数字电路与系统设计课后答案.pdf 151页

'数字电路与系统设计课后答案 4.1分析图P4.1电路的逻辑功能2 解：（1）推导输出表达式Y2=X2；Y1=X1X2；Y0=(MY1+X1M)X0MXXXYYY210210(2)列真值表00000000001001001001100110100100110010111101101010111100100000010010011010011101101011001111101110111010011111013 （3）逻辑功能：当M=0时，实现3位自然二进制码转换成3位循环码。当M=1时，实现3位循环码转换成3位自然二进制码。4 1234.2分析图P4.2电路的逻辑功能。B=1=1CF1D&A11F2&图P4.25CBA123 解：(1)从输入端开始，逐级推导出函数表达式F1=A⊕B⊕CF2=A(B⊕C)+BC=ABC+ABC+ABC+ABC(2)列真值表6 (3)确定逻辑功能ABCFF1200000假设变量A、B、C和00111函数F1、F2均表示一01011位二进制数，那么，01101由真值表可知，该电10010路实现了全减器的功10100能。11000111117 A、B、C、F1、F2分别表示被减数、减数、来自低位的借位、本位差、本位向高位的借位。A被减数－B减数F2C借位F1差8 4.4设ABCD是一个8421BCD码，试用最少与非门设计一个能判断该8421BCD码是否大于等于5的电路，该数大于等于5，F=1；否则为0。解：(1)列真值表9 ABCDFABCDF00000100010001010011001001010Ø001101011Ø010001100Ø010111101Ø011011110Ø011111111Ø10 (2)写最简表达式CDAB0001111000F=A+BD+BC0111111ØØØØ=A·BD·BC1011ØØ(3)画逻辑电路，如下图所示：11 D&BD&&FCA&题4.4图12CBA1234 4.10电话室对3种电话编码控制，按紧急次序排列优先权高低是：火警电话、急救电话、普通电话，分别编码为11，10，01。试设计该编码电路。解：设火警为A，急救为B，普通为C，列真值表为：ABCFF1211101100010100013 BCA0001111001111111F1=A+BBCA000111100111111F2=AB14 4.11试将2/4译码器扩展成4/16译码器A3A1ENY3A02/4Y2A2译码器Y1Y0ENENENENAA12/4(1)A12/4(2)A12/4(3)A12/4(4)1A0AAA000A0Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y1515 4.12试用74138设计一个多输出组合网络，它的输入是4位二进制码ABCD，输出为：F1：ABCD是4的倍数。F2：ABCD比2大。F3：ABCD在8～11之间。F4：ABCD不等于0。16 解：由题意，各函数是4变量函数，故须将74138扩展为4-16线译码器，让A、B、C、D分别接4-16线译码器的地址端A3、A2、A1、A0，可写出各函数的表达式如下：F1(A,B,C,D)m(0,4,8,12)=m0m4m8m12=Y0Y4Y8Y1217 F2(A,B,C,D)m(0,1,2)=m0m1m2=Y0Y1Y2F3(A,B,C,D)m(8,9,10,11)=m8m9m10m11=Y8Y9Y10Y11F(A,B,C,D)m40=Y018 123456实现电路如下图所示：F1Y0DA0&Y1F2CA1Y2BA2Y3D74138DY41E1Y5AE2A&Y60E2BY7F3Y0A0Y1A1Y2A2Y3&74138Y4E1F4Y50E2AY60E2BY719CCBBAATitleSizeNumberRevisionBDate:4-Mar-2002SheetofFile:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawnBy:123456 4.13试将八选一MUX扩展成三十二选一MUX。A2A1A0ENA2A1A0YD0D0D01D174151(1)YD2D3D4D5DD67D7A5A2Y0A4A1Y1YAA0Y21374138Y31E1Y40E2AY5E2BY60ENY7A2A1A0D56D0D57D174151(8)YD2Y7D3D4D5D6D63D720 4.14试用74151实现下列函数：(1)F(A,B,C,D)m(1,2,4,7)。