数电 习题答案.pptx

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1、第7章 习题答案7.7带使能输入T T触发器的特征方程:J-K J-K触发器的特征方程:所以 ,即 第1页/共65页第7章 习题答案7.12激励方程和输出方程：第2页/共65页第7章 习题答案7.18第3页/共65页第7章 习题答案7.19 excitation equations:D1=XD2=(Q1+Y)Q3 =Q1Q3+YQ3D3=YQ2+Q1Excitation/transition table:Q3Q2Q1XY00 01 10 11Q3*Q2*Q1*0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1100 110 101 111010 110 011 1

2、11100 110 101 111010 010 011 011100 100 101 101000 100 101 101100 100 101 101000 000 001 001第4页/共65页第7章 习题答案7.19State/output table:SXY00 01 10 11S*ABCDEFGHE G F HC G D HE G F HC C D DE E F FA E F FE E F FA A B B0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1第5页/共65页第7章 习题答案7.20 excitation equations:EN1=Y E

3、N2=XYQ1Z=XQ2Excitation/transition table:Q2Q1XY00 01 10 11Q2*Q1*0 00 11 01 100 01 00 0101 10 01 0010 01 10 1111 00 11 10第6页/共65页第7章 习题答案7.20Z=XQ2State/output table:SXY00 01 10 11S*,Z0 0 A0 1 B1 0 C1 1 DA,1 B,1 A,0 B,0B,1 C,1 B,0 A,0C,0 B,0 C,0 D,0D,0 A,0 D,0 C,0第7页/共65页第7章 习题答案7.21State A:00011110000

4、1111011WX11111111YZ11ZXSo,(X+Z)=0 is uncovered.第8页/共65页第7章 习题答案7.21State B:000111100001111011WX11111111YZ11ZYSo,(W+X+Y+Z)=0 is uncovered.111XW(WX+YZ+WZ+XY)=1 is double-covered.第9页/共65页第7章 习题答案7.21State C:000111100001111011WX11111111YZ11ZYSo,(W+X+Y+Z)=0 is uncovered.111XW(WX+YZ+WY+XZ)=1 is double-cov

5、ered.第10页/共65页第7章 习题答案7.21State D:00011110000111101WX1111YZ1WXZSo,(W+X)(X+Y)(X+Z)=0 is uncovered.XY第11页/共65页第7章 习题答案7.44（1）分析）分析:INIT=1 期间期间,Z=0;当当INIT变为变为0时时,Z=0保持到保持到 X输入输入0011或或1100后后,Z变为变为1;此后此后Z保持保持1状态状态,直到直到INIT=1时时,Z变为变为0.状态定义：状态定义：A:INIT=1；B:INIT=0，且，且X输入输入“0”；C:INIT=0，且，且X输入输入“1”；D:INIT=0，且

6、，且X输入输入“00”；E:INIT=0，且，且X输入输入“11”；F:INIT=0，且，且X输入输入“001”；G:INIT=0，且，且X输入输入“110”；H:INIT=0，且，且X输入输入“1100”或或”:0011”第12页/共65页第7章 习题答案7.44（2）状态/输出表X一旦输入“0011”或“1100”后，对X的记录重新开始，即当INIT=0期间INIT 111 000 000 000 001X输入：001 100 000 110 000Z输出：000 000 000 001 110第13页/共65页第7章 习题答案7.44原状态原状态 SINIT，X 输入输入00 01 10

7、 11输出输出ZABCDEFGH B,C A A D C A A B E A A D F A A G E A A B H A A H C A A H H A A00000001新状态新状态S*，第14页/共65页第7章 习题答案7.44AZ=0BZ=0DZ=0FZ=0HZ=1GZ=0EZ=0CZ=0INITINITINITINITINITINITINITINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITXINITINIT第15页/共65页第7章 习题答案7.46 1)state/output tableX0

8、1SABCDBCBBDBAC0010ZS*000111102)transition/output tableX01Q1Q001110101100100110010ZQ1*Q0*00011110第16页/共65页第7章 习题答案7.46 3)Excitation equations and output equationX01Q1Q001110101100100110010ZQ1*Q0*00011110D0=Q0*=X+Q1Q0+Q1Q0D1=Q1*=Q1Q0X+Q0XZ=Q1Q04)Circuit.第17页/共65页第7章 习题答案7.47 1)state/output tableAB00 0

