解: (1)根据图解3.1.9可知,片选信号CS1,CS2……CSn为高电平有效,当CSi=1时第i个三态门被选中,其输入数据被送到数据传输总线上,根据数据传输的速度,分时地给CS1,CS2……CSn端以正脉冲信号,使其相应的三态门的输出数据能分时地到达总线上.
(2)CS信号不能有两个或两个以上同时有效,否则两个不同的信号将在总线上发生冲突,即总线不能同时既为0又为1.
(3)如果所有CS信号均无效,总线处于高阻状态.
3.1.12 试分析3.1.12所示的CMOS电路,说明它们的逻辑功能
(A) (B)
(C) (D)
解:对于图题3.1.12(a)所示的CMOS电路,当EN=0时, TP2和TN2均导通,TP1和TN1构成的反相器正常工作,L=A,当EN=1时,TP2和TN2均截止,无论A为高电平还是低电平,输出端均为高阻状态,其真值表如表题解3.1.12所示,该电路是低电平使能三态
非门,其表示符号如图题解3.1.12(a)所示。
图题3.1.12(b)所示CMOS电路,EN=0时,TP2导通,或非门打开,TP1和TN1构成反相器正常工作,L=A;当EN=1时,TP2截止,或非门输出低电平,使TN1截止,输出端处于高阻状态,该电路是低电平使能三态缓冲器,其表示符号如图题解3.1.12(b)所示。 同理可以分析图题3.1.12(c)和图题3.1.12(d)所示的CMOS电路,它们分别为高电平使能三态缓冲器和低电平使能三态非门 ,其表示符号分别如图题3.1.12(c)和图题3.1.12(d)所示。
0 0 1 1 A 0 1 0 1 A 0 1 0 1 3.1.12(b) EN 0 0 1 1 A 0 1 0 1 3.1.12(c 0 0 1 1 A 0 1 0 1 3.1.12(d)
3.2.2 为什么说TTL与非门的输入端在以下四种接法下,都属于逻辑1:(1)输入端悬空;(2)输入端接高于2V的电源;(3)输入端接同类与非门的输出高电压3.6V;(4)输入端接10kΩ的电阻到地。 解:(1)参见教材图3.2.4电路,当输入端悬空时,T1管的集电结处于正偏,Vcc作用于T1的集电结和T2,T3管的发射结,使T2,T3饱和,使T2管的集电极电位Vc2=VcEs2+VBE3=0.2+0.7=0.9V,而T4管若要导通VB2=Vc2≥VBE4+VD=0.7+0.7=1.4V,故T4 截止。又因T3饱和导通,故与非门输出为低电平,由上分析,与非门输入悬空时相当于输入逻辑1。
(2)当与非门输入端接高于2V的电源时,若T1管的发射结导通,则VBE1≥0.5V,T1管的
L 1 0 高阻 高阻 L 高阻 高阻 0 1 L 1 0 高阻 3.1.12(a)
0 0 1 1 L 0 1 高阻 高阻 基极电位VB≥2+ C1=2.5V。而VB1≥2.1V时,将会使T1的集电结处于正偏,T2,T3处于饱和状态,使T4截止,与非门输出为低电平。故与非门输出端接高于2V的电源时,相当于输入逻辑1。
(3)与非门的输入端接同类与非门的输出高电平3.6V输出时,若T1管导通,则VB1=3.6+0.5=4.1。而若VB1>2.1V时,将使T1的集电结正偏,T2,T3处于饱和状态,这时VB1被钳位在2.4V,即T1的发射结不可能处于导通状态,而是处于反偏截止。由(1)(2),当VB1≥2.1V,与非门输出为低电平。
(4)与非门输入端接10kΩ的电阻到地时,教材图3.2.8的与非门输入端相当于解3.2.2图
所示。这时输入电压为VI=(Vcc-VBE)=10(5-0.7)/(10+4)=3.07V。若T1导通,
则VBI=3.07+ VBE=3.07+0.5=3.57 V。但VBI是个不可能大于2.1V的。当VBI=2.1V时,将使 T1管的集电结正偏,T2,T3处于饱和,使VBI被钳位在2.1V,因此,当RI=10kΩ时,T1将处于截止状态,由(1)这时相当于输入端输入高电平。
3.2.3 设有一个74LS04反相器驱动两个74ALS04反相器和四个74LS04反相器。(1)问驱动门是否超载?(2)若超载,试提出一改进方案;若未超载,问还可增加几个74LS04门? 解:(1)根据题意,74LS04为驱动门,同时它有时负载门,负载门中还有74LS04。 从主教材附录A查出74LS04和74ALS04的参数如下(不考虑符号) 74LS04:IOL(max)=8mA,IOH(max)=0.4mA;IIH(max)=0.02mA. 4个74LS04的输入电流为:4IIL(max)=4?0.4mA=1.6mA,
4IIH(max)=4?0.02mA=0.08mA
2个74ALS04的输入电流为:2IIL(max)=2?0.1mA=0.2mA,
2IIH(max)=2?0.02mA=0.04mA。
① 拉电流负载情况下如图题解3.2.3(a)所示,74LS04总的拉电流为两部分,即4个
74ALS04的高电平输入电流的最大值4IIH(max)=0.08mA电流之和为
0.08mA+0.04mA=0.12mA.而74LS04能提供0.4mA的拉电流,并不超载。
② 灌电流负载情况如图题解3.2.3(b)所示,驱动门的总灌电流为1.6mA+0.2mA=1.8mA. 而74LS04能提供8mA的灌电流,也未超载。
(2)从上面分析计算可知,74LS04所驱动的两类负载无论书灌电流还是拉电流均未超
3.2.4
图题3.2.4所示为集电极门74LS03驱动5个CMOS逻辑门,已知OC门输管
截止时的漏电流=0.2mA;负载门的参数为:=4V,=1V,==1A试计算上拉电阻的值。
从主教材附录A查得74LS03的参数为:VOH(min)=2.7V,VOL(max)=0.5V,IOL(max)=8mA.根据式(3.1.6)形式(3.1.7)可以计算出上拉电阻的值。灌电流情况如图题解3.2.4(a)所示,74LS03
输出为低电平,
IIL(total)=5IIL=5?0.001mA=0.005mA,有
Rp(min)=
(5?4)VVDD?VOL(max)?0.56K? =
IOL(max)?IIL(total)(8?0.005)mA拉电流情况如图题解3.2.4(b)所示,74LS03输出为高电平,
IIH(total)=5IIH=5?0.001mA=0.005mA
由于VOH(min) RP(max)= (5?4)VVDD?VoH(min)==4.9K? IOL(total)?IIH(total)(0.2?0.005)mA综上所述,RP的取值范围为0.56??4.9? 3.6.7 设计一发光二极管(LED)驱动电路,设LED的参数为VF=2.5V, ID=4.5Ma;若VCC=5V,当LED发亮时,电路的输出为低电平,选出集成门电路的型号,并画出电路图. 解:设驱动电路如图题解3.6.7所示,选用74LSO4作为驱动器件,它的输出低电平电流IOL(max)=8mA, VOL(max)=0.5V,电路中的限流电阻 R= VCC?VF?VOL(max)(5?2.5?0.5)v?444Ω = ID4.5mA

