数字逻辑课后习题.docx

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1、数字逻辑课后习题第1章 数字电路基础知识 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。 1 电子电路主要分为两类：一类是 模拟电路 ，另一类是 数字电路 。 2 模拟电路处理的是 模拟信号 ，而数字电路处理的是 数字信号 。 3 晶体管的工作状态有三种：截止、 放大和 饱和。在模拟电路中，晶体管主要工作在 放大状态 。 4 在数字电路中，晶体管工作在 截止与 饱和状态，也称为 “开关”状态。 5 模拟信号是一种大小随时间连续变化的电压或电流，数字信号是一种突变的电压和电流。 6 模拟信号的电压或电流的大小是

2、随时间连续缓慢变化的，而数字信号的特点是“保持”和“突变”。 7 在数字电路中常将01v范围的电压称为低电平，用“0”来表示；将35v范围的电压称为高电平，用“1”来表示。 第2章 门电路 1 基本门电路有与门、或门、非门三种。 2 与门电路的特点是：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 低电平 。与门的逻辑表达式是 Y=AB 。 3 或门电路的特点是：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。或门的逻辑表达式是Y=A+B 。 -电路再复杂、功能再强大的数字系统或芯片，究其内部电路

3、原理，归根到底都是由逻辑门、触发器和脉冲波形产生与整形电路三类基本逻辑单元构建而成的。 4 非门电路的特点是：输入与输出状态总是 相反 。非门的逻辑表达式是 Y=A 。 5 与非门的特点是：只有输入全为“1”，输出为 0 ，只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出 1 。与非门的逻辑表达式是 。 6 或非门的特点是：只有输入全为“0”时，才输出 1 ，只要输入有“1”，输出就为 0 。或非门的逻辑表达式是 。 7 与或非的特点是：A、B或C、D两组中有一组全为“1”，输出就为 0 ，否则输出就为 1 。与或非门的逻辑表达式是 。 8 异或门的特点是：当两个输入端一个为“0”，另一个为“1”，输

4、出为 1 ，当两个输入端均为“1”或“0”时，输出为 0 。异或门的逻辑表达式是 。 9 同或门的特点是：当两个输入端一个为“0”，另一个为“1”时，输出为 0 ，当两个输入端均为“1”或“0”时，输出为 1 。同或门的逻辑表达式是 。 10 集成门电路主要分为TTL与CMOS两种。TTL集成电路是指由 晶体管 构成的集成门电路，CMOS集成电路主要由 MOS场效应管 组成。 11 集电极开路与非门电路又称 0C门 ，它内部输出端的晶体管 集电极 是悬空的，没有接负载，实际使用时，可根据需负载 输出端 外接各种负载元器件。 12 当将几个OC门的输出端连接起来，再接一个公共负载，输出端有 与

5、的关系，这个关系不是靠与门来实现的，而是由导线连接来实现的，故称为 线与 。 13 三态输出与非门电路简称为 三态门 ，又称 TS ，它是在与非门电路的基础上加一个 控制端 而构成的，这种门电路输出不仅会出现高电平和低电平，还可以出现第三种状态 高阻态 。 14 真值表是列取电路的各种 输入 值和对应的 输出 值的表格。用一个关系式来表达电路的 输入 与 输出 之间的关系，这种关系称为逻辑表达式。 第3章 数制、编码与逻辑代数 数字电路只能识别、处理二进制数0和1，而日常生活经常遇见的是十进制、十六进制等数制。为了能让数字电路处理非二进制数据，就需要将各种进制数转化为二进制数。 编码则能根据需

6、要将二进制数赋予一定的意义。 逻辑代数是分析和设计数字电路的一种工具。 1 二进制数的特点有：有 0 和 1 两个数码，任何一个二进制数都可以由这两个数码组成；遵循 逢二进一 的计数原则。 2 二进制数的加法运算法则是逢二进一；减法运算法则是借一当二，乘法运算法则是各数相乘，再做加法运算，除法运算法则是各数相除，再做减法运算。 3 十六进制数的A,B,C,D,E,F分别代表10、11、12、13、14、15 。 4 二进制数二进制数2转化成十进制数是 (10.5)10 ；2转化为十六进制数是(25D.5)16 ；十六进制数16转换成二进制数是 (100001110101100.0110111)

