数字逻辑电路与系统设计[习题解答

a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）8
1.5 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）8421BCD
1.7 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。
（1） +13 （2）?9 （3）+3 （4）?8
题1.7解：
（1） +13 =（01101）2 （2）?9 =（10111）2
（3） +3 =（00011）2 （4）?8 =（11000）2
1.9 用真值表证明下列各式相等。
（1）
（2）
（3）
（4）
题1.9解：
（1） 证明

0 0 0 0
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 1 1
（2） 证明

0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 1 0 0 0
0 1 1 0 0
1 0 0 0 0
1 0 1 1 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 0
证明

0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
0 1 0 1 1
0 1 1 0 0
1 0 0 0 0
1 0 1 0 0
1 1 0 1 1
1 1 1 0 0
（4） 证明

0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
0 1 0 1 1
0 1 1 0 0
1 0 0 1 1
1 0 1 1 1
1 1 0 0 0
1 1 1 0 0
1.11 用逻辑代数公式将下列逻辑函数化成最简与或表达式。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
题1.11解：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）或
1.13 用卡诺图将下列逻辑函数化成最简与或表达式。
（1） 且
（2） 且不能同时为0或同时为1
（3）
（4）
（5）
（6）
题1.13解：
（1） 且

（2） 且不能同时为0或同时为1

（3）

（4）

（5）
或
（6）

1.15将下列逻辑函数化简为或非—或非式。
（1）
（2）
（3）
（4）
题1.15解：
（1）
或
（2）

（3）

（4）

第2章习题及解答
2.1判断图P2.1所示电路中各三极管的工作状态，并求出基极和集电极的电流及电

压。

图P2.1
题2.1 解：
(a)三极管为放大状态；设有：


(b)三极管为饱和状态；


2.3试画出图P2.3中各门电路的输出波形，输入A、B的波形如图中所示。

图P2.3
题2.3 解：

2.5指出图P2.5中各TTL门电路的输出为什么状态（高电、低电平或高阻态）？

图P2.5
题2.5 解：
；；；；
为高阻；为高阻；；。
2.7在图P2.7各电路中，每个输入端应怎样连接，才能得到所示的输出逻辑表达式。

图P2.7
题2.7 解：

2.9 试写出图P2.9所示CMOS电路的输出逻辑表达式。

(a) (b)
图P2.9
题2.9 解：
；
2.11试写出图P2.11中各NMOS门电路的输出逻辑表达式。

图P2.11
题2.11 解：
⊙ ； ；
2.13试说明下列各种门电路中哪些可以将输出端并联使用(输入端的状态不一定相同)。
(1)具有推拉式输出级的TTL电路；
(2)TTL电路的0C门；
(3)TTL电路的三态输出门；
(4)普通的CMOS门；
(5)漏极开路输出的CMOS门；
(6)CMOS电路的三态输出门。
题2.13 解：
(1)、（4）不可以；（2）、（3）、（5）、（6）可以。
第3章习题及解答
3.1分析图P3.1所示电路的逻辑功能，写出输出逻辑表达式，列出真值表，说明电路完成何种逻辑功能。

图P3.1
题3.1 解：根据题意可写出输出逻辑表达式，并列写真值表为：
A B F
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

该电路完成同或功能


分析图P3.3所示电路的逻辑功能，写出输出和的逻辑表达式，列出真值表，说明电路完成什么逻辑功能。

图P3.3
题3.3 解：根据题意可写出输出逻辑表达式为：

列写真值表为：
A B C F1 F2
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
该电路构成了一个全加器。
3.5 写出图P3.5所示电路的逻辑函数表达式，其中以S3、S2、S1、S0作为控制信号，A，B作为数据输入，列表说明输出Y在S3～S0作用下与A、B的关系。

图P3.5
题3.5 解：由逻辑图可写出Y的逻辑表达式为：

图中的S3、S2、S1、S0作为控制信号，用以选通待传送数据A、B，两类信号作用不同，分析中应区别开来，否则得不出正确结果。由于S3、S2、S1、S0共有16种取值组合，因此输出Y和A、B之间应有16种函数关系。列表如下：

