数电习题答案

第7章 习题答案,7.4,7.5,第7章 习题答案,7.7,带使能输入T触发器的特征方程: J-K触发器的特征方程: 所以 , 即,第7章 习题答案,7.12,激励方程和输出方程：,第7章 习题答案,7.18,第7章 习题答案,7.19 excitation equations:,D1=X D2=(Q1+Y) Q3 =Q1Q3+YQ3 D3=YQ2+Q1,Excitation/transition table:,Q3Q2Q1,XY,00 01 10 11,Q3*Q2*Q1*,0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1,1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1,100 110 101 111,010 110 011 111,100 110 101 111,010 010 011 011,100 100 101 101,000 100 101 101,100 100 101 101,000 000 001 001,第7章 习题答案,7.19,State/output table:,S,XY,00 01 10 11,S*,A B C D E F G H,E G F H,C G D H,E G F H,C C D D,E E F F,A E F F,E E F F,A A B B,0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1,1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1,第7章 习题答案,7.20 excitation equations:,EN1=Y EN2=XYQ1 Z=XQ2,Excitation/transition table:,Q2Q1,XY,00 01 10 11,Q2*Q1*,0 0 0 1 1 0 1 1,00 01 00 01,01 10 01 00,10 01 10 11,11 00 11 10,第7章 习题答案,7.20,Z=XQ2,State/output table:,S,XY,00 01 10 11,S*,Z,0 0 A 0 1 B 1 0 C 1 1 D,A,1 B,1 A,0 B,0,B,1 C,1 B,0 A,0,C,0 B,0 C,0 D,0,D,0 A,0 D,0 C,0,第7章 习题答案,7.21,State A:,00,01,11,10,00 01 11 10,1,1,WX,1,1,1,1,1,1,1,1,YZ,1,1,Z,X,So, (X+Z)=0 is uncovered.,第7章 习题答案,7.21,State B:,00,01,11,10,00 01 11 10,1,1,WX,1,1,1,1,1,1,1,1,YZ,1,1,Z,Y,So, (W+X+Y+Z)=0 is uncovered.,1,1,1,X,W,(WX+YZ+WZ+XY)=1 is double-covered.,第7章 习题答案,7.21,State C:,00,01,11,10,00 01 11 10,1,1,WX,1,1,1,1,1,1,1,1,YZ,1,1,Z,Y,So, (W+X+Y+Z)=0 is uncovered.,1,1,1,X,W,(WX+YZ+WY+XZ)=1 is double-covered.,第7章 习题答案,7.21,State D:,00,01,11,10,00 01 11 10,1,WX,1,1,1,1,YZ,1,WXZ,So, (W+X)(X+Y)(X+Z)=0 is uncovered.,XY,第7章 习题答案,7.44,（1）分析: INIT=1 期间, Z=0; 当INIT变为0时,Z=0保持到 X输入0011或1100后,Z变为1; 此后Z保持1状态,直到INIT=1时,Z变为0. 状态定义： A: INIT=1； B: INIT=0，且X输入“0”； C: INIT=0，且X输入“1”； D: INIT=0，且X输入“00”； E: INIT=0，且X输入“11”； F: INIT=0，且X输入“001”； G: INIT=0，且X输入“110”； H: INIT=0，且X输入“1100”或”:0011”,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 111 000 000 000 001 X输入： 001 100 000 110 000 Z输出： 000 000 000 001 110,第7章 习题答案,7.44,第7章 习题答案,第7章 习题答案,7.46 1) state/output table,2) transition/output table,第7章 习题答案,7.46 3) Excitation equations and output equation,D0=Q0*=X+Q1Q0+Q1Q0 D1=Q1*=Q1Q0X+Q0X Z=Q1Q0,4) Circuit .,第7章 习题答案,7.47 1) state/output table,AB,00 01 11 10,S,INIT A0 A1 OK0 OK1,0 0 0 1 1,Z,S*,A0 OK0 A0 OK0 A0,A0 OK0 A0 OK0 OK0,A1 A1 OK1 OK1 OK1,A1 A1 OK1 A1 OK1,第7章 习题答案,7.47,AB,00 01 11 10,Q1Q2Q3,INIT A0 A1 OK0 OK1,0 0 0 1 1,Z,Q1*Q2*Q3*,000 001 010 011 100,001 011 001 011 001,001 011 001 011 011,010 010 100 100 100,010 010 100 010 100,2) transition/output table,第7章 习题答案,7.47,3) Excitation equations and output equation,D1=Q1*=Q1A+Q2AB+Q2Q3A,1,1,1,1,1,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,Q1=0,Q1=1,第7章 习题答案,7.47,3) Excitation equations and output equation,D2=Q2*=Q2Q3+Q3A+Q2AB+Q1Q2A,1,1,1,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,1,1,1,1,1,1,1,Q1=0,Q1=1,第7章 习题答案,7.47,3) Excitation equations and output equation,D3=Q3*=A,1,1,1,1,1,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,1,1,1,1,1,Q1=0,Q1=1,第7章 习题答案,7.47,3) Excitation equations and output equation,Q1=0,Q1=1,Z=Q1+Q2Q3,1,1,1,1,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,1,1,1,1,第7章 习题答案,7.47,4) 比较,Z=Q1+Q2Q3,D3=Q3*=A,D2=Q2*=Q2Q3+Q3A+Q2AB+Q1Q2A,D1=Q1*=Q1A+Q2AB+Q2Q3A,本题表达式：,Z=Q2,D3=Q3*=A,D2=Q2*=Q1Q3A+Q3A+Q2B,D1=Q1*=1,7.4.4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7章 习题答案,7.52， 7.54 与 7.47 方法类似， 略。