(4)F(A,B,C,D)m(0,3,12,13,14)(7,8)。解：(1)函数有4个输入变量，而74151的地址端只有3个，即A2、A1、A0，故须对函数的卡诺图进行降维，即降为3维。21 CD00011110BCAB000111100011A0DDDD0111100001110A1A0令A=A2、B=A1、A000111102C=A0则：0D0D1D3D2D=D=D,1D4D5D7D603D1=D2=D,D4=D5=D6=D7=022 相应的电路图如下所示：ENCA0BA1CAA2DD0D174151YFDD2D3D4D5D6D723BA1 (4)函数有4个输入变量，而74151的地址端只有3个，即A2、A1、A0，故须对函数的卡诺图进行降维，即降为3维。BC00011110ACD0DD0000011110AB100D1001101ØA1A011111A00011110210Ø0D0D1D3D21D4D5D7D624 令A=A2、B=A1、C=A0则：D0=D7=D,ENCA0D=D,D=1,BA1C16AA2DD0D2=D3=D4=D5=0。DD174151YFD2D3相应的电路图D4D5如右图所示：1D6DD74.14(4)25BA12 4.15用½74153实现下列函数：(1)F(A,B,C,D)m(1,2,4,7,15)。解：(1)函数有4个输入变量，而½74153的地址端只有2个，即A1、A0，故须对函数的卡诺图进行降维，即降为2维。26 CD00011110BCAB000111100011A0DDDD0111100D011110AB00101A1A0DD0C⊕DC⊙D011DD10CD2327 令A=A1、B=A0，则：D0=C⊕D,D1=C⊙D,D2=0,D3=CD,相应的电路图如下图所示：BA0=1AA1CD1_0741532=D1YFD2&D3ENCD28BA123 4.16试在图4.2.31的基础上增加一片7485，构成25位数据比较器。A24A23A22A21B24B23B22B21A19A18A17A16B19B18B17B16A14A13A12A11B14B13B12B11A9A8A7A6B9B8B7B6A3A2A1A0B3B2B1B0A3A2A1A0B3B2B1B0A3A2A1A0B3B2B1B0A3A2A1A0B3B2B1B0A20A15A10A5(A>B)i(A>B)i(A>B)i(A>B)i====(A=B)7485(4)(A=B)i7485(1)(A=B)i7485(2)(A=B)i7485(3)i(ABFA=BFABFA=BFABFA=BFABFA=BFAB)i(A>B)i=(A=B)i7485(5)(A=B)i7485(6)(ABFA=BFABFA=BFABFA=BFA1001时，须加0110修正项进行调整，计算结果为C4C3C2C1C0。C4S3AA3AS3≥132AA22A2SC1ACO4A11A1COSC0AS3A030AS1C03CI74283S202CI74283S2CB3B3S11B3S1CB2B2S00BB2S0B1B01B01B0B030 4.18用74283将8421BCD码转换为余3BCD码。解：由于同一个十进制数码的余3BCD码比相应的8421BCD码大3，故用一片74283既可以实现，电路图如下所示：C8421BCDA0A1S0余A23BCDA3S10CI74283S20B0S30B11B2CO1B331BATitleSizeNumberBDate:5-Mar-2002File:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddb12345 4.19用74283和必要的门电路将余3BCD码转换成8421BCD码。余3BCDA3A2ACO码18421BCDAS030CI74283S2BS1311B2S0码0B11B032 4.20用74283将8421BCD码转换为5421BCD码。