《数字电路与逻辑设计》第四章习题解析（张俊涛）

简介：
《数字电路与逻辑设计》第四章习题解析由作者张俊涛编写，提供了对课程中关键概念和问题的深入剖析，帮助学生理解和掌握数字电路及逻辑设计的核心原理。 《数字电路与逻辑设计》第四章习题解答由张俊涛编写，并由清华大学出版社出版。这本书适用于学习数字电子技术，并可以作为研究生入学考试的学习辅助参考资料。 数字电子技术是电类及计算机相关专业的重要基础课程，旨在培养学生利用逻辑代数进行典型数字逻辑器件的设计能力；运用电路知识分析门电路、定时器以及AD和DA转换器的工作原理；通过仿真方法解决复杂的数字系统设计问题，并得出有效结论。此外，学生还应能够根据功能需求完成应用系统的部件设计及技术开发工作，并能综合电子技术知识对实际工程中的数模混合或纯数字电路进行分析论证。 《数字电路与逻辑设计》第四章习题涵盖了组合逻辑电路的设计和应用等核心知识点。这些题目要求我们不仅掌握基本的逻辑代数定律，还要熟悉各种类型的门电路（如与门、或门、非门及异或门）特性，并能利用它们实现特定功能。 4.1 题目是设计一个电路，在输入为四位二进制数且满足条件 4＜DCBA≤9时输出Y为高电平。通过逻辑运算，可以得出最终的布尔表达式 Y=DCA+DCB+DCB ，表明了该结果依赖于D、C、B和A之间的相互关系。 4.2 题目与上一题类似，但输入采用8421BCD码（每位权重分别为8, 4, 2, 1）。同样需要根据条件确定逻辑表达式Y=D+CA+CB ，这表示输出依赖于各个位的组合情况。 4.3 设计任务是创建一个四位奇偶校验器，当输入中包含奇数个“1”时置高电平。此问题可以通过异或门实现, 由于其特性在输入中有奇数个1时产生逻辑高电平输出，故表达式为Y=A⊕B⊕C⊕D ，说明了该结果是四路输入的异或运算。 4.4 题目设计了一个控制电路，根据信号X决定是否反转输入。当X=0时不改变原值；而当X=1时则相反输出。这可以通过逐位进行逻辑异或操作实现, 即Y=X⊕Di ，其中 Yi 表示第 i 个位置的输出结果。 4.5 题目是设计电话优先级控制电路，根据编码分配不同等级。利用与门和非门可以完成该任务：高优先级呼叫仅依赖自身状态；中等级别则需要排除更高级别的干扰信号等等。 4.6 设计了一个监测设备故障的指示器，在单一、双个或所有设备出现异常时分别点亮黄色或者红色灯，甚至两者同时亮起。这涉及到将电路的状态通过逻辑运算转化为相应的灯光控制信号。 这些题目展示了数字逻辑设计的核心在于如何把实际问题转换成布尔表达式，并利用基本门来构建实现方案。这对于理解和创建复杂的数字系统至关重要，在电子技术和计算机工程领域尤其重要。此外, 它们还锻炼了学生分析、抽象思维和逻辑推理的能力，是成为专业IT人才的基础训练内容之一。