9、1 11 10SINITA0A1OK0OK100011ZS*A0OK0A0OK0A0A0OK0A0OK0OK0A1A1OK1OK1OK1A1A1OK1A1OK1第18页/共65页第7章 习题答案7.47 AB00 01 11 10Q1Q2Q3INITA0A1OK0OK100011ZQ1*Q2*Q3*0000010100111000010110010110010010110010110110100101001001000100101000101002)transition/output table第19页/共65页第7章 习题答案7.47 3)Excitation equations and o

10、utput equation0001111000011110Q2Q3AB0001111000011110Q2Q3ABD1=Q1*=Q1A+Q2AB+Q2Q3A11111ddddddddddddQ1=0Q1=1第20页/共65页第7章 习题答案7.47 3)Excitation equations and output equation0001111000011110Q2Q3AB0001111000011110Q2Q3ABD2=Q2*=Q2Q3+Q3A+Q2AB+Q1Q2A111dddddddddddd1111111Q1=0Q1=1第21页/共65页第7章 习题答案7.47 3)Excitati

11、on equations and output equation0001111000011110Q2Q3AB0001111000011110Q2Q3ABD3=Q3*=A11111dddddddddddd11111Q1=0Q1=1第22页/共65页第7章 习题答案7.47 3)Excitation equations and output equation0001111000011110Q2Q3AB0001111000011110Q2Q3ABQ1=0Q1=1Z=Q1+Q2Q31111dddddddddddd1111第23页/共65页第7章 习题答案7.47 4)比较Z=Q1+Q2Q3D3=Q3*

12、=AD2=Q2*=Q2Q3+Q3A+Q2AB+Q1Q2AD1=Q1*=Q1A+Q2AB+Q2Q3A本题表达式：Z=Q2D3=Q3*=AD2=Q2*=Q1Q3A+Q3A+Q2BD1=Q1*=1节教材方框中表达式：3个与门，1个或门 4个与门，1个或门 1个与门，1个或门 3个与门，1个或门 所以，本习题要多用5个与门，2个或门。第24页/共65页第7章 习题答案7.52，7.54 与 7.47 方法类似，略。第25页/共65页第7章 习题答案补充题：用D触发器分别设计可重叠和不可重叠的“101”序列检测器。可重叠：不可重叠：X：101011101 X:101011101Y:001010001 Y

13、:001000001解答：解答：状态定义：状态定义：INIT:起始状态，或者等待第一个起始状态，或者等待第一个“1”；X1：X输入输入“1”；X10：X输入输入“10”；X101：X输入输入“101”解答：解答：1.可重叠的101序列检测器Mealy 机的状态/输出表X01SINITX1X10X101INIT,0X10,0INIT,0X10,0S*，YX1,0X1,0X101,1X1,0可见，X1和X101等价，将X1代替X101重写状态/输出表。第26页/共65页第7章 习题答案补充题：用D触发器分别设计可重叠和不可重叠的“101”序列检测器。可重叠：不可重叠：X：101011101 X:1

14、01011101Y:001010001 Y:001000001解答：解答：1.可重叠的101序列检测器Mealy 机的化简后的状态/输出表X01SINITX1X10INIT,0X10,0INIT,0S*，YX1,0X1,0X1,1解答：解答：2.可重叠的101序列检测器Moore 机的的状态/输出表X01SINITX1X10X101INITX10INITX10S*X1X1X101X1Y0001后面步骤略。（请同学自己完成）后面步骤略。（请同学自己完成）第27页/共65页第7章 习题答案补充题：用D触发器分别设计可重叠和不可重叠的“101”序列检测器。可重叠：不可重叠：X：101011101 X

