全数字电子技术基础课后答案夏路易.docx

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1、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：( 125=( 110012=( 318= ( 1916(243=( 1010112= (53 8= ( 2B16(356=( 1110002= (70 8= (3816(4 ( 1001110 2、 ( 116 8、 (4E 161- 2 】 将下列二进制数转换为十进制数。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(

2、FF 16=255(2 (3FF 16=1023( 3 ( AB 16=171(4 (13FF 16=51191- 4 】 将下列十六进制数转换为二进制数。111 ；( 2 9C；( 3 B1 ；( 4 AF解： ( 1 ( 1116= ( 00010001 2( 2 ( 9C 162(3 (B1 16= (1011 0001 2( 4 ( AF 1621- 5 】 将下列二进制数转换为十进制数。11110.01 ；( 2 1010.11 ；( 3 1100.101 ；( 4 1001.0101解： ( 1 ( 1110.01 2=14.25(2 (1010.11 2=10.75(3 ( 10

3、01.0101 2=9.31251- 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 21- 7 】 写出下列二进制数的反码与补码(最高位为符号位。解： ( 1 01101100 是正数，所以其反码、补码与原码相同，为 011011002- 8 】 将下列自然二进制码转换成格雷码。000； 001； 010； 011； 100； 101 ； 110； 111

4、解：格雷码： 000、 001、 011、 010、 110、 111、 101、 1001- 9 】 将下列十进制数转换成BCD 码。(1) 25; (2) 34; ( 3) 78; ( 4) 152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、

5、1010、 1011、 1001、 1000、第2章习题与参考答案【题2-1】试画出图题2- 1(a)所示电路在输入图题图题2-12-1 (b)波形时的输出端B、C的波形解：【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。图题2-2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、Y的波形。图题2-3解：【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：【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

6、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：Y A-B,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 A B,逻辑图如下：【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

7、信号B与报警信号之间的关系为 Y A-b,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。(1) AB; (2) ABC ; (3) ABC ; (4) ABC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) 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=1, B=0, C=1(4) A

8、=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 B)解：(1) Y ABC AB A (C B)ABCY00000010010001101001101111001111(2) Y (A B)(A B) A当A取1时，输出丫为1,其他情况Y=0。【题2-12 试证明如下逻辑函数等式。(1) ABABC AB; (2)AB(CCACAB AC;(3) A(BC BC) AC A(BC) AC解：(1)左边 AB ABCAB(1C)AB右边(2)左边二 AB(C C) AC AB AC 右边(3)左

9、边=A (BC BC) AC A (BC) AC 右边【题2-13 对如下逻辑函数式实行摩根定理变换。(1)Y1AB ; (2) Y2AB； (3)Y3AB(C D)； (4) 丫4(A BC CD)BC解：(1)Y1AB AB(2) Y2AbA B(3) Y3 ABC D) AB (C D) A B CD(4)【题2-14 试用代数法化简如下逻辑函数式。(1) Y1 A(A B) ; (2) Y2 BC BC ; (3) Y3 A(A AB) 解：(1)Y A(A B) =A Y2 BC BC =C(3) Y3 A(A AB) =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

10、。(1) X AB ABC ABCD ABC DE ; (2) Y2 AB ABC A;(3) Y3 AB (A B C AB解：(1) Y1 AB ABC ABCD ABC DE AB(2) Y2 AB ABC A = A C(3) Y3 AB (A B C 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) YiABC(A B C) ABCD ; (2)Y2ABCD AbCD 丽CD;(3) Y3 ABC (AB C(BC AC)解：(1)Y,ABC(A B C) ABCD = AB(2) Y2 ABCD ABCD ABCD = AB CD(3) Y3 AB

11、C (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) Y1 (A B)(C B) ; (2) Y2 (A BC)C ; (3) Y3 AB CD (AB CD);(4) Y4 AB(BC BD)解：(1) Y1 (A B)(C B) = m (1,5,6,7)(2) Y2 (A BC)C = m (5,7)(3) Y3 AB CD (AB CD)= m (3,7,11,12,13,14,15)(4) Y4 AB(BC BD) m (13,15)【题2-18 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。(1) Y1ABC ABC B;(2)Y2A ABC AB;(3

