数字电路与数字电子技术课后答案第九章.doc

第9章 存储器和可编程器件1. 用ROM实现下列代码转换（1）8421BCD码转换成余3码（2）余3码转换成5421BCD码解：（1）8421BCD码转换成余3码1 列出真值表A B C D W X Y Z0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 1 0 1 0 00 0 1 0 0 1 0 10 0 1 1 0 1 1 00 1 0 0 0 1 1 10 1 0 1 1 0 0 00 1 1 0 1 0 0 10 1 1 1 1 0 1 01 0 0 0 1 0 1 11 0 0 1 1 1 0 02 画出ROM点阵图A A B B C C D D W X Y Z m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15图P9.A1 ( 1 )（2）余3码转换成5421BCD码1 列出真值表W X Y Z B5 B4 B2 B10 0 1 1 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 10 1 0 1 0 0 1 00 1 1 0 0 0 1 10 1 1 1 0 1 0 01 0 0 0 1 0 0 01 0 0 1 1 0 0 11 0 1 0 1 0 1 01 0 1 1 1 0 1 11 1 0 0 1 1 0 02 画出ROM点阵图W W X X Y Y Z Z B5 B4 B2 B1 m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15图P9.A1 ( 2 )2. 用ROM和PLA实现下列多输出函数F1 =+F2 =+F3 =+F4 =（+）（+）+解：（1）用ROM实现 首先将函数均表示成最小项之和的形式F1 =+=m (3,7,8,11,12)F2 =+=m (2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)F3 =+=m (1,2,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14)F4 =（+）（+）+=m (0,1,2,4,5,6,7,9,12,13,14,15) 画出ROM点阵图A A B B C C D D F1 F2 F3 F4 m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15图P9.A2 ( 1 )（2）PLA实现 首先将函数化简为最简与或式ABCD 00 01 11 1000011110F2 1 1 1 1 1 11 1 1 11 1 1 1ABCD 00 01 11 1000011110F1 1 1 1 1 1ABCD 00 01 11 1000011110F4 1 1 11 1 1 11 1 1 1 1ABCD 00 01 11 1000011110F3 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1图P9.A2 ( 1 ) (a ) F1 =+F2 =+F3 =+F4 =+画出PLA点阵图A A B B C C D D F1 F2 F3 F4 图P9.A2 ( 2 ) ( b )3. 用PLA重做题1解：用PLA实现逻辑函数，需将函数化简为最简与或式。（1）8421BCD码转换成余3码1 列出真值表：真值表同题1（1）。化简后 W =+ X =+ Y =+ Z = 2 画出阵列图A B B C C D D W X Y Z 图P9.A3 ( 1 ) （2）余3码转换成5421BCD码1 列出真值表：真值表同题1（2）。化简后 B5 = B4 =+ B2 =+ WXYZ 00 01 11 1000011110B5 X 1 1 X X 1 X 1 X X 1WXYZ 00 01 11 1000011110B4 X 1 X X 1 X X X B1 =+WXYZ 00 01 11 1000011110B2 X X 1 X X 1 X 1 X 1WXYZ 00 01 11 1000011110B1 X 1 X X 1 X 1 X 1 X 图P9.A3 ( 2 ) ( a )2 画出阵列图W W X Y Y Z Z B5 B4 B2 B1 图P9.A3 ( 2 ) ( b )4. 用PLA实现全减器，画出阵列图解：（1）列出真值表，将函数化简为最简与或式A B C1 S C00 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1ABC主 00 01 11 1001S0 1 0 11 0 1 0ABC主 00 01 11 1001C00 1 0 01 1 1 0 图P9.A4 ( 1 )S =+C0 =+（2）画出阵列图A A B B a a S C0 图P9.A4 ( 2 )5. 用组合PLA及触发器设计5421BCD的21进制计数器及7段显示译码电路，画出阵列图。解：(1) 设计5421BCD码的21进制计数器。Q4 Q3 Q2 Q1 Q4n+1 Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 W4 W3 W2 W10 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110W2 0 0 0 0 X X X X 1 X X 1Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110W1 0 0 X X X X X X Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110W4 0 1 0 X X 10 X X 1 0 X X 1Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110W3 0 0 0 X X 0 X X 0 X X 0图P9.A5 ( 1 )J4= K4= Q3 J3 = Q2= Q1J2 = K2 = Q1 J1 =K3 =1K1 =1(2) 设计7段显示译码电路Q4 Q3 Q2 Q1 a b c d e f g 显示0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 41 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 