15、:101011101Y:001010001 Y:001000001解答：解答：3.不可重叠的101序列检测器Mealy 机的化简后的状态/输出表X01SINITX1X10INIT,0X10,0INIT,0S*，YX1,0X1,0INIT,1解答：解答：3.不可重叠的101序列检测器Mealy 机的状态/输出表X01SINITX1X10X101INIT,0X10,0INIT,0INIT,0S*，YX1,0X1,0X101,1X1,0可见，INIT和X101等价，将INIT代替X101重写状态/输出表。后面步骤略。（请同学自己完成）第28页/共65页第7章 习题答案补充题：用D触发器分别设计可重叠

16、和不可重叠的“101”序列检测器。可重叠：不可重叠：X：101011101 X:101011101Y:001010001 Y:001000001解答：解答：4.不可重叠的101序列检测器Moore 机的的状态/输出表X01SINITX1X10X101INITX10INITINITS*X1X1X101X1Y0001后面步骤略。（请同学自己完成）第29页/共65页第8章 习题答案8.13LD_L=RCO_LA=QAB=QBC=QCD=QDUP/DN=QDQDQCQBQA RCO_L 0 0 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 0

17、1 1 1 1 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 1所以计数顺序为:0,8,9,10,11,12,13,14,15,7,6,5,4,3,2,1,0,8，9.第30页/共65页第8章 习题答案8.1474x163 CLKCLRLDENPENTA QAB QBC QCD QD RCO+5VCLK0001第31页/共65页第8章 习题答案8.14QDQCQBQA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 1所以计数顺序为:0,1,2,3,4,5,8,9,10,0.1 0 0 01 0 0 11 0

18、1 0LD_L=(QAQC)CLR_L=(QBQD)当状态为1X1X时,清零.当状态为X1X1时,载入数据1000.第32页/共65页第8章 习题答案8.1574x138译码器的内部电路见图6-35。Y2_L=(A(B)C)当ABC从111变为000时，Y2_L为：ABCAC(B)Y2_L=(A(B)C)Y2_L输出的尖峰脉冲宽度为10ns.第33页/共65页第8章 习题答案8.16Q3Q2Q1Q0001100011000010001101101111011110010100111001011010110100111状态图：第34页/共65页第8章 习题答案8.35即 4-14计数，0100-

19、1110 74X16321971034561413121115CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCOCLOCK+5VQ0Q1Q2Q3第35页/共65页第8章 习题答案8.38Design a modulo-129 counter using only two 74x163s and no additional gates.Solution:计数顺序为 128，129，130，255，0，128，129，138，,即1000000010000001100000101111111100000000实现方法：1.将低4位的74X163的RCO连接到高4位的74X163的ENP和E

20、NT端，即当低4位计数到1111时，下一个clock到来，新状态的高4位加1.2.将最高位Q7作为两片74X163的LD_L输入，因为前128个状态10000000-11111111中，Q7始终为1，仅有最后一个状态00000000中，Q7才为0，当Q7为0时，就完成置数的工作，即新状态为10000000.从而最终实现10000000-00000000的计数。第36页/共65页74X16321971034561413121115CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCOCLOCK+5VQ0Q1Q2Q374X16321971034561413121115CLKCLRLDENPEN

21、TABCDQAQBQCQDRCOQ4Q5Q6Q700010000第37页/共65页第8章 习题答案8.46Solution:计数顺序为 7,6,5,4,3,2,1,0,8,9,10,11,12,13,14,15,7 即Q3=0时，减法计数Q3=1时，加法计数RC0=0时，载入Q3Q2Q1Q00111011001010100001100100001000010001001101010111100110111101111RC0=0RC0=0第38页/共65页第8章 习题答案8.46第39页/共65页8.55只用两个SSI/MSI 组件设计：第40页/共65页8.55 CLKCLRS1S0LIND

22、QDC QCB QBA QARIN74x194 CLKCLRS1S0LIND QDC QCB QBA QARINCLK110LINQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7用了三个SSI/MSI 组件设计。第41页/共65页8.58 由4个D触发器可以构成非自启动的John 计数器。D Q CK QD Q CK QD Q CK QD Q CK QCLKFF3FF2FF1FF0Q3D0Q2Q1Q0另外再用8个与门即可构成这8个状态的译码。分别是：Y0=Q3Q2Q1Q0Y1=Q3Q2Q1Q0Y2=Q3Q2Q1Q0Y3=Q3Q2Q1Q0Y4=Q3Q2Q1Q0Y5=Q3Q2Q1Q