分析：当一个十进制数码大于4时，其5421BCD码比相应的8421BCD码大3，其余情况下，两种BCD码一样，故用一片7485和一片74283可以实现C8421A08421BCDBA0A17485A1S余BCD0A2FA>BA23BCD5421A3A3S1BCD(A>B)i(A=B)0CI74283S2iFA=B(ABB2DAA10332Y数0(A>B)iA12D11(A=B)iFA=BB23D074157输0(AC1串入M74194CRM074194CR0DDDSRDSLSRSLRQCP>CPD0D1D2D3>CPD0D1D2D30111111CR 方法二：触发器输出作Q4’Q0’Q1’Q2’Q3’1Q4’Q5’Q6’Q7’Q8’1M1Q0Q1Q2Q3DQM1Q0Q1Q2Q31M0CR1M0CR串入DSR74194(1)DSL>C1DSR74194(2)DSLRQCP>CPD0D1D2D3>CPD0D1D2D30111111CR 方法三：触发器输出作Q0’BQ"0Q"1Q"2Q"3Q"4Q"Q"Q"Q"56781串行输入Q0Q1Q2Q31Q0Q1Q2Q311DCRM0CRM0RDC1CP74194(1)M1CP74194(2)M1RDSRDSLDSRDSLD0D1D2D3D0D1D2D3DSL01CPA123 6.5在下图基础上增加一片74194或DFF构成8位并行串行码的转换电路。启动&C&串行输出1Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3CRM0CRM0CP74194(1)M1CP74194(2)M1DSRDSLDSRDSLD0D1D2D3D0D1D2D311CPD"3D"4D"5D"60D"D"D"012BATitleSizeNumberBDate:31-Mar-2002File:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddb12345 启动&CC&串行输出1Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3CRM0CRM0CP74194(1)M1CP74194(2)M1DSRDSLDSRDSLD0D1D2D3D0D1D2D311CPD"3D"4D"5D"60D"D"D"012BⅠⅡBM0M1下一操作QQQQQQQQ01230123启动øøøøøøøø11准备并入CP1↑0D′0D′1D′2D′3D′4D′5D′610准备右移CP2↑10D′0D′1D′2D′3D′4D′510准备右移CP3↑110D′0D′1D′2D′3D′410准备右移CP4↑1110D′0D′1D′2D′310准备右移ACP5↑11110D′0D′1D′210准备右移ATitleCP6↑111110D′0D′110准备右移SizeNumberRevisionCP7↑1111110BD′011准备并入Date:31-Mar-2002SheetofFile:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawnBy:123456 MD方法一：触发器输出作Q’1001D=M110启动启动启动&&&&&&BBBBBBQ1"Q1"Q1"Q2"Q2"Q2"Q3"Q3"Q3"Q4"Q4"Q4"Q5"Q5"Q5"Q6"Q6"Q6"Q7"Q7"Q7"Q8"Q8"Q8"Q0"Q0"Q0"串行输出串行输出串行输出QQQ000QQQ111QQQ222QQQ333111QQQ000QQQ111QQQ222QQQ333111CRCRCRMMM000CRCRCRMMM0001D1D1DCPCPCP741947419474194(1)(1)(1)MMM111CPCPCP741947419474194(2)(2)(2)MMM111C1C1C1DDDSRSRSRDDDSLSLSLDDDSRSRSRDDDSLSLSLDDD000DDD111DDD222DDD333DDD000DDD111DDD222DDD333CPCPCPD"D"D"4D"D"D"5D"D"D"6D"D"D"774455667D"D"D"0D"D"D"1D"D"D"2D"D"D"300112233AAAAAATitleTitleTitleSizeSizeSizeNumberNumberNumberRevisionRevisionRevisionBBBDate:Date:Date:10-May-200210-May-200210-May-2002SheetofSheetofSheetofFile:File:File:C:MyDocumentsprotelC:MyDocumentsprotelC:MyDocumentsprotelDrawnBy:DrawnBy:DrawnBy:111222333444555666 