,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: 101011101 Y: 001010001 Y: 001000001,解答： 状态定义： INIT:起始状态，或者等待第一个“1”； X1：X输入“1”； X10：X输入“10”； X101：X输入“101”,解答： 可重叠的101序列检测器 Mealy 机的状态/输出表,X,0,1,S,INIT X1 X10 X101,INIT,0 X10,0 INIT,0 X10,0,S*，Y,X1,0 X1,0 X101,1 X1,0,可见，X1和X101等价，将X1代替X101重写状态/输出表。,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: 101011101 Y: 001010001 Y: 001000001,解答： 可重叠的101序列检测器 Mealy 机的化简后的状态/输出表,X,0,1,S,INIT X1 X10,INIT,0 X10,0 INIT,0,S*，Y,X1,0 X1,0 X1,1,解答： 2. 可重叠的101序列检测器 Moore 机的的状态/输出表,X,0,1,S,INIT X1 X10 X101,INIT X10 INIT X10,S*,X1 X1 X101 X1,Y,0 0 0 1,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: 101011101 Y: 001010001 Y: 001000001,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,X,0,1,S,INIT X1 X10,INIT,0 X10,0 INIT,0,S*，Y,X1,0 X1,0 INIT,1,解答： 3. 不可重叠的101序列检测器 Mealy 机的状态/输出表,X,0,1,S,INIT X1 X10 X101,INIT,0 X10,0 INIT,0 INIT,0,S*，Y,X1,0 X1,0 X101,1 X1,0,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: 101011101 Y: 001010001 Y: 001000001,解答： 4. 不可重叠的101序列检测器 Moore 机的的状态/输出表,X,0,1,S,INIT X1 X10 X101,INIT X10 INIT INIT,S*,X1 X1 X101 X1,Y,0 0 0 1,后面步骤略。（请同学自己完成）,第8章 习题答案,8.13,LD_L=RCO_L A=QA B=QB C=QC D=QD UP/DN=QD,QDQCQBQA RCO_L,0 0 0 0 0,1 0 0 0,1 0 0 1,1 0 1 0,1 0 1 1,1 1 0 0,1 1 0 1,1 1 1 0,1 1 1 1 0,0 1 1 1,0 1 1 0,0 1 0 1,0 1 0 0,0 0 1 1,0 0 1 0,0 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8章 习题答案,8.14,74x163,CLK CLR LD ENP ENT A QA B QB C QC D QD RCO,+5V,CLK,0 0 0 1,第8章 习题答案,8.14,QDQCQBQA,0 0 0 0,0 0 0 1,0 0 1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,所以计数顺序为: 0,1,2,3,4,5,8,9,10,0.,1 0 0 0,1 0 0 1,1 0 1 0,LD_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8章 习题答案,8.15,74x138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：,ABC,AC,(B),Y2_L=(A (B) C),Y2_L输出的尖峰脉冲宽度为10ns.,第8章 习题答案,8.16,Q3Q2Q1Q0,状态图：,第8章 习题答案,8.35,即 4-14计数，0100-1110,74X163,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,CLOCK,+5V,Q0,Q1,Q2,Q3,第8章 习题答案,8.38,Design 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,10000000 10000001 10000010 11111111 00000000,实现方法： 1.将低4位的74X163的RCO连接到高4位的74X163的ENP和ENT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。,74X163,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,CLOCK,+5V,Q0,Q1,Q2,Q3,74X163,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,Q4,Q5,Q6,Q7,0 0 0 1,0 0 0 0,第8章 习题答案,8.46,Solution : 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Q3Q2Q1Q0,0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111,RC0=0,RC0=0,第8章 习题答案,8.46,8.55,只用两个SSI/MSI 组件设计 ：,用了三个SSI/MSI 组件设计 。,8.58 由4个D触发器可以构成非自启动的John 计数器。