3.7 设计一个含三台设备工作的故障显示器。要求如下：三台设备都正常工作时，绿灯亮；仅一台设备发生故障时，黄灯亮；两台或两台以上设备同时发生故障时，红灯亮。
题3.7 解：设三台设备为A、B、C，正常工作时为1，出现故障时为0；
F1为绿灯、F2为黄灯、F3为红灯

，灯亮为1，灯灭为0。
根据题意可列写真值表为：
A B C F1 F2 F3
0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 0 1
0 1 1 0 1 0
1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0
1 1 1 1 0 0
求得F1、F2、F3的逻辑表达式分别为：

根据逻辑表达式可画出电路图（图略）。
3.9 设计一个组合逻辑电路，该电路有三个输入信号ABC，三个输出信号XYZ,输入和输出信号均代表一个三位的二进制数。电路完成如下功能：
当输入信号的数值为0，1，2，3时，输出是一个比输入大1的数值；
　当输入信号的数值为4，5，6，7时，输出是一个比输入小1的数值。
题3.9 解：根据题意可列写真值表为：
A B C X Y Z
0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 0
0 1 0 0 1 1
0 1 1 1 0 0
1 0 0 0 1 1
1 0 1 1 0 0
1 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 0
写出逻辑表达式为：

根据逻辑表达式可画出电路图（图略）。
3.11 试用与非门设计一个组合电路，该电路的输入X及输出Y均为三位二进制数，要求：当0≤X≤3时，Y=X；
当4≤X≤6时，Y=X+1，且X≯6。
题3.11 解：因为X和Y均为三位二进制数，所以设X为， Y为，其中和为高位。根据题意可以列写真值表如下：

0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1
1 0 0 1 0 1
1 0 1 1 1 0
1 1 0 1 1 1
1 1 1 X X X
化简后得到分别为



因为要用与非门电路实现，所以将写成与非—与非式：



根据逻辑表达式可画出电路图（图略）。
3.13 设A和B分别为一个2位二进制数，试用门电路设计一个可以实现Y=A×B的算术运算电路。
题3.13 解：根据题意设A=a1a0;B=b1b0;Y=y3y2y1y0,列出真值表为

a1 a0 b1 b0 y3 y2 y1 y0 a1 a0 b1 b0 y3 y2 y1 y0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0
0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1
分别求出y3,y2,y1,y0的表达式为：




根据逻辑表达式可画出电路图（图略）。
3.15 判断逻辑函数，当输入变量按变化时，是否存在静态功能冒险。
题3.15 解：
画出逻辑函数的卡诺图如图所示：

　（1）可以看出当输入变量从0110变化到1100时会经历两条途径，即
011011101100 和011001001100，由于变化前、后稳态输出相同，都为1，而且对应中间状态的输出也为1，故此变化不存在静态功能冒险。
（2）同理从1111到1010经历的两条途径111111101010存在1冒险；而111110111010不存在静态功能冒险。
（3）从0011到0110经历的两条途径001100100110和001101110110，都会产生0冒险。

第4章习题及解答
4.1 用门电路设计一个4线—2线二进制

优先编码器。编码器输入为，优先级最高，优先级最低，输入信号低电平有效。输出为，反码输出。电路要求加一G输出端，以指示最低优先级信号输入有效。
题4.1 解：根据题意，可列出真值表，求表达式，画出电路图。其真值表、表达式和电路图如图题解4.1所示。由真值表可知。


4.3 试用3线—8线译码器74138扩展为5线—32线译码器。译码器74138逻辑符号如图4.16（a）所示。
题4.3 解：5线—32线译码器电路如图题解4.3所示。
　
4.5写出图P4.5所示电路输出和的最简逻辑表达式。译码器74138功能表如表4.6所示。

题4.5解：由题图可得：

4.7 试用一片4线—16线译码器74154和与非门设计能将8421BCD码转换为格雷码的代码转换器。译码器74154的逻辑符号如图4.17所示。
解：设4位二进制码为，4位格雷码为。根据两码之间的关系可得：