状态转移表：Q"Q"Q"Q"Q"Q"Q"Q"Q"MM操作01234567801启动11准备并入CP0D0"D1"D2"D3"D4"D5"D6"D7"10准备右移1CP10D0"D1"D2"D3"D4"D5"D6"10准备右移2CP110D0"D1"D2"D3"D4"D5"10准备右移3CP1110D0"D1"D2"D3"D4"10准备右移4CP11110D0"D1"D2"D3"10准备右移5CP111110D0"D1"D2"10准备右移6CP1111110D0"D1"10准备右移7CP11111110D0"11准备并入8 方法二：触发器输出作Q4’MD10Q’3D=M1Q3’+M1D3’1D’3ⅠⅡM0M1下一操作QQQQQQQQ01234567启动øøøøøøøø11准备并入CP1↑0D′0D′1D′2D′3D′4D′5D′610准备右移CP2↑10D′0D′1D′2D′3D′4D′510准备右移CP3↑110D′0D′1D′2D′3D′410准备右移CP4↑1110D′0D′1D′2D′310准备右移CP5↑11110D′0D′1D′210准备右移CP6↑111110D′0D′110准备右移CP7↑1111110D′011准备并入 方法二：触发器输出作Q4’启动D=MQ’+MD’131311Q0’Q1’Q2’Q3’Q4’Q5’Q6’Q7’Q8’串行输出M1Q0Q1Q2Q3DQM1Q0Q1Q2Q31M0CR1M0CRDSR74194(1)DSL>C1DSR74194(2)DSL1RQCP>CPD0D1D2D3>CPD0D1D2D30D0’D1’D2’D3’D4’D5’D6’D7’CR 6.8分析图P6.8电路，画出其全状态转移图并说明能否自启动。BQ1Q2Q31J1J1JC1C1C11K1K1KCP图P6.8A12 解：1）该电路为异步时序电路，无输入控制信号，属于Moore型，其激励方程为：J=1,K=QnQn+1=[Qn+QnQn]·CP,1121121J=Qn,K=1232Qn+1=[QnQn]·CP,J=1,K=Qn232332次态方程为：n+1nnnQn+1=[Qn+QnQn]·Q,Q1=[Q1+Q2Q1]·CP3,3231Q2n+1=[Q3nQ2n]·CP,Q3n+1=[Q3n+Q2nQ3n]·Q1, 次态方程卡诺图Qn+1=[Qn+QnQn]·CP,1121Qn+1=[QnQn]·CP,232Qn+1=[Qn+QnQn]·Q,33231QnQnQnQnQnQn212121Qn300011110Qn00011110Qn0001111033011011110111111111Qn+1Qn+1Qn+1321 QnQnQnQnQnQn212121Qn300011110Qn00011110Qn0001111033011011101111111111Qn+1Qn+1Qn+1321序号QQQ3210000状态转移表1011200131104101偏离010001状态100101111101 QQQ321000011001有效循环101110010偏离状态100111图P6.8的状态转移图逻辑功能：该电路是一个M=5的具有自启动性的异步计数器 6.11试用JKFF设计符合图6.11波形，并且具备自启动性的同步计数电路。解：1）根据波形列状态转移表 解：1）根据波形列状态转移表QnQnQnQn+1Qn+1Qn+1321321CP0000100CP0100111CP0111012CP1011103CP1101004CP10000052)根据状态转移表知：有6个有效状态和2个偏离态，偏离态的输出先按任意项处理，由此可得次态方程卡诺图为： QnQnQnQn+1Qn+1Qn+1321321CP0000100CP0100111CP0111012CP1011103CP1101004CP1000005在上面卡诺圈的圈法下，检查自启动性：001110，111101，两个偏离态都能进入有效循环，因此,以此圈法设计的电路具有自启动性。 求激励方程：Qn+1=QnQn+(Qn+Qn)Qn313123J=Qn，K=Qn+Qn31312Qn+1=(Qn+Qn)Qn+QnQnQn2312312J=Qn+Qn，K=QnQn231231Qn+1=QnQnQn+QnQn132121J=QnQn，K=Qn13212 6.12用四个DFF设计以下电路（1）异步二进制加法C计数器。（2）在（1）的基础上用复“0”法构成M=12的异步加法计数器。解（1）QQQQ43211D1D1D1DC1C1C1C1CPC（2）反馈状态为1100&Q3Q2Q1Q41D1D1D1DC1RC1RC1RC1CPBBAATS123DF12345 C&Q3Q2Q1Q41D1D1D1DC1RC1RC1RC1CPBA12345 BB6.13用四个DFF设计以下电路：（1）异步二进制减法计数器。