《数字逻辑与数字系统》是电子工业出版社出版的一本教科书,作者为朱卫东和伍卫国。该书的课后习题答案覆盖了第1-3章的内容,习题答案部分不仅提供了每道题目的答案,还详细阐述了解题过程,是学习数字逻辑与数字系统课程时的重要参考资源。
在数字逻辑与数字系统领域,基础知识点涵盖了数字量与模拟量的区别、二进制与十六进制等不同数制之间的转换、原码、反码、补码的概念及其在二进制数的表示与计算中的应用,以及校验码(如奇偶校验码)和错误检测与纠正码(如海明码)的概念。此外,还涉及到逻辑门的基础知识和工作原理,如多射极晶体管技术是TTL(晶体管-晶体管逻辑)的核心,它允许晶体管作为开关和放大器,以提供更快的信号传输。TTL电路可以通过简单的串联和并联连接来构建更复杂的逻辑电路。
在数制转换方面,学习者将会了解八进制、十进制和十六进制之间的转换规则,例如通过加权计算将八进制数转换为十进制数,或者反之亦然。二进制数的计算也是学习的重点,包括加法、减法、乘法和除法运算,其中特别要注意二进制减法中需要考虑的借位问题。
关于编码系统,学生需要掌握BCD码(二进制编码的十进制)的概念,包括它在十进制数表示中的应用。BCD码加减运算的规则也在习题答案中被详细阐述,包括加法时对超出BCD码表示范围的数值进行加6修正,以及减法时如何进行减6修正。
在数字系统设计中,错误检测和纠正是一种重要的技术,其中卡诺图的使用是为了简化逻辑函数,通过图形化方法来找出最简表达式。卡诺图可以基于变量组合的0和1的分布来确定逻辑函数,从而在数字逻辑设计中减少所需的逻辑门数量。
校验码和纠错码的应用是为了确保数据在传输过程中的准确性。奇偶校验位用于简单的错误检测,而海明码则是一种更复杂的纠错码,它可以在不重复传输数据的情况下检测和纠正单比特错误。
CMOS技术是另一种重要的数字逻辑实现方式,由PMOS管和NMOS管组成,它利用互补控制信号进行有效控制。CMOS技术在功耗和速度方面的优势使其成为现代电子设备的首选技术之一。
在更广泛的应用中,可扩展的二进制编码如Gray码(格雷码)用于减少在二进制数转换过程中出现的错误,它通常用于旋转编码器和增量式运动传感器中。Gray码与其他二进制数的转换规则也被详细解释。
习题答案的详细解释帮助学生了解每一步解题过程,例如第1.21题提示使用卡诺图来简化逻辑表达式,以及第1.27题详细描述了TTL逻辑门的工作原理。此外,第1.28题到1.29题涉及了数字电路中的基本逻辑门,如AND、OR、NOT等,它们是数字系统中最基础的组成单位。
这本习题答案书是学习数字逻辑与数字系统课程不可或缺的参考,它不仅提供了答案,还帮助学生深入理解每个概念和原理,是学生掌握数字电子技术的一个重要工具。