23、0Y6=Q3Q2Q1Q0Y7=Q3Q2Q1Q0第42页/共65页补充习题：补充习题：1 用用D触发器设计触发器设计“000”序列检测器序列检测器.（注意：（注意：Moore机与机与Mealy机设计的区别）机设计的区别）解解：1）状态定义）状态定义 ，设设A为输入变量，为输入变量，Z为输出变量。为输出变量。假设序列允许重叠。当假设序列允许重叠。当A输入输入“000”时时，Z输出输出1。A：0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 Z：0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 STA：起始状态：起始状态 A0：A输入输入“0”A00：A输入输入“00”A000：A输入输入“000”2）状态）状态/输出

24、表输出表AS01STAA0A00A000S*，ZA0，0STA，0A00，0STA，0A000，1STA，0A000，1STA，0可见，状态可见，状态A00 与与A000等效，去掉等效，去掉A000 状态。状态。第43页/共65页补充习题：补充习题：1 用用D触发器设计触发器设计“000”序列检测器序列检测器.3）化简后的状态）化简后的状态/输出表输出表AS01STAA0A00S*，ZA0，0STA，0A00，0STA，0A00，1STA，04）状态编码。）状态编码。设：设：STA 00 A0 01 A00-105）转移）转移/输出表输出表AQ1Q001000110Q1*Q0*，Z01，000

25、，010，000，010，100，0第44页/共65页补充习题：补充习题：1 用用D触发器设计触发器设计“000”序列检测器序列检测器.6）确定转移方程和输出方程）确定转移方程和输出方程01Q1Q0AQ1*00 01 11 1011ddD1=Q1*=Q0A+Q1A01Q1Q0AQ0*00 01 11 101ddD0=Q0*=Q1Q0A01Q1Q0AZ 00 01 11 101ddZ=Q1A第45页/共65页补充习题：补充习题：1 用用D触发器设计触发器设计“000”序列检测器序列检测器.7）画出状态图，检查自启动能力）画出状态图，检查自启动能力00 01 10 11 A=0A=0A=1A=1A

26、=0Z=1A=1A=0Z=1A=1是自启动的电路。8）画出电路图。（请同学们根据激励方程和输出方程画出电路图）画出电路图。（请同学们根据激励方程和输出方程画出电路图）第46页/共65页补充习题：补充习题：2用移位寄存器用移位寄存器74X194和和74X138 译码器实现译码器实现“000”序列检测器。序列检测器。CLKCLRS1S0LIND QDC QCB QBA QARIN74x194+5VCLOCKRESET_LA74x138ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Z+5VG1G2AG2B第47页/共65页补充习题：补充习题：3.用计数器和多路复用器实现用计数器和多路复用器实现“011111

27、10”序列发生器。序列发生器。74x163 CLKCLRLDENPENTA QAB QBC QCD QD RCOENABCD0D1D2D3D4D5D6D7YY74x151+5V+5V序列序列信号信号输出输出CLK0第48页/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减法计数。时，减法计数。解解:1)画出转移输出表画出转移输出表M Q2Q1Q0Q2*Q1*Q0*C0 0 0 00 0 1 00 0 0 00 0 0 10 1 0 00 0 1

28、00 1 1 00 0 1 11 0 0 00 1 0 00 0 0 11 0 0 11 0 0 01 1 0 00 1 1 01 0 1 10 1 0 01 0 1 00 0 1 00 0 0 10 0 0 0第49页/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减法计数。时，减法计数。解解:2)确定转移方程和输出方程确定转移方程和输出方程Q1Q00001111000011110d1Q2*=MQ1Q0+MQ2Q1Q0MQ21ddddd第50页

29、/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减法计数。时，减法计数。解解:2)确定转移方程和输出方程确定转移方程和输出方程Q1Q00001111000011110d1Q1*=MQ2+MQ1Q0+MQ1Q0+MQ1Q0MQ21ddddd11第51页/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减