（2）在（1）的基础上用复“0”法构成M=13的异步计数器。QQQQ43211D1D1D解（1）1DC1C1C1C1CP（2）反馈状态为0011。&Q4QQ2Q13AA1D1D1D1DC1C1C1C1RRRRCP123451234 &Q4QQ2Q13ATitle1D1D1D1DC1C1C1C1RRRRCPSizeBDate:File:12345 C6.17写出图P6.17电路的状态转移表及模长M=?1QQQQQCC3210PCR74161TLDDDDDCPCP32101nn解：由图知，74161的预置数为Q3Q211，预置数控制端L接Qn。电路先异步清零，则起始状D1B态为0000，列状态转移表如下所示。A1234 C题P6.17状态转移表1QQQQ3210QQQQQCC3210PCR74161T0000LDDDDDCPCP321000111010001111000B101111001111由状态转移表知，模长M=8，且具备自启动性。ATitleSizeBDate:File:12345 D6.18试分析图6.18能实现M=?的分频。&1QQQQQQQQPQCC3210PQCC3210TCR74161(2)TCR74161(1)LDDDDDCPLDDDDDCPCP32103210C解：74161（1）的Q3接至74161（2）的CP，两74161为异步级联，反馈状态为（4C）=76，又利用异步清0端，所以HM=76。BA123 6.19试用74161设计循环顺序为0,1,2,3,4,5,10,11,12,13,14,15,0,1…的模长为12的计数电路。解：思路：当计数计到5时，让其置数为10。反馈状态为0101。C1&1QQQQPQCC3210TCR74161LDDDDDCP32101010BA123 6.20试用74161设计能按8421BCD译码显示的0~59计数的60分频电路。解：思路：先将两片74161分别接成M=10和M=6的形式，再让两者级联，实现M=610=60。C&&1PQCCQ3Q2Q1Q0PQCCQ3Q2Q1Q0TCR74161(2)TCR74161(1)LDDDDDCPLDD3D2D1D0CP3210BA1234 6.22试分析图P6.22(b)计数器的分频比为多少？1QQQQQCC3210P1CR74161(1)TCPBLDDDDDCP32100011QQQQZQCC3210P1CR74161(2)TLDDDDDCP32100A12 CPQ0Q1Q2Q3LD1Q4Q5Q6Q7 解：两片74161都处于计数状态(P=T=1)，第1片74161的预置数为(1001)2，第2片74161的预置数为(0111)2，都使用置最小数法实现任意进制计数器。对第1片74161：M1=N1-9，M1=7对第2片74161：M2=N2-7，M2=9两片74161采用异步级联方式，所以总模值M为M=M1M2=7×9=63即：fCP:fZ=63:1 6.23试说明图6.23电路的模值为多少，并画出74160（Ⅰ）的Q0、Q1、Q2、Q3端，74160（Ⅱ）的Q0和RD端的波形，至少画出一个周期。QCC QCC解：M=15 6.35用DFF设计移存型序列信号发生器，要求产生的序列信号为(1)11110000…；解：①求触发器的级数M=8，由log2Mnlog2M1得n=3。②列状态转移表Q3Q2Q1状态转移路线模数111M=1111× ③取n=4，列状态转移表及相应D1的值。Q4Q3Q2Q1状态转移路线模数D1111101110M=80110001000√0000010001100111011111111 ④求激励函数D1QQ21QQ000111104300111Ø01ØØ1ØD1=Q4110Ø00C100ØØØ⑤画电路图D1QQQQ43211D1D1D1DSC1SC1SC1SC1CPBATitleSizeNumberRevisionBDate:13-Apr-2002SheetofFile:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawnBy:123456 6.37试用JKFF设计循环长度M=12的序列信号发生器。解：该题要求设计一个已知序列长度的序列信号发生器，可以用修改最长线性序列的方法得到：取n=4，M=2n-1=15的最长线性序列：111100010011010，将其左移3（15-12=3）位，再与本身相异或： 异或结果中寻找“1”后面接n-1个0的码，对应到原始序列得到的码为0001，所以反馈状态为Q4Q3Q2Q1。