7、2 。 5 用二进制数表示各种数字或符号的过程称为 编码，它是由编码电路来完成的。 6 8421BCD码是一种 有权 码，其4位二进制从高到低的位权依次为8、4、2、1 ；5421BCD码的4位二进制从高到低的位权依次为5、4、2、1。 7 余3码是由8421BCD 码加上3得来的，它是一种 无权 码。两个 相邻 代码之间仅有 一 位数码不同的无权码称为格雷码。 8 奇偶校验码由 信息 位和 校验 位组成；奇偶校验码可分为 奇校验码和 偶校验码两种。 9 逻辑代数是按一定逻辑规律进行运算的代数，他是研究数字电路的数学工具，为分析和设计数字电路提供理论基础。 10 常量是指不变化的量，变量是指会

8、发生变化的量。 11 最简表达式首先是式子中的乘积项最少；其次是在满足乘积项最少的条件下，每个乘积项的变量个数最少。 12 计算下列表达式： A+AB=A; A(A+B)=A; A+BC=(A+B)(A+C); AB=A+B; AB+AB= A; A+AB=A+B; AB+AC+BC= AB+AB; -第4章 组合逻辑电路 组合逻辑电路简称组合电路，它任何时刻的输出只由当时的输入决定，而与电路的原状态无关，电路没有记忆能力。常见的组合电路有编码器、译码器、加法器、数值比较器、数据选择器和奇偶校验器等。 1 组合逻辑电路的分析是指根据逻辑电路分析出它具有的功能；而设计则是指为了完成某些功能而设计

9、出具体的逻辑电路来执行。 2 在数字电路中，将二进制代码0和1按一定的规律组合起来，让每组代码代表 一个特定的含义的过程称为编码。 3 在数字电路系统中，译码是指将编码形成的二进制代码翻译成相应符号的过程。 4 半导体数码显示器要用到半导体发光二极管，由于显示器的数字有7段，故将这种显示器称为七段数码显示器。 5 多位荧光数码显示器采用了扫描显示原理。液晶显示器是利用液晶在电场作用下光学性能变化的特性制成的。 6 计算机等数字电子设备最基本的任务是进行算术运算，数字电子设备中的加减乘除四则运算都是分解成加法运算进行的。 7 两个1位二进制相加运算，称为半加，带进位的加法运算称为全加。全加器是用

10、来实现全加运算的电路。 8 等值比较器的功能是检验两个数是否相等。数值大小比较器简称数值比较器，又称为大小比较器，它不但能检验两数是否相等，还能比较两数的大小。 9 数据选择器又称为多路选择开关，其功能是在选择控制信号的作用下，能从多路输入的数据中选择其中一路输出。 10 奇偶校验是检验数据传递是否发生错误的方法之一，奇偶校验有奇校验和偶校验之分。 11 将n位二进制代码代表2n个符号的编码电路称为二进制编码器。 12 二进制译码器是一种将不同组合的二进制代码，按照原来的特定含义译成对应的输出信号 的电路。 第5章 时序逻辑电路 时序逻辑电路简称时序电路，它是一种具有记忆功能的电路。时序逻辑电

11、路是由组合逻辑电路与记忆电路组合而成的。常见的时序逻辑电路有触发器、寄存器和计数器等。 1 触发器是具有记忆功能的电路，它是时序逻辑电路中最基本的单元电路。 2 基本RS触发器具有的逻辑功能是置0、置1和保持，它不允许出现R=0和S= 0的情况。 3 时钟脉冲每个周期可分为低电平部分、高电平部分、上升沿部分、下降沿部分四个部分。 4 同步RS触发器是在基本RS触发器的基础上增加两个与非门和时钟脉冲输入端构成的，在时钟脉冲到来时，其逻辑功能与基本RS触发器是一样的。 5 D触发器又称为延时触发器或数据锁存器，其逻辑功能是在CP=0时不工作，在CP=1时，触发器的输出状态Q与输入状态D是一致的。

