数字电路作业答案2.docx

2－3 图2－7中的逻辑门均为TTL门。试问图中电路能否实现，，的功能？要求说明理由。解图2－7（a）需要确定在与非门输出信号驱动下，三极管能否实现非门功能。当与非门输出低电平（约0.3V）时，由于三极管的（三极管的导通电压），所以三极管截止，集电极电阻（）上的压降为0，F1输出高电平（＋5V）。当与非门输出高电平（约3.6V）时，三极管导通，VBE＝0.7V，基极电流为三极管的基极饱和电流为（设三极管饱和输出电压VCES=0.2V）]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]由于IBIBS，三极管饱和，F1输出低电平（0.2V）。综上所述，三极管实现非门功能。整个电路是一个与非－非结构，实现与运算。图2－7（b）所示电路中，当与非门输出高电平（3.6V）时，三极管导通，导通后的三极管的VBE基本上被钳制在0.7V，把与非门输出电平也下拉到0.7V，多余的高电平由逻辑门内部的输出电路负担，逻辑门输出电流过大。不仅造成逻辑门输出电平错误，而且容易损坏器件。所以，该电路结构是不正确的。图2－7（c）所示电路是两个集电极开路与非门的输出信号采用“线与”连接的结构。该电路存在的问题是，缺少集电极开路门输出端必须的上拉电阻和上拉电源。所以，该电路不能实现。2－14 改用最少的与非门实现图2－22所示电路的功能。解首先，根据图2－22写出函数表达式，然后进行函数化简，求出最简与或式，并用与非门实现。在允许反变量输入的条件下，实现该函数只需要两个2输入与非门，电路如图2－23所示。2－24 一个走廊的两头和中间各有一个开关控制同一盏灯。无开关闭合时，电灯不亮；当电灯不亮时，任意拨动一个开关都使灯亮；当灯亮时，任意拨动一个开关都使灯熄灭。试用异或门实现该电灯控制电路。表2－14ABCF0 0000 0 110 1 010 1 101 0 011 0 101 1 001 111解设三个开关为A、B、C，取值为0表示“关”，1表示“开”；电灯用F表示，0为灭，1为亮。又设三个开关都关闭时，灯不亮，即变量ABC=000时，F=0。根据题意，真值表如表2－14所示。由真值表可以看出，当自变量取值中有奇数个1时，函数值为1，所以函数表达式为电路如图2－38所示。注意，74系列只有两输入异或门。2－25 设A、B、C、D分别代表四对话路，正常工作时最多只允许两对同时通话，并且A路和B路、C路和D路、A路和D路不允许同时通话。试用或非门设计一个逻辑电路（不允许反变量输入），用以指示不能正常工作的情况。解设A、B、C、D取值为1表示通话，0表示不通话；F=1表示不能正常工作。真值表如表2－15所示。用卡诺图化简（略），求得的最简或与式为。表2－15ABCDFABCDF00000100000001010011001001010000111101110100011001010101101101100111010111111111或非门电路如图2－39所示。2－29 试用3线－8线译码器74138和必要的逻辑门实现5线－32线译码器。解本题是典型的译码器规模扩展问题。5线－32线译码器有5个编码输入端，输入5位二进制编码，32个译码输出端输出译码结果，任意时刻有且只有一个输出端有效。3线－8线译码器有3个编码输入端，8个译码低电平有效的输出端。显然，4片74138可以提供32个译码输出端，将5个编码输入端的低3位用来进行片内译码，高2位用于实现片选，同时利用74138的3个使能端实现片选，可以最大限度地减少外加逻辑门的数量。完整的电路如图2－47所示。当时，74138(1)被选中，根据的输入值，中有一个为低电平，其它三个芯片的输出端都是高电平；当时，74138(2)被选中，根据的输入值，中有一个为低电平，其它三个芯片的输出端都是高电平；依此类推。构造电路时，要特别注意，输入的编码值要和译码输出端的下标数值一致。2－32 试用双四选一数据选择器74153实现十六选一数据选择器。解本题属于典型的MUX扩展问题。用四选一实现十六选一的基本思路是，先用4个四选一从16路输入信号中选出4路，再用一个四选一从这4路中选出1路。十六选一有16个数据输入端D0～D15和4个地址输入端A3A2A1A0，设计的关键是4个地址输入端的使用。经过简单尝试就可以发现，合理的地址线连接方式应该是：将低2位地址A1A0接在用于初选（16选4）的4个四选一地址端上；高2位地址A3A2用作下一级四选一的地址。改变地址线的连接方式也可以，但会造成地址与输入数据线的序号混乱。74153是双四选一MUX，片内的两个四选一共用地址线，每个四选一有各自的低电平有效使能端G1、G2，本题中将它们接在一起，用作十六选一的使能端，本题电路需