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1kΩ，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1μA，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）/2.2kΩ=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×180=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、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：
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。ICC04=2?A+4×20?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6×0.5mA=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。
不报警时的电流：ICC32=20?A+6×0.5mA=3.02mA
报警时的电流：ICC32=20?A+6×0.5mA+1.5mA=4.52mA
74LS08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=6×（5V/1kΩ）=6mA。 不报警动作时，3个上下拉电阻的电流IR=3×（5V/1kΩ）=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ICC为：
ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR =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≈61.5h。 蜂鸣器动作时的电源电流ICC为：
ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR+ISPK=0.082mA+4.52mA+6.8mA+6mA+20mA≈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≈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400kΩ，则蜂鸣器不动作时的电源电流为：
ICC=ICC04+ICC32+ICC08+IR=6?A+8?A +14?A+12.5?A×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?A×3=37.5?A。因此800mA·h的电池供电，可以工作时间t=800/0.066≈12121h，约为505天。
【题4-8】 试用74LS147、74LS04和74LS21组成一个0～9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A3～A0。
解：
.74LS21+5VRP1kΩ&&11101111213123451012345678974147ENA0A1A2A3.S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9.9876543211ABCD9761411174LS04.
【题4-9】 试用门电路设计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：
D 0 0 0 0 1 C 0 0 0 1 X B 0 0 1 X X A 0 1 X X X A1 0 0 0 1 1 A0 0 0 1 0 1 GS 0 1 1 1 1 EO 1 0 0 0 0
得到：
A1?D?DC?D?C A0?D CB?D?D?CB
GS?D?C?B?A EO?D C B A 逻辑电路如下图所示。
.D1.C1B1A1≥1≥1A1A0&≥1GS.&EO.
【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。
F（，B，C）?AB?BC?AC 1AF（2A，B，C）?5，7） ?m（2，解：F（，B，C）?AB?BC?AC= 1A=ABC?ABC?ABC?ABC?F（2A，B，C）?CBA.5，6，7）?m3?m5?m6?m7 ?m（3，.5，7）?m2?m5?m7 ?m（2，Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097&123645A0A1A2G1G2AG2BF21&F1.74138.
【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，发光二极管显示减法结果。
解：
被减数 M 0 0 0 0 1 1 1 1 减数 N 0 0 1 1 0 0 1 1 借位 B 0 1 0 1 0 1 0 1 差 SUB 0 1 1 0 1 0 0 1 借位 C 0 1 1 1 0 0 0 1
SUB?MNB?MNB?MNB?MNB?m1?m2?m4?m7?m1 m2 m4 m7 C?MNB?MNB?MNB?MNB?m1?m2?m3?m7?m1 m2 m3 m7
.+5VR6+5VR1R2R3.LED112315141312111097R7&CNMA0A1A2G1G2AG2B1..645Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7SUBR4Q19013LED2.&CR5.Q29013.74138..
【题4-12】 试用74LS147、74LS46、74LS04与共阳数码管等元件设计一个0～9按键输入，数码管显示按键数字值的电路。 解：
..74LS21+5VRP1kΩ&&+5V7446453712611101111213123451012345678974147ENS0S1S2S3S4S5S6S7S8S9.1ABCD97614111A0A1.BI/RBORBILTABCDabcdefg1312111091514Rx 7+5Vabcdefgdot.987654321COM.A2A3.共阳数码管.74LS04.
【题4-13】 试用门电路设计一个2选1数据选择器。
解：若是输入信号为A、B，选择信号为S，输出信号为Y，则有：
Y?SA?SB
用门电路实现如下：
.S.1&≥1AB.Y.&
【题4-14】 试用8选1数据选择器74LS151实现如下函数。
F（）?AB?BC 1C，B，AF（）?ABD?ABC 2D，C，B，AF（）?ACD?ABCD?BC?BCD 3D，C，B，AF（）?4D，C，B，A（0，2，3，5，7） ?m解：
F1?（D，C，B，A）?BA?CB
?CBA?CBA?CBA?CBA?CBA?CBA?CBA?m7?m6?m3
0CBA1711109432115141312GABCD0D1D2D3D4D5D6D774151..YW56F1.
F（2D，C，B，A）?DBA?CBA ?DCBA?DCBA?DCBA?DCBA?DCB（A）?DCB（A）?DCB（A） ?m（7A）?m（5A）?m（1A）.A0BCD711109432115141312GABCD0D1D2D3D4D5D6D774151YW561..F2...
F（）?ACD?ABCD?BC?BCD 3D，C，B，AF（3D，C，B，A）?DCA?DCBA?CB?DCB
?DCBA?DC BA?DCB A?DCBA?DCBA?DCBA?D CBA?D CBA?D CBA
?DCB（A）?DC B（A）?DCB（ A）?DCB（A?A）?DCB（A?A）?D CB（A?A）=m（ 5A）?m（4A）?m（6A）?m（71）?m（31）?m（11）.A0BCD711109432115141312GABCD0D1D2D3D4D5D6D774151YW561.1.F3....
F（）?4D，C，B，A（0，2，3，5，7） ?m
数字电子技术基础课后答案