则将译码器74154使能端均接低电平，码输入端从高位到低位分别接，根
据上述表达式，在译码器后加3个8输入端与非门，可得可直接输出。（图
略）
4.9试用8选1数据选择器74151实现下列逻辑函数。74151逻辑符号如图4.37（a）所示。
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
题4.9解：如将按高低位顺序分别连接到数据选择器74151的地址码输入端，将数据选择器的输出作为函数值。则对各题，数据选择器的数据输入端信号分别为：（注意，数据选择器的选通控制端必须接有效电平，图略）
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
4.11图P4.11为4线-2线优先编码器逻辑符号，其功能见图4.3（a）真值表。试用两个4线-2线优先编码器、两个2选1数据选择器和一个非门和一个与门，设计一个带无信号编码输入标志的8线-3线优先编码器。

题4.11解：由图4.3（a）真值表可见，当编码器无信号输入时，，因此可以利用的状态来判断扩展电路中哪一个芯片有编码信号输入。所设计电路如图题解4.11所示，由电路可见，当高位编码器（2）的时，表示高位编码器（2）有编码信号输入，故选通数据选择器的0通道，将高位编码器（2）的码送到端；当高位编码器（2）的时，表示高位编码器（2）无编码信号输入，而低位编码器（1）有可能有编码信号输入，也可能无编码信号输入，则将低位编码器（1）的码送到端（当无编码信号输入输入时，）。编码器输出的最高位码，由高位编码器（2）的信号取反获得。由电路可见，表示无编码信号输入。

4.13 试用一片3线—8线译码器74138和两个与非门实现一位全加器。译码器74138功能表如表4.6所示。
题4.13解：全加器的

输出逻辑表达式为：


式中，为两本位加数，为低位向本位的进位，为本位和， 为本位向高位的进位。根据表达式，所设计电路如图题解4.13所示。

写出图P4.15所示电路的输出最小项之和表达式。

题4.15解：
＝




4.17 试完善图4.47所示电路设计，使电路输出为带符号的二进制原码。
题4.17解：由于加减器的输入均为二进制正数，所以，当电路作加法时，输出一定为正，这时图4.47中的表示进位。当时，电路作减法运算，电路实现功能。由例4.15分析可知，当时，，电路输出即为原码；当时，，应将电路输出取码，使其成为原码。设电路符号位为，进位位为，可写出和的表达式为，。当时，须对取码。所设计电路如图题解4.17所示。

*4.19 试用两片4位二进制加法器7483和门电路设计一个8421BCD码减法器，要求电路输出为带符号的二进制原码。7483的逻辑符号如图4.46(b)所示。（提示：BCD码减法和二进制减法类似，也是用补码相加的方法实现，但这里的补码应是10的补，而不是2的补。求补电路可用门电路实现）
题4.19解：（解题思路）首先利用两片4位二进制加法器7483和门电路设计一个BCD码加法器（见例4.16）。由于用加法器实现减法运算，须对输入的减数取10的补，另外，还须根据BCD码加法器的进位信号的状态来决定是否对BCD码加法器输出信号进行取补。所设计的电路框如图题解4.19所示。图中，A为被减数，B为减数，Y为差的原码，G为符号位。com10s为求10的补码电路，该电路可根据10的补码定义，通过列真值表，求逻辑表达式，然后用门电路或中规模组合电路（如译码器）实现。bcdsum为BCD码加法器，可利用例4.16结果，也可自行设计。selcom10s为判断求补电路，当bcdsum输出进位信号C为1时，表示结果为正，；当C为0时，表示结果为负，Y应是S的10 的补码，利用com10s电路和数据选择器，很容易完成该电路设计。（电路详解略）


4.23 试用一片双4选1数据选择器74HC4539和一片3线-8线译码器74138构成一个3位并行数码比较器。要求：电路输入为两个3位二进制数，输出为1位，当输入两数相同时，输出为0，不同时输出为1。数据选择器74HC4539功能表见图4.34(b)所示，译码器74138功能表如表4.6所示。
题4.23解：首先将双4选1数据选择器74HC4539连接成8选1数据选择器，如图4.36所示。8选1数据选择器和3线-8线译码器74138构成的并行数码比较器如图题解4.23所示。图中，和为两个需比较的二进制数，A 被加到数据选择器的地址输入端，B被加到译码器的输入端，容易看出，当时，数