12、6 JK触发器具有的逻辑功能是翻转、置1和置0、保持，当J=1、K=0时，其逻辑功能是置1。 7 T触发器又称为技术型触发器，T触发器具有的逻辑功能是保持和翻转。将T触发器的T端固定接高电平“1”而构成的触发器称为T触发器。 8 在一个时钟脉冲持续期间，触发器的状态连续多次变化的现象称为空翻，克服空翻方法的通常是采用主从触发器。 9 主从JK触发器由主触发器和从触发器组成，在时钟脉冲到来时，主触发器 工作，时钟脉冲过后，从触发器工作，主从JK触发器的逻辑功能与JK触发器是一样的。 10 寄存器是一种既能存放、又能读取数字信号的电路。把数据存放在寄存器中的过程称为写过程，将数据从寄存器中读取出来

13、的过程称为读过程，寄存器能存储数据是因为它采用了具有记忆功能的电路-触发器，一个触发器能存放1位二进制数。 11 单拍式寄存器是指只需要一个接收脉冲到来就能接收数据的寄存器，双拍式寄存器存放数据需要两个脉冲。 12 移位寄存器简称移存器，它同时兼具有存储数据和移位两种功能，另外，移位寄存器具有延时功能，它的延迟时间与时钟脉冲周期有关。 13 异步计数器是指计数器中各电路没有统一的时钟脉冲控制，或者没有时钟脉冲控制，因此各触发器状态变化不是发生在同一时刻。同步计数器是指计数器中的触发器都受到同一时钟脉冲的控制，所以触发器的状态变化都在同一时刻发生。 14 信号经触发器后频率会降低一半，触发器的这

14、种功能称为二分频。 15 任意进制计数器又称N进制计数器，2n进制计数器就至少要用到N个触发器。 第6章 脉冲电路 在数字电路中，经常要用到各种频率的矩形脉冲，如前面的时钟信号。这些矩形脉冲的产生方法主要有2种：一种是通过方波振荡电路产生；二是利用整形电路将其他的信号转变成矩形脉冲。 1 脉冲信号是指在短暂时间内作用于电路的电压或电流信号，脉冲的上升沿时间tr是指脉冲从0.1Vm上升到0.9Vm所需的时间。 2 RC电路中的电容充放电速度与R和C的大小有关，R的主值越大，充放电越 慢，反之越快；C的容量越大，充放电越慢，反之越快。另外，RC电路在刚开始充放电时电流大，以后慢慢减小。 3 时间常

15、数=RC，时间常数越大，充电时间越长。反之则充电时间越短。 4 RC积分电路能将矩形波转变成三角波，RC微分电路能将矩形脉冲转变成宽度很窄的一对尖峰脉冲信号。 5 多谐振荡器的功能是产生矩形脉冲信号，锯齿波发生器的功能是产生锯齿波信号。 6 脉冲整形电路的功能是对脉冲信号进行整形、延时等处理，使得到的脉冲信号符号要求。 7 单稳态触发器又称为单稳态 ，它是只有一种稳定状态的电路，当触发信号到来时，它会进入暂稳态，暂稳态的维持时间与电路中的RC充放时间有关。单稳态触发器的主要功能有整形、延时和定时。 8 施密特触发器有两种稳定的状态，它从一种状态转换到另一种状态需要相应信号电平触发。 9 限幅电

16、路又称削波器，它能削除信号中电压超过一定值的部分。 10 555定时集成电路内部主要由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电场效应管和一些门电路构成。 第7章 模/数和数/模转换电路 数字电路只能处理二进制数字信号，而声音、温度和速度等都是模拟量，利用传感器可以将它们转换成模拟信号，然后由模/数转换电路将其转换成二进制数字信号，再让数字电路对它们进行各种处理，最后由数/模转换电路将数字信号还原成模拟信号，模/数转换电路和数/模转换电路是连接数字电路与模拟电路的桥梁。 1 模/数转换电路又称A/D转换电路，简称ADC，它的功能是将模拟信号转换成数字信号。模/数转换由采样、保持和量化、编码四