,另外再用8个与门即可构成这8个状态的译码。分别是：,Y0=Q3Q2Q1Q0,Y1=Q3Q2Q1Q0,Y2=Q3Q2Q1Q0,Y3=Q3Q2Q1Q0,Y4=Q3Q2Q1Q0,Y5=Q3Q2Q1Q0,Y6=Q3Q2Q1Q0,Y7=Q3Q2Q1Q0,补充习题： 1 用D触发器设计“000”序列检测器. （注意：Moore机与Mealy机设计的区别）,解：1）状态定义 ， 设A为输入变量，Z为输出变量。假设序列允许重叠。当A输入“000”时 ，Z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 A0：A输入“0” A00：A输入“00” A000：A输入“000”,2）状态/输出表,可见，状态A00 与A000等效，去掉A000 状态。,补充习题： 1 用D触发器设计“000”序列检测器.,3）化简后的状态/输出表,4）状态编码。 设：STA 00 A0 01 A00 - 10,5）转移/输出表,补充习题： 1 用D触发器设计“000”序列检测器.,6）确定转移方程和输出方程,D1=Q1*=Q0A+Q1A,D0=Q0*=Q1Q0A,Z=Q1A,补充习题： 1 用D触发器设计“000”序列检测器.,7）画出状态图，检查自启动能力,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）,补充习题： 用移位寄存器74X194和74X138 译码器实现“000”序列检测器。,补充习题： 3. 用计数器和多路复用器实现“01111110”序列发生器。,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 1) 画出转移输出表,M Q2Q1Q0,Q2*Q1*Q0*,C,0 0 0 0,0 0 1 0,0 0 0 0,0 0 0 1,0 1 0 0,0 0 1 0,0 1 1 0,0 0 1 1,1 0 0 0,0 1 0 0,0 0 0 1,1 0 0 1,1 0 0 0,1 1 0 0,0 1 1 0,1 0 1 1,0 1 0 0,1 0 1 0,0 0 1 0,0 0 0 1,0 0 0 0,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 2) 确定转移方程和输出方程,Q1Q0,00,01,11,10,00 01 11 10,d,1,Q2*=MQ1Q0+MQ2Q1Q0,MQ2,1,d,d,d,d,d,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 2) 确定转移方程和输出方程,Q1Q0,00,01,11,10,00 01 11 10,d,1,Q1*=MQ2+MQ1Q0+MQ1Q0+MQ1Q0,MQ2,1,d,d,d,d,d,1,1,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 2) 确定转移方程和输出方程,Q1Q0,00,01,11,10,00 01 11 10,d,1,Q0*=MQ2+Q1Q0+MQ2Q0,MQ2,1,d,d,d,d,d,1,1,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 2) 确定转移方程和输出方程,Q1Q0,00,01,11,10,00 01 11 10,d,1,C=Q2+MQ1Q0,MQ2,d,d,d,d,d,1,1,补充习题： 4. 用D触发器设计一个五进制加/减计数器，进位/借位输出为C，控制位M=0时，加法计数；M=1时，减法计数。,解: 3) 画出状态图，确定自启动能力,000,001,010,011,100,101,111,110,是自启动的。,4）画出电路图。,M=0 Z=0,M=0 Z=0,M=0 Z=0,M=0 Z=0,M=0 Z=1,M=1 Z=0,M=1 Z=0,M=1 Z=0,M=1 Z=0,M=1 Z=1,M=0 Z=1,M=1 Z=1,M=0 Z=1,M=1 Z=1,M=0 Z=1,M=1 Z=1,74X160,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,1,CLOCK,补充习题： 5 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。,74X160,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,1,CLOCK,解：该电路的计数顺序是从000到101。,74X160,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,1,CLOCK,解：该电路的计数顺序是从0100到1001。,74X160,2,1,9,7,10,3,4,5,6,14,13,12,11,15,CLK,CLR,LD,ENP,ENT,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD,RCO,1,CLOCK,解：该电路的计数顺序是从0011到1000。,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ROM 2）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ROM 3) 图6-73有7个输入变量：DU1:7 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9章 习题答案,9.1 4） 图6-93有36个输入变量：A15:0,B15:0,S2:0,C0 18个输出变量：F15:0, GALL_L ,PALL_L 所以，用ROM实现该题需要容量为23618的ROM. 图X6-44有7个输入变量, 9个输出变量, 所以，用ROM实现该 题需要容量为279的ROM. 通过比较，练习题6.31所用ROM器件最少。,第9章 习题答案,9.4 假设两个8位二进制数A7：0和B7：0相乘， 结果为C15：0. 所以ROM的大小为21616。,第9章 习题答案,9.5 HM628512SRAM大小为2198。要设计2M8的SRAM，则需要4片HM628512SRAM进行字扩展。,I/O0 I/O7,HM628512(0),A0 A18 WE OE CS,I/O0 I/O7,HM628512(1),A0 A18 WE OE CS,I/O0 I/O7,HM628512(2),A0 A18 WE OE CS,I/O0 I/O7,HM628512(3),A0 A7 WE OE CS,2-4 decoder,A0,A18,WE_L,A19,A20,I/O0,I/O7,Y0 Y1 Y2 Y3,OE_L,需要4片HM628512SRAM进行字扩展。,若需要2片HM628512SRAM进行字扩展。则,