式。

解：

(1)F(A,8,C,0)=Z，"(0,1,2,8,9,10,12』3』4』5)；

(2)F(A5,C,D)=^/n(2,4,5,6,7,ll,12,14,15)；

y2=AB+BD+ACD+ACD

(3)F(A,8,C,。)=工机(0,2,4,6,7,8,12,14,15)

【题2-20】试用卡诺图化简如下具有任意项的逻辑函数式。

解：

(1)F(4,B,C,£>)=ZM3,5,8,9,10,12)+Zd(0,l,2,13)；

=AB+BD+AC+CD

(2)F(A,B,C,D)=^TH(4,5,6,13,14,15)+^J(8,9,10,12)；

Y2=BC+BD^AB

(3)F(A,3,C,O)=Zm(0,2,9,U,13)+Zd(4,8』0』5)

Yy=AD+BD

【题2-21］将如下逻辑函数式画成真值表。

解：

(1)Yi=AB+BC；

ABcYl

0000

0010

0100

0111

1000

I010

1101

1111

解：

(1)F,=ABC+ABC+ABC;

ABcY

0000

0010

0101

0110

1000

1011

1100

1111

(2)F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

ABcDY

00001

00010

00100

00110

01000

01011

01101

01110

10000

10011

10100

10110

11000

11010

11100

I1110

【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)Y=AB=A+B

(2)Y=CA+B)C=AC+BC

【题2-24］画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。

(1)AB+ABi

(2)AB+AB+ABC;

(3)AB(C+D);

A

Y3

B

C

D

(4)4+B(C+O(8+C))

【题2-25］写出表题2-25的与或逻辑函数式。

Y=1\BC+ABC+ABC+ABC表题2~25

ABCY

0000

0011

0100

0110

1001

1011

1100

1111

【题2-26】用与非门实现如下逻辑函数。

(1)F=ABC=ABC

A

BF

.C

(2)F=AB+CD=AB+CD=ABCD

(3)F=(A+B)(C^-D)=AC+BC+AD+BD=AC+BC+AD+BD=ACBCADBD

A

B

C

D

【题2-27】用或非门实现题2-26中的逻辑函数。

(1)F=ABC=ABC=A+B+C

A

B

C

(2)F=AB+CD=AB^CD=A+B^-C+D

(3)F=(A+B)(C+D)=AC+BC+AD^-BD=AC+BC+AD^-BD=ACBCADBD

=(A+C)(B+C)(4+0)(8+O)=(4+C)+(8+C)+(A+O)+(6+。)

第3章习题与参考答案

【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:

Vcc

VOH

VlH

Vt

2.7V

2.OVVin

VIL

1.1VVt

0.8VVIL

VOL

0.5VVOL

GND

OVGNC

5VCMOS

5VLS

【题3-2】某逻辑门的输入低电平信号范围为-3〜-12V,输入高电平范围为3〜12V。

若该逻辑门的输入电压值为-5V、-8V、+5V、+8V,对于正逻辑约定，这些电压值各代

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。

【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。

解:

ABcDY

00001

00010

00100

00110

01001

01010

01100

()1110

10001

10010

10100

10110

11000

11010

11100

11110

Y=ACD+BCD

ABcDY

0000I

000II

00101

00111

01001

01011

01101

01110

10001

I001I

10I0I

10110

11001

11011

11101

11110

Y=A^+C+D

【题3-6】请查阅74HC04手册，确定该器件在4.5V电源时的高电平与低电平噪声容限。

解：查手册74HC04,Vcc=4.5V时：

ViHmin=3.15V,VILmax=1.35V

20UA负载电流时：V°Hmin=4.4V,VOLn>ax=0.1V

VNL=VILmax-VOLmax=1.35V-0.1V=1.25V

VNH=VOHmin-VIHmin==4.4V-3.15V=1.25V

4mA负载电流时：V°Hmin=4.18V,VOLtnax=0.26V

VNL=VILmax-VOLmax=1.35V-0.26V=1.09V

VNH=VoHmin—VIHmin==4.18V-3.15V=1.03V

【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4mA负载时，可否保持V0Hmin>4V

(VCC=4.5V)«

解：可以保持V°H>4V,因为VoHmin=4」8V

【题3-9】请查阅74HC04手册,确定该器件在灌电流4mA负载时，可否保持V0Lmax<0.4V

(ycc=4.5V)(.