修改反馈函数为：f=(Q4Q3)起跳状态+全0项=(Q4Q3)Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1此时产生的序列为：111100011010（跳过了原序列0001后面的001的3位） f=(Q4Q3)Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1123Q4&Q3Q3=1Q2Q41Q1Q4&Q3Q2Q1DQ4Q3Q2Q1Q01D1D1D1DZSSSSC1C1C1C1CPCBA123 6.40写出图P6.40中74161输出端的状态编码表及74151输出端产生的序列信号。0EN&A0A1A21D0QQQQ1D1FBQCC3210P174151Y0D2CR74161T1Q0D3Q0D41LDDDDDCP32100D50D60D7CP解：74161采用复0法，实现模M=10的计数器，A1234 0EN&A0A1A21D0QQQQ1D1FBQCC3210P174151Y0D2CR74161T1Q0D3Q0D41LDDDDDCP32100D5Q3Q2Q1Q0F0D60D7CP00001000110010174151输出端产生的序列信号为：00111010001111000110，…01010011000111110001A10010Title1/001/00SizeNumberBDate:13-Apr-2002File:E:DesignExplorer99SELibraryYangHengXinMyDesign.ddb12345 6.43试用74161、74151及少量与非门实现如下功能:当S=0时,产生序列1011010;当S=1时,产生序列1110100。SQQQF21000001解（1）采用计数型序列码发00010生器。将74161通过异步复00101零法实现模长为7的计数器。001110100001011（2）设计组合电路，列真值011000111φ表：100011001110101101101100111010111001111φ QQSQQQF1021000001SQ200011110000100011100101011φ00111111φ010001011101011011010111φ100011001110101Q1Q010110Q2000111101100101SS111010111100SSφ01111φ QQ10Q200011110EN01SS11D0SD74151Y11SSφ01D2FSD3SD4SD50D6D7A2A1A01PQQQQ32101T74161Qcc1LDCR>CPDDDDCP3210 6.44用74161、74151及若干与非门设计一电路同时输出两个不同的序列信号Z1=111100010,和Z2=101110001（不另加控制信号）。解：可以将74161变换成移位寄存器，实现移存型序列码发生器，产生序列码Z1，在将该74161和74151组和形成计数型序列码发生器产生序列码Z2。QQQQD3210SL111101110011000DSL=Q2Q0+Q3Q2+Q3Q2100010001000101010111011101111 DSL=Q2Q0+Q3Q2+Q3Q2列计数型序列码发生器的真值表：QQQZ3212Q0111111110011001100010001100100010101011001111 例：电路如下图所示。（1）该电路的模长M=_____138;（2）该电路______有（有､无）自启动性；（3）如门G的输出断开，则电路的状态Q3(II)Q2(II)Q1(II)Q0(II)Q3(I)Q2(I)Q1(I)Q0(I)为：________________________11111111。解：置最大数法实现任意进制计数器：LD=M–2，则(10001000)2=(136)10,M=136+2=138 7.1在图P7.1555定时器构成的多谐振荡器中设RA=RB=5kΩ，C=960pF。试求输出波形的振荡频率f及占空比q。解：输出波形的振荡周期为：TTT0.7(R2R)CPHPLAB312＝0.715109601051.00810s振荡频率为11f5T1.0081049.910Hz99KHz109 7.1在图P7.1555定时器构成的多谐振荡器中设RA=RB=5kΩ，C=960pF。