答案。3.1 写出如图题3.1所示电路对应的真值表。
图题3.1 电路。
解:(a)图a中标注x、y、z、w,如下图:
则 x=ab,y=,z=,w=,则。
l===c + c + ab ++
c +)ab +=c + b + ab +=c + b +=c + b+。
得图(a)的真值表如下:
b)图b中, =得真值表如下:
3.2 组合逻辑电路及输入波形(a、b)如图题3.2所示,试写出输出端的逻辑表达式并画出输出波形。
图题3.2 电路及输入波形。
解:由图得l=+=可知ab取相同值时l为1,取不同值时l为0,据此可画出对应的波形图,图略。
3.3 设有四种组合逻辑电路,它们的输入波形a、b、c、d如图题3.3(a)所示,其对应的输出波形为w、x、y、z如图题3.3(b)所示,试分别写出它们的简化逻辑表达式。
图题3.3 输入和输出波形。
解:根据波形图列出真值表如下:
分别画出w、x、y、z的卡诺图如下:
从而得出,w=,x =
y = z =
3.4 试分析图题3.4所示逻辑电路的功能。
图题3.4 电路。
解:由图显然可得l=
列出真值表如下:
从真值表中可知当abcd**现奇数个1时,l为1,出现偶数个1时l为0,所以图示为一奇校验电路。
3.5 试分析图题3.5所示逻辑电路的功能。
图题3.5 电路。
解:由图,
列出真值表如下:
从真值表中可知a与b相同时对应的l1l2l3相同,ab时,l1l2l3=(100),所以图示为一位数比较电路。
3.6 试分析图题3.6所示逻辑电路的功能。
图题3.6 电路。
解:由图可得,s=
显然,这是一个一位数全加器电路,其中a和b分别为加数和被加数,ci为低位进位数,s 为全加和,co为高位进位数。
3.7 试分析图题3.7所示逻辑电路的功能。
图题3.7 电路。
解:由图可得,
图中,半加器的进位数作为了全加器的低位进位数,所以图示为一个两位数的全加器。
3.8 试用2输入与非门设计一个3输入的组合逻辑电路。当输入的二进制码小于3时,输出为0;输入大于等于3时,输出为1。
解:列出真值表如下:
由真值表画出卡诺图如下:
得l= a +bc=,画出逻辑电路图如下:
3.9 试设计一个4位的奇偶校验器,即当4位数中有奇数个1时输出为0,否则输出为1。可以采用各种逻辑功能的门电路来实现。
解:列出真值表如下:
l=,画出电路如下:
3.10 某足球评委会由一位教练和三位球迷组成,对裁判员的判罚进行表决。当满足以下条件时表示同意:
有三人或三人以上同意,或者有两人同意,但其中一人是教练。试用2输入与非门设计该表决电路。
解:设教练是a,三位球迷分别是bcd,表决结果为l,列出真值表如下:
画出卡诺图如下:
得l=ab+ad+ac+bcd=
画出电路图如下:
3.11 某雷达站有3部雷达a、b、c,其中a和b功率消耗相等,c的功率是a的2倍。这些雷达由两台发电机x和y供电,发电机x的最大输出功率等于雷达a的功率消耗,发电机y的最大输出功率是x的3倍。
要求设计一个逻辑电路,能够根据各雷达的启动和关闭信号,以最节约电能的方式启、停发电机。
解:列出真值表如下:
从真值表可得:x=,y=c+ab,画出电路图如下:
3.12 用译码器74138和适当的逻辑门实现函数f=bc+ac+ab+abc。
解:将f表示成与非-与非的形式,得。
设a=a2,b=a1,c=a0,则用译码器74138和一个非门能实现函数f。如下图所示:
3.13 试用一片74138实现函数f(a,b,c,d)=ab+acd。
解:由表达式可知,当a为0时,f恒为0;当a为1时,f的值取决于bcd的值,从而可得,=
因此,可设a=s1,b=a2,c=a1,d=a0,f函数的实现如下图:
3.14 试用一片74x154译码器和必要的与非门,设计一个乘法器电路,实现2位二进制数相乘,并输出结果。74x154示意如图题3.14所示。
图题3.14 74x154示意。
解:设定e0、e1有效(低电平有效),可列出74x154真值表如下:
设a3、a2分别为被乘数的高位和低位,a1、a0分别为乘数的高位和低位。则,f=(a3a2)b (a1a0)b ,f的最大乘积为(1001)b,用四位表示即可。
分别用f3,f2,f1,f0表示f的高位到低位,则可列出f的真值表如下:
可得。画出电路图如下:
3.15 七段显示译码电路如图题3.15(a)所示,对应图题3.15(b)所示输入波形,试确定显示器显示的字符序列是什么。
图题3.15 电路及输入波形。
解: 由图,le低电平时输出有效,le高电平时无输出。
根据波形图,可以得到如下部分真值表:
因此,对应图题(b)所示输入波形,显示器显示的字符序列是0, 1, 6, 9, 4.
3.16 试用4选1数据选择器74153产生逻辑函数f(a,b,c)=∑m(1,2,6,7)。
解:由于函数f有3个输入信号,而4选1选择器只有两个地址输入端,所以可设a=a1,b=a0。变换f可得。
f=可将c和信号对应到选择器地址相对应的数据端,f可表示成。
f=所以,只要d0=c,d1=,d2=0,d3=1即可实现函数f。画出电路图如下:
3.17 74hc151的连接方式和各输入端的输入波形如图题3.17所示,画出输出端y的波形。
图题3.17 电路及输入波形。
解:根据74hc151的功能,在en有效时(低电平有效,即=0),可得。
由图知s0=a, s1=b, s2=c, d0=a0, d1=1, d2=a2, d3=0, d4=, d5=0, d6=,d7=1,因此可得。
得波形对应的部分真值表如下(en有效,即=0时):
=1时,y输出0, =0时,根据真值表可画出对应图(b)的y的波形图,图略。
3.18 应用74151实现如下逻辑函数:
1)f=a+ac+c
2)f=a⊙b⊙c
解:(1)将输入变量接至数据选择器74151的地址输入端,即使得a=a2,b=a1,c=a0.输出变量f接至数据选择器的输出端f。
f的表达式已经是最小项的和形式,从而可得,d4=d5=d1=1, d0=d2=d3=d6=d7=0。画出电路图如下:
2)将f展开如下:
从而可得,d4=d2=d1=d7=1, d0=d3=d5=d6= 0。画出电路图如下:
3.19 试设计一个8位相同数值比较器,当两数相等时,输出l=1,否则l=0。
解:可用两片比较器7485串联来实现。画出电路图如下:
3.20 由4位数加法器74hc283构成的逻辑电路如图题3.20所示,m和n为控制端,试分析该电路的功能。
图题3.20 电路。
解:如图所示,可得b0=m,b1=,b2=,b3=0。
s= (s3s2s1s0)b=a+b,s4为传递的进位输出信号。
因此当mn=00时,b=(b3b2b1b0)b=0000=(0)d,此时s= (i+0) d;
当mn=01时,b=(b3b2b1b0)b=0010=(2)d,此时s= (i+2) d;
当mn=10时,b=(b3b2b1b0)b=0011=(3)d,此时s= (i+3) d;
当mn=11时,b=(b3b2b1b0)b=0101=(5)d,此时s= (i+5) d。
第3章答案
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