12、)Y3AC AB AB ;(4)Y4AB C AC C解：(1) Y1 ABC ABC B(2) Y2 A ABC AB;(3) Y3 AC AB AB(4) Y4 AB C AC C解：(1) F(A,B,C, D)(2) F(A,B,C,D)(3) F(A,B,C, D)【题2-19 试用卡诺图化简如下逻辑函数式。m(0,1,2,8,9,10,12,13,14,15)； m(2,4,5,6,7,11,12,14,15);m(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:解:(1)将如下逻辑函数式画成真值表(2)(3)【题(1) F(

13、A,B,C, D)(2) F(A,B,C, D)(3) F(A,B,C, D)【题2-21m(3,5,8,9,10,12)m(4,5,6,13,14,15) m(0,2,9,11,13)d(0,1,2,13);d(8,9,10,12);d(4,8,10,15)解：(1) Fi ABC ABC ABC ;ABCY00000010010101101000101111001111(2) F2 ABCD ABCD AB CD ABC DABCDY0000100010001000011001000010110110101r 1101000010011101001011011000110101110011

14、110解：(1) Y AB A B(2) Y (A B)C AC BC【题2-24 画出如下逻辑函数式的逻辑电路图。(1) AB AB;(2) AB AB ABC;(3) AB(C D);(4) A B(C D(B C)【题2-25 写出表题2-25的与或逻辑函数式。【题2-26 用与非门实现如下逻辑函数。(1) F ABC = ABC(2) F AB CD = AB CD ABCD(3) F (A B)(C D) = AC BC AD BD【题2-27用或非门实现题 2- 26中的逻辑函数(1) F ABC = ABC ABCAC BC AD BD表题2- 25AD BD【题2-23 写出图

15、题2-23所示逻辑电路的逻辑函数式图题2- 23(2) F Ab CD = AB CD A B C DAC BC AD BDAC BC AD BD(3) F (A B)(C D) = AC BC AD BD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：【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：

16、正逻辑：5V、- 8V代表逻辑0; +5V、+8V代表逻辑1若是负逻辑：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：ABCDY000010001100101001110.100101011011010111010001100111010110110110011

17、10111110111110ABCDY000010001000100001100100101010011000111010 100110010101001011011000110101110011110【题3-6】 请查阅74HC04手册，确定该器件在 4.5 V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 = 1.35V201A 负载电流时: VOHmin =4.4V , VOLmax=0.1VVNL= VILmax VOLmax=1.35V 0.1V=1.25VVNH= VOHmin V IHmin =4.4V

18、 3.15V=1.25V4mA 负载电流时：V OHmin =4.18V ， V OLmax =0.26VVNL= VILmax VOLmax=1.35V 0.26V=1.09VVNH= 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4 mA 负载时， 可否保持VOHmin 4V（VCC=4.5V） 。解：可以保持V OH4V ，因为VOHmin =4.18V【题 3-9】 请查阅 74HC04 手册

19、，确定该器件在灌电流4 mA 负载时，可否保持VOLmax 0.4VVCC=4.5V ） 。解：可以保持V OL0.4V ，因为VOLmax =0.26V 。【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=IOHmax/IlH=0.02mA/1（1 A=20若扇出低电平为 0.1V时，低电平扇出系数NL = IOLmax/IlL=0.02mA/1A =20【题 3- 11 】 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

20、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26V（2）输出高电平范围：当IOHW 20 dA时：（Vcc0.1V） Vcc当 Vcc=3V、|Ioh|w 2.4mA 时：2.34V3V当 Vcc=4.5V、|Ioh|w 4mA 时：3.84V4.5V当 Vcc=6V、|Ioh|w 5.2mA 时：5.34V6V（3）输出低电平范围：当IolW20dA时：GND+0.1V当 Vcc=3V、|Iol|w 2.4mA 时：0V0.33V当

21、 Vcc=4.5V、|Iol|w 4mA 时：0V0.33V当 Vcc=6V、|bL|W5.2mA 时：0V0.33V（ 4 ）输入高电平电压范围当 Vcc=2V 时， 1.5V2V当 Vcc=3V 时， 2.1V3V当 Vcc=4.5V 时， 3.15V4.5V当 Vcc=6V 时， 4.2V6V（ 5 ）输入低电平电压范围；当 Vcc=2V 时， 0V0.5V当 Vcc=3V 时， 0V0.9V当 Vcc=4.5V 时， 0V1.35V当 Vcc=6V 时， 0V1.8V（6）该芯片的静态电源电流；6V时：2aA/每封装7）典型传播延迟时间；Vcc=2V 时， tPHL= t PLH =7