据选择器的输出；当时，。


4.25 试用一片4位数值比较器74HC85构成一个数值范围指示器，其输入变量ABCD为8421BCD码，用以表示一位十进制数X。当X5时，该指示器输出为1。否则输出为0。74HC85功能表如表4.15所示。
题4.25解：该题最简单的解法是利用4位数值比较器74HC85将输入的8421BCD码与4比较，电路图如图题解4.25所示。

4.27 试用4位数值比较器74HC85和逻辑门，设计一个能同时对3个4位二进制数进行比较的数值比较器，使该比较器的输出满足下列真值表要求(设3个二进制分别为：,,。74HC85功能表如表4.15所示。

题4.27解：首先用3个数值比较器74HC85分别完成和、和、和之间的比较，比较的结果有3组，分别是，，；，，；，，。利用这3组结果，根据题目要求，加8个门电路，可完成电路设计。电路图如图题解4.27所示。

4.29 试用两片74HC382ALU芯片连成8位减法器电路。74HC382的逻辑符号和功能表如图4.65所示。
题4.29解：两片74HC382ALU芯片连成8位减法器电路如图题解4.29所示。图中ALU（1）为低位芯片，ALU（2）为高位芯片，要实现减法运算，选择码必须为001，低位芯片的CN输入必须为0。


习题
5.1 请根据图P5.1所示的状态表画出相应的状态图，其中X为外部输入信号，Z为外部输出信号，A、B、C、D是时序电路的四种状态。

图P5.1 图P5.2
题5.1 解：

图 题解5.1
5.3 在图5.4所示RS锁存器中，已知S和R端的波形如图P5.3所示，试画出Q和对应的输出波形。

图P5.3
题5.3 解：

图 题解5.3
5.5 在图5.10所示的门控D锁存器中，已知C和D端的波形如图P5.5所示，试画出Q和对应的输出波形。

图P5.5
题5.5 解：

图 题解5.5
5.7 已知主从RS触发器的逻辑符号和CLK、S、R端的波形如图P5.7所示，试画出Q端对应的波形（设触发器的初始状态为0）。

图P5.7
题5.7 解：

图 题解5.7
5.9 图P5.9为由两个门控RS锁存器构成的某种主从结构触发器，试分析该触发器逻辑功能，要求：
（1）列出特性表；
（2）写出特性方程；
（3）画出状态转换图；
（4）画出状态转换图。

图 题解5.9
题5.9 解：
（1）特性表为：
CLK X Y Qn Qn+1
×







?× ×
0 0
0 0
0 1
0 1
1 0
1 0
1 1
1 1 ×
0
1
0
1
0
1
0
1 Qn
0
1
0
0
1
1
1
0
（2） 特性方程为：

（3） 状态转换图为：

图 题解5.9（3）
（4）该电路是一个下降边沿有效的主从JK触发器。
5.11 在图P5.11（a）中，FF1和FF2均为负边沿型触发器，试根据P5.1

1（b）所示CLK和X信号波形，画出Q1、Q2的波形（设FF1、FF2的初始状态均为0）。

图P5.11
题5.11 解：

图 题解5.11
5.13 试画出图P5.13所示电路在连续三个CLK信号作用下Q1及Q2端的输出波形（设各触发器的初始状态均为0）。

图P5.13
题5.13 解：

图 题解5.13
5.15 试用边沿D触发器构成边沿T触发器。
题5.15 解：
D触发器的特性方程为：
T触发器的特性方程为：
所以，
5.17请分析图P5.17所示的电路，要求：
（1）写出各触发器的驱动方程和输出方程；
（2）写出各触发器的状态方程；
（3）列出状态表；
（4）画出状态转换图。

图P5.17
题5.17 解：
（1） 驱动方程为：
；
；
输出方程为：
（2） 各触发器的状态方程分别为：
；
（3） 状态表为：
　X Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 Z
　0 0 0 0 0 0
　0 0 1 0 0 0
　0 1 0 0 0 0
　0 1 1 0 0 0
　1 0 0 0 1 0
　1 0 1 1 0 0
　1 1 0 1 0 1
　1 1 1 1 0 1
（4）状态转换图为：