解：可以保持VOL<0.4V,因为VoLmax=026V。

【题3-10］请查阅74HC04手册，确定该器件在驱动74HC00时的高电平与低电平扇出系

数。

解：若输出高电平为Vcc-0.1V时，高电平扇出系数NH=IoHm*«iH=0.02mA/luA=20

若扇出低电平为0.1V时，低电平扇出系数NL=IoLmax%L=0.02mA/luA=20

【题371】查阅商业温度范围的74HC00芯片手册，回答如下问题：

(1)电源电压范围；

(2)输出高电平电压范围；

(3)输出低电平电压范围；

(4)输入高电平电压范围

(5)输入低电平电压范围；

(6)该芯片的静态电源电流；

(7)典型传播延迟时间；

(8)扇出系数。

解(1)电源电压范围2~6V

(2)输出高电平范围：当IOHW20UA时：(Vcc-0.1V)~Vcc

当Vcc=3V、IIOH忘2.4mA时：2.34V-3V

当Vcc=4.5V、％HIW4mA时：3.84V-4.5V

当Vcc=6V、IIOHIW5.2mA时:5.34V-6V

(3)输出低电平范围:当IOLW20HA时:GND+0.1V

当Vcc=3V、IIoLlW2.4mA时:0V-0.33V

当Vcc=4.5V、IIOLW4mA时:0V-0.33V

当Vcc=6V、IIoJW5.2mA时：OV-O.33V

(4)输入高电平电压范围

当Vcc=2V时，1.5V-2V

当Vcc=3V时,2.1V-3V

当Vcc=4.5V时,3.15V-4.5V

当Vcc=6V时，4.2V-6V

(5)输入低电平电压范围；

当Vcc=2V时，0V-0.5V

当Vcc=3V时，0V~0.9V

当Vcc=4.5V时，0V-1.35V

当Vcc=6V时，0V~1.8V

(6)该芯片的静态电源电流；6V时：2uA/每封装

(7)典型传播延迟时间；

Vcc==2V时,tpHi_=tpi_H=75ns；

Vcc=3V时，tpHL=tpLH=30ns；

Vcc=4.5V时,tpHL=tpLii=15ns；

Vcc=2V时，tpHL=tpLH=13ns；

(8)扇出系数。

如果保证输出电流小于20uA时输出高低电平，则由于输入漏电流为±INA,因此

有扇出系数为20。

【题3-12］请叙述CMOS数字电路输入端不能悬空的原因。

解：因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗，容易受到干扰，一旦受到干扰

后，会使输出电平发生转换，产生功耗，因此输入端不能悬空，应该连接确定的逻辑电平。

【题3-13】去耦电容的安装位置与芯片电源引脚之间的距离有何关系？

解：去耦电容的作用是消除芯片动作对电源电流的影响，或是消除电源电压波动对芯片的

影响，因此越接近芯片的电源引脚越好。

【题3T4】门电路有哪两个重要时间参数？各有何意义？

解：一个是输出瞬变时间，门电路的输出从一个状态向另外一个状态转换需要的过渡

时间。

另外一个是传输延迟时间，是输入信号变化到输出信号变化之间需要的时间。

【题375］某CMOS开漏输出门驱动发光二极管，若电源电压为5V,发光二极管甩流

为5mA,发光管压降为L8V,试计算上拉电阻值。

解：忽略开漏输出门的管压降，上拉电阻RQ（5-1.8）/5=0.64kQ

【题376］试判断图题3-16中哪个三极管是导通或是截止的。

图题3T6

解（a）导通；（b）截止；（c）导通；（d）截止

【题377】请查阅74LS00手册，确定该门的高电平与低电平噪声容限。

解：查手册74LS00,VCC=5V时:

V1Hmin=2V,VILmax=0.8V

-400UA拉电流时：VoHmin=2.7V;8mA灌电流时，Voi.maxR.5V

低电平噪声容限：VNL=VILmax-VOLmaX=0.8V-0.5V=0.3V

高电平噪声容限：VNH=VoHmin-VIHmin==2.7V-2V=0.7V

【题378】请回答TTL电路的灌电流能力强还是拉电流能力强？

解：灌电流能力为8mA,拉电流能力为0.4mA,因此灌电流能力强。

【题3-19】试计算74LS系列门驱动74LS系列门时的扇出系数。

解：查手册可知，LH=20UA；LL=—0.4mA

因此有NH=IoHmax/IlHinax=400/20=20

NL=IoLmax〃ILmax=8/0.4=20

【题3-20】当74LS系列门电路采用拉电流方式驱动流过5mA电流的发光二极管时，出

现什么情况？若是采用74HC系列电路驱动，有什么不同吗？

解：74LS下列电路的拉电流能力只有0.4mA,因此驱动发光二极管时，二极管亮度很小；

而采用74HC系列电路时，有足够的驱动能力使发光二极管发光。

【题3-21］连接5V电压的上拉电阻要保持15个74LS00输入为高电平，上拉甩阻的最

大阻值是多少？若按照计算的最大阻值，高电平噪声容限为多少？

解：若使上拉高电平与74LS输出高电平VOHmin相同，则有

Rmax=(Vcc-VoHmin)/(15XIIHmax)=(5-2.7)/(15X20口A)=7.66kQ

选为7.5kQ。

对于所选7.5kQ电阻，有上拉高电平=5—(7.5kQX(15X20UA))=2.75V,因此有

噪声容限为0.75Vo

【题3-22］有源输出(图腾柱)与集电极开路(OC)输出之间有什么区别？

解：OC门输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级需要上拉电阻才能输出高电

平，且上拉电源可以与芯片电源不同，因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变

换，OC门输出端可以并联实现线与；

有源输出可以输出低电平与高电平，两个有源输出端连接在一起时，若是一个输出端

输出高电平，另外一个输出端输出低电平时，可引起较大电流损坏输出级。

【题3-23】查阅商业温度范围的74LS00芯片手册，回答如下问题：

(1)电源电压范围；

(2)输出高电平电压范围；

(3)输出低电平甩压范围；

(4)输入高电平电压范围；

(5)输入低电平电压范围；

(6)该芯片的电源电流；

(7)典型传播延迟时间；

(8)扇出系数。

解(1)电源电压范围4.75~5.25V

(2)输出高电平范围：当IIOHIWO.4mA时:2.7V-5V

(3)输出低电平范围：当IOLW8mA时：0~0.5V

(4)输入高电平电压范围：2V~5V

(5)输入低电平电压范围；0-0.8V

(6)该芯片的静态电源电流：

5.5V时：ICCH=1.6mA/每封装

5.5V时：ICCL=4.4OIA/每封装

(7)典型传播延迟时间；

tpHL=10ns：

tpLH=9ns；

（8）扇出系数。

高电平输入电流IIH=20UA,输出IOH为400uA,因此高电平扇出系数为20。

低电平输入电流Iii_=0.4mA,输出IOL为8mA,因此低电平输出心事为20。

【题3-24］试确定图题3-24所示74LS门电路的输出状态（设电源%c为5V）。

Km—lOldi

图题3-24

解：

丫1=高电平；Y2=开路；丫3=高电平；Y4=高阻；丫5=高电平；Y6=高电平

丫7=高电平；Y8=高阻；丫9=高电平；Y10=高电平

【题3-25］试确定图题3-25所示74HC门电路的输出状态（设电源%c为5V）。

图题3-25

解：丫1=高电平；丫2=低电平；Y3=低电平

【题3-26］试确定图题3-26所示74LS门电路的输出负载是灌电流还是拉电流，并确定

最大电流值。

图题3-26

解（1）输出低电平，因此是灌电流负载，保证输出为0.5V时的最大电流值为8mA。

（2）输出高电平，因此是拉电流负载，保证输出为2.7V时的最大电流值为0.4mA。

【题3-27］写出图题3-27所示电路的逻辑函数式。若是每个门的/oL，max，=20mA,匕)L、max)

=0.25V,假设y端连接10个TTL负载。试求电源电压是5V情况下的最小上拉电阻值。

Y

图题3-27

解：逻辑函数式：Y=ABCD-EF

若假设每个LSTTL低电平输入电流为0.4mA,则有:

Rmin=(VcC-VoLmax)/<IoLmax_10X0.4)

=(5V-0.25V)/(20mA-4mA)心0.3k。

【题3-28］图题3-28所示的74LS电路中，若是小为下列情况时，/为多少？(这里

假设电压表内阻为50kQ)。

(1)Vn悬空。

(2)%接低电平(0.3V)。

(3)%接高电平(3.6V).