22、5ns；Vcc=3V 时， tPHL= t PLH =30ns；Vcc=4.5V 时，tPHL= tPLH=15ns；Vcc=2V 时， tPHL= t PLH =13ns；( 8)扇出系数。如果保证输出电流小于20dA时输出高低电平，则由于输入漏电流为土1A,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

23、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 3- 14】 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 3- 15 】 某 CMOS 开漏输出门驱动发光二极管，若电源电压为 5V ，发光二极管电流为5mA ，发光管压降为1.8V ，试计算上拉电阻值。解：忽略开漏输出门的管压降，上拉电阻R (5-1.8) /5=0.64k Q【题 3- 16】 试判断图题 3- 16 中哪个三极管是导

24、通或是截止的。图题 3- 16解：(a)导通；(b)截止；(c)导通；(d)截止【题 3- 17】 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：V IH min=2V ， VILmax=0.8V-400 科 A 拉电流时：V0Hmin=2.7V； 8mA 灌电流时，VoLmax=0.5V低电平噪声容限： VNL= VILmaxVOLmax=0.8V 0.5V=0.3V高电平噪声容限：VNH= V OHmin V IHmin =2.7V 2V=0.7V【题3- 18】 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

25、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，Iih=20A; Iil= 0.4mA因此有NH=IOHmax/IIHmax=400/20=20NL=IOLmax/IILmax=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

26、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，上拉电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) / (15XllHmax) = (5-2.7) / (15 X 20 科 A ) =7.66k Q选为7.5k Q。对于所选7.5kQ电阻，有上拉高电平 =5 (7.5kQX (15X20A) =2.75V ,因此有噪声容限为 0.75V 。【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： O

27、C 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 ）该芯片的电源电流；（ 7 ）典型传播

28、延迟时间；（ 8 ）扇出系数。解： （ 1）电源电压范围4.755.25V（2）输出高电平范围：当 110Hg 0.4mA时：2.7V5V（3）输出低电平范围：当IolW8mA时：00.5V（ 4 ）输入高电平电压范围：2V5V（ 5 ）输入低电平电压范围；00.8V（ 6 ）该芯片的静态电源电流；5.5V 时： I CCH =1.6mA/ 每封装5.5V 时：I CCL=4.4mA/ 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=20A,输出Ioh为400A,因此高电平扇出系数为20。低电平输入电流IiL=0.4mA,

29、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VCC 为 5 V）。图题 3- 24解：Y1= 高电平；Y2= 开路；Y3= 高电平；Y4= 高阻；Y5= 高电平； Y6= 高电平Y7= 高电平；Y8= 高阻；Y9= 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Vcc为5 V）。图题 3- 25解： Y1= 高电平； Y2= 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

30、 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 IoL （max） =20mA ， VoL （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。图题3-27解：逻辑函数式：Y AB CD EF若假设每个LS TTL低电平输入电流为 0.4mA,则有：Rmin= ( Vcc-V OLmax) / ( lOLmax 10

31、 X 0.4)=(5V 0.25V) / (20mA-4mA)0.3k Q【题3-28 图题3-28所示的74LS电路中，若是 Vii为下列情况时，VI2为多少？(这里假设电压 表内阻为50k )。(1) Vii 悬空。(2) Vii 接低电平(0.3V)。(3) Vii 接高电平(3.6V)。(4) VI1经过68 电阻接地。(5) VI1经过10k 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) V12=0.3V; (3) V12-1V; (4) V12 = 0V; (5) V12 = 1V;【题3-29 试说明如下

32、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4-1】 写出图题4- 1的输出逻辑函数式。图题4-1解：(1)Y1 Ab ac A A c(2) Y2 AB ACD BD D A( B CD) A B CD A BC BD【题4-2】 使用与门、或门实现如下的逻辑函数式。(1) 丫 ABC D (2) Y2 A (CD B)(3)

33、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) x AB BC (2) 丫2 A(C B)(3) Y3 ABC B( EF 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：ABCY100000010010001111000【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Y的波形。图题4-5解：Y A B【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

34、题4-6解：74LS00、74LS02和74LS04的最大tpHL和tPLH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,该开关平常处于闭合状态，一旦断开，使 ALARM=1 ,开始

35、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Icc=20 A,每个引脚附加电源电流A ICC=0.5mA;六非门 74HC04的电源电流Icc=2 A;四2输入与门74LS08的电源电

36、流IccH=4.8mA , IccL=8.8mA。(1)图示电路的逻辑函数式为：ALARM M ENRSTW 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