图 题解5.17（4）
5.19请分析图P5.19所示的电路，要求：
（1）写出各触发器的驱动方程；
（2）写出各触发器的状态方程；
（3）列出状态表；
（4）画出状态转换图(要求画成Q3Q2Q1→)。

图P5.19
题5.19 解：
（1） 驱动方程为：
；
；
；
（2） 各触发器的状态方程分别为：
；
；
；
（3） 状态表为：
　Q3n Q2n Q1n Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1
　0 0 0 0 0 1
　0 0 1 0 1 0
　0 1 0 0 1 1
　0 1 1 1 0 0
　1 0 0 1 0 1
　1 0 1 0 0 0
　1 1 0 1 1 1
　1 1 1 0 0 0
　（4）状态转换图为：

图 题解5.19（4）
5.21下图是某时序电路的状态图，该电路是由两个D触发器FF1和FF0组成的，试求出这两个触发器的输入信号D1和D0的表达式。图中A为输入变量。

图P5.21
题5.21 解：

图 题解5.21
所以，这两个触发器的输入信号D1和D0的表达式分别为：


5.23 试用JK触发器和少量门设计一个模6可逆同步计数器。计数器受X输入信号控制，当X=0时，计数器做加法计数；当X=1时，计数器做减法计数。
题5.23 解：
由题意可得如下的状态图和状态表：


分离、、的

卡诺图，得







所以，


电路能自启动。（图略）
注：答案不唯一
第6章题解：
6.1 试用4个带异步清零和置数输入端的负边沿触发型JK触发器和门电路设计一个异步余3BCD码计数器。
题6.1 解：余3BCD码计数器计数规则为：0011→0100→…→1100→0011→…，由于采用异步清零和置数，故计数器应在1101时产生清零和置数信号，所设计的电路如图题解6.1所示。

6.3 试用D触发器和门电路设计一个同步4位格雷码计数器。
题6.3 解：根据格雷码计数规则，计数器的状态方程和驱动方程为:

按方程画出电路图即可，图略。
试用4位同步二进制计数器74163实现十二进制计数器。74163功能表如表6.4所示。
题 6.5 解：可采取同步清零法实现。电路如图题解6.5所示。

6.7 试用4位同步二进制计数器74163和门电路设计一个编码可控计数器，当输入控制变量M=0时，电路为8421BCD码十进制计数器，M=1时电路为5421BCD码十进制计数器，5421BCD码计数器状态图如下图P6.7所示。74163功能表如表6.4所示。

题6.7 解：实现8421BCD码计数器，可采取同步清零法；5421BCD码计数器可采取置数法实现，分析5421BCD码计数规则可知，当时需置数，应置入的数为：。加入控制信号M，即可完成电路设计。电路如图题解6.7所示。

试用同步十进制计数器74160和必要的门电路设计一个365进制计数器。要求 各位之间为十进制关系。74160功能表如表6.6所示。
题6.9 解：用3片74160构成3位十进制计数器，通过反馈置数法，完成365进制计数器设计。电路如图题解6.9所示。

6.11 图P6.11所示电路是用二—十进制优先编码器74147和同步十进制计数器74160组成的可控制分频器。已知CLK端输入脉冲的频率为10KHz，试说明当输入控制信号A，B，C，D，E，F，G，H，I分别为低电平时，Y端输出的脉冲频率各为多少。优先编码器74147功能表如表4.4所示，74160功能表如表6.6所示。

题6.11 解: 当时，74160构成模9计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模8计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模7计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模6计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模5计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模4计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模3计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160构成模2计数器，端输出频率为KHz；
当时，74160循环置9

，端输出频率为0Hz；

6.13 试用D触发器、与非门和一个2线—4线译码器设计一个4位多功能移位寄存器，移位寄存器的功能表如图P6.13所示。

题6.13 解: 以i单元示意(左侧为i-1单元，右侧为i+1单元)，示意图如图题解6.13所示。

6.15 参照串行累加器示意图（见图6.40），试用4片移位寄存器79194、一个全加器和一个D触发器设计一个8位累加器，说明累加器的工作过程，画出逻辑图。移位寄存器79194功能表如表6.10所示。
题6.15 解: 8位串行累加器电路如图题解6.15所示。累加器的工作过程为：首先通过清零信号使累加器清零，然后使，电路进入置数状态，这时可将第一组数送到并行数据输入端，在CLK脉冲作用下，将数据存入右侧输入寄存器中。其后，使电路改变成右移状态（），在连续8个CLK脉冲作用后，输入寄存器中的数据将传递到左侧输出寄存器中。接着可并行输入第2组数据，连续8个CLK移位脉冲作用后，输出寄存器的数据将是前两组数据之和。以此往复，实现累加功能。