51 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 61 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 71 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 81 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 9Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110b 1 1 1 11 X X 11 X X 10 X X 1Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110a 0 0 1 1 0 X X 11 X X 11 X X 1Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110c 1 1 1 1 1 X X 11 X X 10 X X 1Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110 f 1 1 1 1 0 X X 10 X X 10 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110 d 1 0 1 1 0 X X 11 X X 11 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110 e 1 0 0 0 0 X X 10 X X 11 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110 g 0 1 1 1 0 X X 11 X X 11 X X 0图P9.A5 ( 2 )a = Q4+Q2+b = +Q3+Q2c = Q4+Q1d =+ Q4+ Q2Q1e =+ Q4Q1f =+ Q4Q1g = Q3+ Q4+ Q2Q1+Q2(3)画出阵列图图P9.A5 ( 3 )6. 完成ROM的扩展.(1) 将2561ROM扩展为10241ROM(2) 将2561ROM扩展为2568ROM(3) 将2561ROM扩展为10248ROM解:(1) 这是字扩展，28=256，210=1024，需4片2561ROM，地址线由8条增至10条，其扩展电路如下：图P9.A6 ( 1 )(2) 这是位扩展，地址线仍为8条，需8片2561ROM，其扩展电路如下：图P9.A6 ( 2 )(3) 这是字,位同时扩展，需要4组2568ROM组成10248ROM，共需32片2561ROM,10条地址线,其扩展电路如下：图P9.A6 ( 3 )7.比较PROM,PLA,GAL,FPGA可编程器件各自的特点.解:参看教材.8.试分析如图P9.1所示的可变模值,复位为0的同步计数器的PLA阵列图.图P9.1解:(1) 求出中间变量T的函数式,从给定的PLA阵列图中得知：T=Q1+X1+Q2+ X2+Q3+ X3+Q4+ X4 = (X1Q1)+ (X2Q2)+ (X3Q3)+ (X4Q4)当X4,X3,X2,X1的取值与Q4,Q3,Q2,Q1的状态值相等时T=0，不等时T=1.(2) 求各触发器的激励函数式，从给定的PLA阵列中得知：J1=T， K1 = T+=1；J2 = TQ1， K2 = TQ1+= Q1+；J3 = TQ2Q1， K3 = TQ2Q1+= Q2Q1+；J4 = T Q3Q2Q1， K4 = TQ3Q2Q1+= Q3Q2Q1+；若当T= 0时，则有J1 = 0J2 = 0J3 = 0J4 = 0K1 =1K2=1K3=1K4=1当CP脉冲到来时，不论各触发器的现态为何值，计数器均复位为0.若当T = 1时，则有J1 = K1=1, J2 = K2=Q1, J3 = K3=Q2Q1, J4 = K4 = Q3Q2Q1,计数器这时为N=2R的4位二进制同步计数器.(3) 改变输入变量X4,X3,X2,X1的可取值,可得出模2至模16的同步计数器,如下表所示;X4 X3 X2 X1 模 X4 X3 X2 X1 模0 0 0 0 1 1 0 0 0 90 0 0 1 2 1 0 0 1 100 0 1 0 3 1 0 1 0 110 0 1 1 4 1 0 1 1 120 1 0 0 5 1 1 0 0 130 1 0 1 6 1 1 0 1 140 1 1 0 7 1 1 1 0 150 1 1 1 8 1 1 1 1 169. .用ROM和PLA分别设计一个乘法器，已知输入是两个2位二进制数A1A0和B1B0，画出阵列图。解:(1) 列出真值表，将输出化简A1 A0B1 B0 00 01 11 1000011110 F0 1 11 1A1 A0B1 B0 00 01 11 1000011110 F1 1 11 11 1A1 A0B1 B0 00 01 11 1000011110 F2 11 1A1 A0 B1 B0 F3 F2 F1 F00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 1 1 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 10 1 1 0 0 0 1 00 1 1 1 0 0 1 11 0 0 0 0 0 0 01 0 0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 1 0 01 0 1 1 0 1 1 01 1 0 0 0 0 0 01 1 0 1 0 0 1 11 1 1 0 0 1 1 01 1 1 1 1 0 0 1 图P9.A9 ( 1 )(2) 用ROM实现将输出表示为最小项之和，并画出点阵图.F3 =m (15 ) F2 =m (10,11,14 ) F1 =m (6,7,9,11,13,14 ) F0 =m (5,7,13,15 )A A B B C C D D F1 F2 F3 F4 m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15图P9.A9 ( 2 )(3) 用PLA实现将输出表示为最简与或式，并画出点阵图.F3 = A1A0B1B0F2 = A1B1+A1B1F1 = A1B0+ A1B0+A0B1+ A0B1F0 = A0B0A A B B C C D D 图P9.A9 ( 3 )