17、个步骤组成。 2 采样就是每隔一定时间对模拟信号进行取值；而保持则是将采样取得的数值保存下来。采样和保持往往结合在一起应用。 3 量化是根据编码位数需要，将采样信号电压分割成整数个电压段的过程。编码是指将各个电压段用相应的二进制数表示的过程。 4 数/模转换电路又称D/A转换电路，简称DAC，其功能是将数字信号转换成模拟信号。 5 数/模转换的基本原理是将数字信号中的每位数按权值大小转换成相应大小的电压，再将这些电压相加，得到的电压就是模拟信号电压。 第8章 存储器 存储器的功能是存取各种数据和程序。存储器和寄存器一样都能存取信息，但是寄存器主要以触发器作为记忆单元，而存储器更多采用制作成本低

18、、功耗小的MOS管或晶体管作为记忆单元。 1 顺序存储器器简称SAM，它是一种按一定的顺序逐位将数据存入或取出的存储器，又称为串行存储器。 2 动态移存单元是顺序存储器中最基本的组成单元，它主要是由MOS管构成。因此称为动态MOS移存单元。 3 MOS场效应管是一种电压控制型器件，可当做开关使用，MOS管的G极与衬底之间有类似电容的结构，这样形成的电容称为栅电容，储存信息主要靠它来实现。 4 CMOS电路是指由NMOS管和PMOS管构成互补型电路，CMOS传输门是一种作信号传输电路，CMOS传输门的输入端和输出端可以互相变换，CMOS动态移存单元的功耗很低，所以可以用来制作微功耗的顺序存储器。

19、 5 动态MOS移存器是由很多动态MOS移存单元串接而成的。顺序存储器是由动态移存器和一些控制电路组合构成的。 6 随机存储器的英文缩写为RAM，也称为可读写存储器，它能存入数据，又可以将存储的数据取出，在通电的情况下数据可以一直保存，断电后数据会丢失 。 7 随机存储器主要由存储矩阵、地址译码器，片选与读/写控制电路三部分组成，存储矩阵的每个存储单元都有地址编号。地址译码器功能就是根据输入的地址码 选中相应的存储单元。 8 静态存储单元采用了触发器作为记忆单元，用静态存储单元构成的存储器称为静态存储器。 9 动态存储单元采用了MOS管的栅电容来存储数据，用动态存储单元构成的存储器称为动态存储

20、器。 10 存储容量扩展通常有2种方式：一是字长扩展；二是字数扩展。 11只读存储器的英文缩写为ROM，它是一种能长期可以保存信息的存储器。这种存储器具有断电后信息仍可继续保存的特点，在正常工作时只可读取数据，而不能写入数据。 12 固定只读存储器是指在生产时就将信息固化在存储器，用户不能更改其中的信息。 13 可编程只读存储器的英文缩写PROM，在出厂时，它是一种空白ROM,用户可以根据需要写入信息，以后就不能再更改。 14 可改写只读存储器的英文缩写为EPROM，它具有可写入数据，并且可以将写入的数据擦除，在重新写入数据的特点。可改写ROM的结构与固定ROM基本相同，不同之处在于它用一种叠层栅MOS管替代存储单元中普通的MOS管。如果要擦除EPROM存储的信息，可以采用紫外线照射。 15 电可改写只读存储器的英文缩写为EEPROM(或E2PROM)，其结构与可改写ROM结构相识，不同之处在于电可改写ROM的叠层栅极上增加了一个隧道管，在电压的控制下，浮置栅极上的电子可以通过隧道管放掉，而不用紫外线，即电可改写ROM的写入和擦除数据都由电压来完成。