6.17 试用移位寄存器79194和少量门设计一个能产生序列信号为00001101的移存型序列信号发生器。移位寄存器79194功能表如表6.10所示。
题6.17 解:
（1）电路按下列状态变换()：
0000→0001→0011→0110→1101→1010→0100→1000→0000
（2）使74194工作在左移状态(SA＝1，SB＝0)
若考虑自启动， （结果不唯一），电路图如图题解6.17所示。

6.19 试分析图P6.19所示电路，画出完整状态转换图，说明这是几进制计数器，能否自启动？移位寄存器79194功能表如表6.10所示。
题6.19 解: 状态转换图如图题解6.19所示。可见，这是一个能自启动的模7计数器。



习题
7.1 若某存储器的容量为1M×4位，则该存储器的地址线、数据线各有多少条？
题7.1 解：
该存储器的地址线有10条，数据线有2条。
7.3 某计算机的内存储器有32位地址线、32位并行数据输入、输出线，求该计算机内存的最大容量是多少？
题7.3 解：
该计算机内存的最大容量是232×32位。
7.5 已知ROM的数据表如表P7.5所示，若将地址输入A3、A2、A1和A0作为3个输入逻辑变量，将数据输出F3、F2、F1和F0作为函数输出，试写出输出与输入间的逻辑函数式。
表P7.5

题7.5 解：




　7.7 请用容量为1K×4位的Intel2114芯片构成4K×4位的RAM，要求画出电路图。
题7.7 解：

图 题解7.7
7.9 已知4输入4输出的可编程逻辑阵列器件的逻辑图如图P7.9所示，请写出其逻辑函数输出表达式。

图P7.9
题7.9 解：



　

7.11 假设GAL器件的结构控制字取值分别为：，，，，请画出OLMC(n)的等效电路图。
题7.11 解：
当GAL器件的结构控制字取值分别为：，，，时，画出OLMC工作在纯组合输出模式，低电平输出有效，其等效电路如图题解7.11所示。

图 题解7.11
7.13 请问CPLD的基本结构包括哪几部分？各部分的功能是什么？
题7.13 解：
CPLD产品种类和型号繁多，虽然它们的具体结构形式各不相同，但基本结构都由若干个可编程的逻辑模块、输入/输出模块和一些可编程的内部连线阵列组成。如Lattice公司生产的在系统可编程器件ispLSI1032，主要由全局布线区（GRP）、通用逻辑模块（GLB）、输入/输出单元（IOC）、输出布线区（ORP）和时钟分配网络（CDN）构成。
全局布线区GRP位于器件的中心，它将通用逻辑块GLB的输出信号或I/O单元的输入信号连接到GLB的输入端。通用逻辑块GLB位于全局布线区GRP的四周，每个GLB相当于一个GAL器件。输入/输出单元IOC位于器件的最外层，它可编程为输入、输出和双向输入/输出模式。输出布线区ORP是介于GLB和IOC之间的可编程互连阵列，以连接GLB输出到IOC。时钟分配网络CDN产生5个全局时钟信号，以分配给GLB和IOC使用。
7.15 若用XC4000系列的FPGA器件实现4线-16线译码器，请问最少需占用几个CLB?
题7.15 解：
最少需占用8个CLB。
第一个CLB可以完成任意两个独立4变量逻辑函数或任意一个5变量逻辑函数，产生两个输出。而4线-16线译码器由4个输入变量产生16个输出变量，那么8个CLB的G、F组合逻辑函数发生器的输入端均共用译码器的4个输入变量，而每个CLB则分别完成译码器的16个输出变量中的2个输出。具体实现如图题解7.15。