(4)/经过68。电阻接地。

(5)%经过10kQ电阻接地。

图题3-28

解：设肖特基二极管压降为0.25V,晶体管发射结压降0.6V,则有

(1)V12«=1V；(2)V|2=0.3V；(3)V12=1V；(4)VI2^OV；(5)V12«=1V；

【题3-29］试说明如下各种门电路中哪些输出端可以直接并联使用？

(1)具有推拉输出(图腾柱)的TTL电路。

(2)TTL电路OC门。

(3)TTL电路三态门。

(4)具有互补输出(非门)结构的CMOS电路。

(5)CMOS电路OD门。

(6)CMOS电路三态门。

解：(2)(3)(5)(6)可以。

第4章习题与参考答案

【题47］写出图题4T的输出逻辑函数式。

图题4-1

解：（1）匕=AB+AC+A=A+C

（2）Y2=AB+ACD+BDD=A（.B+CD）=A+B+CD=A+HC+BD

【题4-2】使用与门、或门实现如下的逻辑函数式。

(1)Yt=ABC+D(2)Y2=A(C：D+B(3)Y3=AB+C

解：

【题4-3】使用与门、或门和非门，或者与门、或门和非门的组合实现如下的逻辑函数式。

(1)Yt=AB+BC(2)Y2=A(.G+B(3)Yi=ABC++G

【题4-4】试写出图题4-4所示电路的逻辑函数式，列出真值表，并分析该电路的逻

辑功能。

图题4-4

解：

Yi=AB+AC+BC

ABCY1

0000

0010

0100

0111

1000

1011

1101

111I

此电路是三人表决也路，只要有两个人输入1,输出就是1。

Y2=ABCDABCD-ABCD-ABCD=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

ABcDY2

00000

00010

00100

00110

01000

01010

01100

01111

10000

10010

10100

10111

11000

11011

11101

111i0

该电路在4个输入中有3个为1时，输出Y2为1。

【题4-5】逻辑电路与其输入端的波形如图题4-5所示，试画出逻辑电路输出端K的波形。

II--------------4Tl

；^i_n__n__n_

图题4-5

解：Y=A+B

,-II__r

nnnn

cv-uu

【题4-6】图题4-6所示的逻辑电路中，与非门为74LS00,或非门是74LS02,非门是74LS04。试

分析该电路的最大传输延迟时间。

图题4-6

解：74LS00,74LS02和74LS04的最大tp一和tp-都是15ns,因为A信号经过4级

门达到输出端X,因此最大传输延迟时间为4X15ns=60ns»

【题4-7】图题4-7所示的是家用报警器装置，该装置具有6个开关，各开关动作如下:

图题4-7

人工报警开关M,该开关闭合时，报警信号ALARM=1,开始报警。

报警使能开关EN,该开关闭合时，窗户、门和车库信号才能使ALARM=1。

复位开关RST,该开关断开时，取消报警。

窗户开关W,该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使ALARM=1,开始报警。

门开关D,该开关平常处「闭合状态，一旦断开，使ALARM=1,开始报警。

车库开关G,该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使ALARM=1,开始报警。

(1)试写出图示电路的逻辑函数式。

(2)该报警装置采用了HC、LS和HCT系列的门电路，试计算电路接口之间的噪声容限。

(3)确定开关与74HC04之间、74HCT32与9013晶体管之间的接口电路是否可以正确动作。

(4)试计算该电路的最大静态功耗，若用5V电压、800mA-h的电池供电，可以工作多

长时间。各芯片静态电源电流如下：

四2输入或门74HCT32的静态电源电流/«=20卜小，每个引脚附加电源电流A/cc=Q5mA；

六非门74HC04的电源电流/CC=2RA；四2输入与门74LS08的电源电流/ccH=4.8mA,

/ccL=8.8mAo

解：

(1)图示电路的逻辑函数式为：ALARM=M+EN~RSfCW+D+G)

(2)三种逻辑电路之间的噪声容限

74HC04驱动74LS08,高电平噪声容限为4.9V—2V=2.9V；低电平噪声容限0.8V-

0.26V=0.54V,

74HCT的输入信号兼容TTL,因此LS08电路可以驱动HCT32电路，因此噪声容限

计算如下：

高电平噪声容限=2.4V-2V=0.4V；低电平噪声容限为0.8V-0.5V=0.3V。

(3)输入开关与逻辑电路之间、逻辑电路与9013晶体管之间是否正常动作

输入开关信号RST、D、G、W的与74HC04连接，由于HC系列电路的输入电阻很

大，只需要1UA电流，因此开关信号的高电平近似为5V,低电平近似为0,因此高电平

噪声容限为1.5V,低电平噪声容限为L5V；

输入开关信号EN与74LS08连接，74LS08低电平输入电流