试求输出波形的振荡频率f及占空比q。占空比：tTRRWPHABqTTTR2RPHPLAB10＝＝66.7％15110 7.2对于图P7.2占空比可调的多谐振荡器：(1)试计算其q最大值qmax和最小值qmin；(2)说明该电路在改变占空比时振荡频率f是否发生变化，原因何在？解：(1)tTRWPHAqTTTRRPHPLAB11q91.7%max121q8.3%min12111 7.2对于图P7.2占空比可调的多谐振荡器：(1)试计算其q最大值qmax和最小值qmin；(2)说明该电路在改变占空比时振荡频率f是否发生变化，原因何在？（2）该电路在改变占空比时振荡频率f不发生变化。因为TTT0.7(RR)CPHPLAB而(RARB)为常数。112 7.5己知施密特反相器的输入信号如图P7.4所示．试作出对应的输出波形Uo。113 7.5己知施密特反相器的输入信号如图P7.4所示．试作出对应的输出波形Uo。uIUT+UT-tOuOuOHtuOLO114 8.1有一个DAC电路，n=8，其分辨率是多少？解：分辨率=1/（2n-1）=1/（28-1）=0.392%8.3若倒T型DAC电路中R=RF=10KΩ,UREF=5V,求对应输入011,101,110这3种情况下的输出电压。解：URn1REFFiuon2Di2Ri0当输入数字量为011时，输出电压uO为：URn1REFFi515uon2Di33V2Ri028115 8.4一个8位逐次逼近式ADC要求转换时间小于200ns，则时钟周期TCP应为多少？解：逐次逼近式ADC转换器完成一次转换所需要的节拍数为（n+1）,其中n为二进制代码的个数，完成一次转换所需的时间为(n+1)TCP，其中TCP为时钟脉冲周期。因此：(n+1)TCP≤200nsTCP≤200/9=22.2ns。116 8.5有一个ADC电路，UI=10V，n=4,试分别求出舍尾量化和四舍五入量化方式时的量化单位∆。如果UI=6.28V，则转换后的数字量分别为什么？117 舍尾法四舍五入法量化量化编码编码电平电平10V量化单位量化单位30/3115∆1111∆=1/16×10V111115∆15/1628/3114∆1110∆=2/31×10V111014∆14/16=0.625V26/3113∆1101=0.645V110113∆13/1624/3112∆1100最大量化110012∆12/1622/3111∆1011最大量化101111∆11/16误差20/3110∆1010误差101010∆10/16=1∆10019∆9/1618/319∆1001=½∆16/318∆10006.875V10008∆8/1614/317∆011101117∆7/166.25V01106∆6/1612/316∆011001015∆5/1610/315∆01016.77V10.5∆uI=6.2801004∆4/168/314∆010000113∆3/166/313∆00116.13V9.5∆00102∆2/164/312∆001000011∆1/162/311∆00016.28在9.5∆~10.5∆之00000∆000∆0000间,量化成10∆。6.28在10∆~11∆之118间。量化成10∆。0V 例：有一个ADC电路，UREF=5V，n=4，试分别求出采用四舍五入量化和舍尾量化方式时的量化单位△。如果uI=3.9V，则转换后的数字量分别为多少？若用自然二进制码表示转换后的数字量，则对应的代码分别是什么？解：1.采用四舍五入量化方式：22量化单位n1UREF50.323(V)2131u在（11.5~12.5）之间，被量化为(12)，I10相应的自然二进制码为：（1100）。自然二进制码119 例：有一个ADC电路，UREF=5V，n=4，试分别求出采用四舍五入量化和舍尾量化方式时的量化单位△。如果uI=3.9V，则转换后的数字量分别为多少？若用自然二进制码表示转换后的数字量，则对应的代码分别是什么？解：2.采用舍尾量化方式：11量化单位U50.313(V)nREF216u在（12~13）之间，被量化为（12），I10相应的自然二进制码为：（1100）。