数字电子技术基础习题解析

"这是一份关于数字电子技术基础的习题课讲义，来自西安工程大学，由房晔教授讲解。课程涵盖了数字电子技术的基础知识，包括集成门电路的逻辑功能分析以及利用优先编码器74HC148设计逻辑电路的实际问题解决。" 在数字电子技术中，集成门电路是基本的逻辑元件，用于实现各种逻辑函数。TTL（Transistor-Transistor Logic）集成门电路是其中一种常见的类型。在分析TTL门电路的逻辑功能时，通常采用以下步骤： 1. **电路划分**：首先，我们需要将复杂的电路划分为几个基本的逻辑单元，如与门、或门、非门等。 2. **逻辑关系推导**：然后，根据每个逻辑单元的输入与输出关系，写出相应的逻辑表达式。 3. **整体功能表达**：最后，通过组合这些基本逻辑单元的表达式，得到整个电路的逻辑功能表达式。 例如，给定的题目中展示了不同类型的门电路及其逻辑表达式： - **与门**：AB = (AB)' - **或非门**：Y = A + B = (A + B)' - **三态输出反相器**：当控制信号G1+G2为低电平时，输出Y=A'；若G1+G2为高电平，输出为高阻态。 接着，讲义提到了一个实际应用问题，涉及优先编码器74HC148。在医院环境中，四间病室的呼叫系统需要通过逻辑电路实现特定的优先级逻辑。74HC148是一种优先编码器，它能根据输入端的低电平信号来产生唯一的二进制编码输出。 - **优先编码**：当一号病室的呼叫按钮按下时，只有一号灯亮（Y1），其他灯熄灭。类似地，如果二号病室按钮被按下（Y2），只有二号灯亮，以此类推。如果所有病室的按钮都没有按下，而四号病室的按钮被按下，那么四号灯（Y4）才会亮起。 要实现这个逻辑，74HC148的输入端连接到各个病室的按钮，输出端则连接到指示灯的控制信号。例如，如果输入端A、B、C、D分别代表四间病室的按钮，那么根据74HC148的工作原理，当A低电平时，输出端Y1为高电平，控制一号灯亮；B低电平时，输出Y2为高电平，控制二号灯亮；以此类推。同时，还需要附加适当的门电路（如与门、或门、非门等）来确保在满足特定条件时，对应的指示灯亮起，其他灯保持熄灭状态。 通过这样的设计，我们可以构建出一个满足题设要求的逻辑电路，有效地实现了病室呼叫系统的优先级逻辑控制。这不仅是数字电子技术理论知识的应用，也展示了如何将理论知识转化为实际解决方案的能力。在实际工程中，类似的逻辑设计方法广泛应用于各种控制系统和接口电路设计中。