图 题解7.15

第8章习题及解答
8.1 在图8.3（a）用5G555定时器接成的施密特触发电路中，试问：
（1）当时，而且没有外接控制电压时，、和各为多少伏？
（2）当时，控制电压时，、和各为多少伏？
题8.1 解：⑴ ， ， ；
⑵ ， ，。
8.3 图P8.3（a）为由5G555构成的单稳态触发电路，若已知输入信号的波形如图P8.3（b）所示，电路在t=0时刻处于稳态。
（1）根据输入信号的波形图定性画出和输出电压对应的波形。
（2）如在5G555定时器的5脚和1脚间并接一只10K的电阻，试说明输出波形会发生怎样的变化？

（a） （b）
图 P8.3
题8.3 解：（1）对应的波形如图题解8.3（a）所示。

图 题解8.3（a）
（2）如在5G555定时器的5脚和1脚间并接一只10K的电阻，则输出脉冲宽度等于电容电压从0上升到所需时间，因此输出脉冲宽度要比图题解8.3（a）

波形中窄。对应的波形如图题解8.3（b）所示。

图 题解8.3（b）
8.5 图P8.5（a）所示是用集成单稳态触发电路74121和D触发器构成的噪声消除电路，图P8.5（b）为输入信号。设单稳态触发电路的输出脉冲宽度满足（其中为噪声，为信号脉宽），试定性画出和的对应波形。

图 P8.5
题8.5 解：波形图如图题解8.5所示。

图 题解8.5
8.7 在图8.19所示用5G555定时器构成的多谐振荡器中，若，，，试计算电路的振荡频率和占空比。若要保持频率不变，而使占空比，试画出改进电路。
题8.7 解：（1）
=
Hz
（2）改进电路如题解8.7所示。

图 题解8.7
为使占空比为，。取电容F，而要使振荡频率不变，应使 Hz
得：
8.9 分析图P8.9所示电路，说明：
（1）按钮A未按时，两个5G555定时器工作在什么状态？
（2）每按动一下按钮后两个5G555定时器如何工作？
（3）画出每次按动按钮后两个5G555定时器的输出电压波形。

图 P8.9
题8.9 解：⑴ 按钮A未按时，左边的555定时器构成的单稳态触发电路处于稳态状态，输出为0；右边的555定时器构成的振荡器，处于清零状态。
⑵ 每按动一下按钮后，左边单稳态触发电路的就产生一个宽度为的正向脉冲输出，
=1.1S；右边的定时器开始振荡，输出脉冲波形，其振荡周期为S。
（3）波形示意图如题解8.9所示：

图 题解8.9
第9章习题及解答
9.1 数字量和模拟量有何区别？A/D转换和D/A转换在数字系统中有何主要作用？
题9.1 解：模拟量是指在时间上和幅值上均连续的物理量，数字量是指在时间上和幅值上均离散的物理量。模拟量通过取样、保持、量化和编码的变换，转换成数字量。A/D转换和D/A转换是数字设备与控制对象之间的接口电路，分别实现模数转换和数模转换。
9.3 在图9.2所示的4位权电阻网络D/A转换器中，如取，试求当输入数字量时的输出电压值？
题9.3 解：根据权电阻网络D/A转换器输出电压的计算公式，当输入数字量时的输出电压值为-2.25V。
9.5 图P9.5所示电路是用AD7520和同步十六进制计数器74163组成的波形发生器电路。已知AD7520的，试画出在时钟信号CLK的连续作用下输出电压的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。

图P9.5
题9.5 解：由于74163工作在计数状态，所以在时钟信号CLK的连续作用下，它的输出端从0000~1111不停地循环，AD7520的输入也从0000~1111不停地循环。根据AD7520芯片内部的倒T形电阻网络结构和分流原理，即可画出输出电压的波形图。

图 题解9.5
9.7 如果某个模拟信号的最高组成频率是20KHz，那么最低的取样频率是多少？
题9.7

解：根据取样定理，最小取样频率是40KHz。
9.9 若采用有舍有入量化方式，将的模拟电压换成四位二进制代码，其量化单位应取何值？最大量化误差为多少V？
题9.9 解：根据有舍有入量化的方法可知：量化单位，最大量化误差为。