30、法计数。时，减法计数。解解:2)确定转移方程和输出方程确定转移方程和输出方程Q1Q00001111000011110d1Q0*=MQ2+Q1Q0+MQ2Q0MQ21ddddd11第52页/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减法计数。时，减法计数。解解:2)确定转移方程和输出方程确定转移方程和输出方程Q1Q00001111000011110d1C=Q2+MQ1Q0MQ2ddddd11第53页/共65页补充习题：补充习题：4.用用D触发器

31、设计一个五进制加触发器设计一个五进制加/减计数器，进位减计数器，进位/借位输出为借位输出为C，控制位，控制位M=0时，加法计数；时，加法计数；M=1时，减法计数。时，减法计数。解解:3)画出状态图，确定自启动能力画出状态图，确定自启动能力000001010011100101111110是自启动的。是自启动的。4）画出电路图。）画出电路图。M=0Z=0M=0Z=0M=0Z=0M=0Z=0M=0Z=1M=1Z=0M=1Z=0M=1Z=0M=1Z=0M=1Z=1M=0Z=1M=1Z=1M=0Z=1M=1Z=1M=0Z=1M=1Z=1第54页/共65页74X1602197103456141312111

32、5CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCO1CLOCK补充习题：补充习题：5 判断下列电路是几进制的计数器，画出状态图。判断下列电路是几进制的计数器，画出状态图。解：74X160是带异步清零端的十进制计数器。所以该电路的计数顺序是从000到101。第55页/共65页74X16021971034561413121115CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCO1CLOCK解：该电路的计数顺序是从000到101。第56页/共65页74X16021971034561413121115CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCO1CLOCK解：该电路的计

33、数顺序是从0100到1001。第57页/共65页74X16021971034561413121115CLKCLRLDENPENTABCDQAQBQCQDRCO1CLOCK解：该电路的计数顺序是从0011到1000。第58页/共65页第9章 习题答案9.1 1）练习题6.31 有4个输入变量：A1，B1，A2，B2 2个输出变量：Y1，Y2 所以，用ROM实现该题需要容量为242的ROM2）图6-37 有9个输入变量：N0N4，EN1，EN2_L,EN3_L,EN4 32个输出变量：DEC0_L DEC31_L 所以，用ROM实现该题需要容量为2932的ROM3)图6-73有7个输入变量：DU1

34、:7 8个输出变量：DC_L1:7,NOERROR_L 所以，用ROM实现该题需要容量为278的ROM第59页/共65页第9章 习题答案9.1 4）图图6-93有有36个输入变量：个输入变量：A15:0,B15:0,S2:0,C0 18个输出变量：个输出变量：F15:0,GALL_L,PALL_L 所以，用所以，用ROM实现该题需要容量为实现该题需要容量为23618的的ROM.5)图图X6-44有有7个输入变量个输入变量,9个输出变量个输出变量,所以，用所以，用ROM实现该实现该 题需要容量为题需要容量为279的的ROM.通过比较，练习题通过比较，练习题6.31所用所用ROM器件最少。器件最少

35、。第60页/共65页第9章 习题答案9.4 假设两个假设两个8位二进制数位二进制数A7：0和和B7：0相乘，相乘，结果为结果为C15：0.所以所以ROM的大小为的大小为21616。ROMWEOECSA0:7B0:7C0:15第61页/共65页第9章 习题答案9.5 HM628512SRAM大小为大小为2198。要设计。要设计2M8的的SRAM，则需，则需要要4片片HM628512SRAM进行字扩展。进行字扩展。第62页/共65页I/O0 I/O7HM628512(0)A0 A18 WE OE CSI/O0 I/O7HM628512(1)A0 A18 WE OE CSI/O0 I/O7HM628512(2)A0 A18 WE OE CSI/O0 I/O7HM628512(3)A0 A7 WE OE CS 2-4 decoderA0A18WE_LA19A20I/O0I/O7Y0Y1Y2Y3OE_L需要4片HM628512SRAM进行字扩展。第63页/共65页A0A18OE_LA19I/O0I/O7IO0 IO1 IO7HM628512A0 A18 WE OE CSIO0 IO1 IO7HM628512A0 A18 WE OE CSWE_LI/O1若需要2片HM628512SRAM进行字扩展。则第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页