37、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1 A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 1.5V ；输入开关信号 EN与74LS08连接，74LS08低电平输入电流为 0.4mA ,因下拉电阻为1k 因此输入低电平VIL 为 0.4V ，因此低电平噪声容限为 0.8V 0.4V=0.4V ，高电平噪声容限为5V-2V=3V 。输入开关信号 M与74HCT32连接，由于74HCT32的输入电流为1A,因此开关输入信号的 高电平接近于5V,低电平接近于0V,因此高电平噪声容限为

38、5V 2V=3V ,低电平噪声容限为 0.8 1=0.8V ；HCT32的高电平驱动能力在 4mA时，可保证输出高电平为 4V,因此有9013三极管的基极电 流为 Ib= (VoHmax-VBE) /R6= (4V-0.7V ) /2.2k =1.5mA。若 9013 的电流放大倍数为 180 倍，因此 有临界饱和集电极电流 IC=1.5mA X180=270mA,也就是IC小于270mA时，9013处于饱和区，大 于 270mA 时 9013 处于放大区。 若蜂鸣器 SPK 的工作电流为 20mA ， 因此 9013 可以可靠饱和导通。(4)试计算该电路的最大静态功耗，若用 5V电压、800

39、mA 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：74HC04 的静态电流为 2 A 。若是4 个门都输出高电平，每个驱动74LS08 的高电平输入电流为 20 A,共 80 A。Icco4=2 A+4X20 A =82 A。74HCT32的静态电流为20 A ;每个引脚附加电源电流0.5mA ,则附加电源电流6X0.5mA=3.02mA ；报警时， 74HcT32 在输出高电平时，驱动三极管的基极电流为 1.5mA 。不报警时白电流：Icc32=20 A+6 X 0.5mA=3.02mA报警时的电流：Icc32=20 A+6 X 0.5mA+1.5mA=4.52mA74LS08

40、的平均静态电流Icc08= ( IccH+ IccL) /2= ( 4.8mA+8.8mA ) /2=6.8mA 。报警动作时流过上下拉电阻的最大电流Ir=6X ( 5V/1k Q) =6mA。不报警动作时，3个上下拉电阻的电流Ir=3X (5V/1kQ) =3mA。报警动作时的蜂鸣器工作电流ISPK=20mA 。蜂鸣器不报警动作时的电源电流I cc 为：Icc=I CC04+ICC32 + ICC08+I r =0.082mA+3.02mA+6.8mA+3mA % 12.9 mA若是采用若用5V电压、800mA h的电池供电，可以工作时间t=800/15.9弋61.5h。蜂鸣器动作时的电源电

41、流Icc 为：Icc=I CC04+ICC32 + ICC08 + I R+ISPK=0.082mA+4.52mA+6.8mA+6mA+20mA 弋 37.4 mA若是蜂鸣器一直报警，5V电压、800mA - h的电池只能工作约 800/37.4弋20h。若要增加运行时间，需要全部使用HC系列芯片，同时将上下拉电阻阻值增加到400k 则蜂鸣器不动作时的电源电流为：Icc=I CC04+ICC32+ICC08+I r=6 A+8 A +14 A+12.5 A X 3=0.066mA这里所用的 HC 电路的静态电流都是2 A ，每用一个引脚增加1 A 。 3 个上下拉电阻的电流为12.5 AX 3

42、=37.5 A。因此 800mA - h的电池供电，可以工作时间 t=800/0.06612121h,约为 505 天。【题4-8】 试用74LS147、74LS04和74LS21组成一个09按键编码器，要求输出任一按键按下信号EN,并输出高电平有效的编码A3A0。解：【题4-9】 试用门电总设计 4线-2线优先编码器，输入、输出信号都是高电平有效，要求任一按键按下时，Gs为1,否则Gs=0;还要求没有按键按下时，Eo信号为1,否则为0。解：DCBAA1A0gsEo0000000100010010001X011001XX10101XXX1110得到：逻辑电路如下图所示。【题4-10】 用3线-8线译码器74LS138和与非门实现如下多输出函数。解：Fi(A, B, C) AB BC AC =ABC ABC ABC ABC m (3,5,6,7) m3 m5 m6 m7【题4-11 试用3线-8线译码器74LS138和门电路实现一位二进制全减器(输入为被减数、减数 与来自低位的借位；输出为差和向高位的借位)。要求用按键输入减数、被减数和进位，发光二极管显 不减法结果。解：被减数减数借位差借位MNBSUBC0000000111010110110110010101001100011111【题4-12】 试用74LS147、74LS46、74LS04与共阳数码管等元件设计一个