自然二进制码120 9.2试用ROM阵列图实现下列一组多输出逻辑函数F(A,B,C)ABABBC1F2(A,B,C)m(3,4,5,7)F(A,B,C)ABCABCABCABCABC3解:首先应将以上三个逻辑函数化成由最小项组成的标准“与-或”式,即F1(A,B,C)m(2,3,4,5,7)F2(A,B,C)m(3,4,5,7)F3(A,B,C)m(0,1,3,6,7)121 mm07AA1BB1CC1(D)0F1(D)1F(D)22F3F1(A,B,C)m(2,3,4,5,7)F2(A,B,C)m(3,4,5,7)题9.1ROM阵列F3(A,B,C)m(0,1,3,6,7)122 9.7有容量为256×4,64K×1,1M×8,128K×16为的ROM,试分别回答:这些ROM有多少个基本存储单元?这些ROM每次访问几个基本存储单元?这些ROM个有多少个地址线?答:(1)分别有1024个,1024×64个,1M×8个,128K×16个。（2）分别为4个,1个,8个,16个。（3）分别有8,16,20,17条地址线123 9.7试用位扩展方法，将2片256×4位的RAM组成一个256×8位的RAM，画出电路图。CSR/WA0A7A7LA0R/WCSA7LA0R/WCS256×4（I）256×4（Ⅱ）D3D2D1D0D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0数据输出题9.7256×4芯片位扩展124 9.10用2114构成2K×8的静态存储器，画出逻辑图A101R/WA0A9A9…A0R/WCSA9…A0R/WCSA9…A0R/WCSA9…A0R/WCS2114×4（1）2114×4（2）2114×4（3）2114×4（4）D3D2D1D0D3D2D1D0D3D2D1D0D3D2D1D0D7...D0题9.7256×4芯片位扩展125 练习：试画出下图所示算法流程图的ASM图。要求状态数最少。0S11A←X,B←Y,C←0,R←0,CNT←0A←SL(A),R←SL(R),R0←A301R≥BC←SL(C)R←R-B,C←SL(C),CNT←CNT+1C←1,CNT←CNT+100CNT=41126 T000S1S111A←X,B←Y,A←X,B←Y,C←0,C←0,R←0,R←0,CNT←0CNT←0T1A←SL(A),R←SL(R),A←SL(A),R←SL(R),T201R≥B01C←SL(C)R←R-B,C←SL(C),R≥BCNT←CNT+1CNT←CNT+1C←SL(C)R←R-B,C←SL(C),CNT←CNT+1CNT←CNT+10CNT=410CNT=41271 12.2在T1状态下,如果控制输入Y和Z等于1和0,系统实现条件操作,寄存器增1,并转换到状态T2。试按上述条件画出一个部分ASM图。解:Y和Z优先权相同。128 12.2在T1状态下,如果控制输入Y和Z分别等于1和0,系统实现条件操作,寄存器增1,并转换到状态T2。试按上述条件画出一个部分ASM图。解:Y和Z具有优先权。129 12.3试分别画出满足下列状态要求的数字系统的ASM图。（1）如果X=0，控制器从状态T1变到状态T2；如果X=1，产生一个条件操作，并从状态T1变到状态T2。（2）如果X=1，控制器从状态T1变到状态T2；然后变到状态T3；如果X=0，控制器从状态T1变到状态T3。（3）在T1状态下，若XY=00，变到状态T2；若XY=01，变到状态T3；若XY=10，变到状态T1；否则变到状态T4。130 （1）如果X=0，控制器从状态T1变到状态T2；如果X=1，产生一个条件操作，并从状态T1变到状态T2。解：131 （2）如果X=1，控制器从状态T1变到状态T2；然后变到状态T3；如果X=0，控制器从状态T1变到状态T3。解：132 （3）在T1状态下，若XY=00，变到状态T2；若XY=01，变到状态T3；若XY=10，变到状态T1；否则变到状态T4。解：133 12.4数字系统的ASM图表示于图P12.4。试用每态一个触发器的方法实现系统控制器。解：D0=T0·W+T2·YD1=T0·W+T3·Y·ZD2=T1·X+T2·Y·Z+T3·YD3=T1·X+T2·Y·Z+T3·Y·Z134 D0=T0·W+T2·YD1=T0·W+T3·Y·ZD2=T1·X+T2·Y·Z+T3·YD3=T1·X+T2·Y·Z+T3·Y·Z135 10.5控制器的状态转移表题图如图P12.5所示，它有4个状态和2个输入端。请完成下列问题：（1）试画出等效的ASM图（状态框是空的）；（2）用数据选择器和译码器实现控制器。136 XY=10，为无关项137 建立状态转移表138 139 140 12.6设计一个数字系统，它有3个四位寄存器A、B和C，并实现下0列操作：S1（1）启动信号出现，1传送两个二进制数给AA←X1,B←X2和B；（2）如果AB，右移B0A