数字电路与数字电子技术课后答案第九章.doc

1、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2 画出 ROM 点阵图图 P9.A1 ( 1 )（2）余 3 码转换成 5421BCD 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

2、0 1 11 0 0 1 1 1 0 0W 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 0A 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 m152 画出 ROM 点阵图图 P9.A1 ( 2 )2. 用 ROM

3、和 PLA 实现下列多输出函数F1 = BCDA+ +F2 = + +F3 = + + +F4 =（ + + ） （ + B+ DC）+ A解：（1）用 ROM 实现首先将函数均表示成最小项之和的形式F1 = A+ + = m (3,7,8,11,12)F2 = + + = m (2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)F3 = B+ + DC+ = m (1,2,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14)F4 =（ + + ） （ + B+ ）+ CA= m (0,1,2,4,5,6,7,9,12,13,14,15)画出 ROM 点阵图W W X X Y Y

4、 Z Z B5 B4 B2 B1 m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15A 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图 P9.A2 ( 1 ) (a )F1 = DCA+ + BF2 = + +F3 = + + +F4 = + + +画出 PLA 点阵图图 P9.A2 ( 2 ) ( b )A A B B C C D D F1 F2 F3 F

5、4 ABCD 00 01 11 1000011110F4 1 1 11 1 1 11 1 11 1ABCD 00 01 11 1000011110F3 1 11 1 1 11 11 1 1 1ABCD 00 01 11 1000011110F2 1 1 11 1 11 1 ABCD 00 01 11 1000011110F1 1 1 1 1 13. 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 = A+ BD+ CX = + +Y = +Z =2 画出阵列图图 P9.A3

6、( 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 = W B4 = X+ YZB2 = + + B1 = +A B B C C D D W X Y Z WXYZ 00 01 11 1000011110B5 X 1 1 X X 1X 1 X X 1WXYZ 00 01 11 1000011110B4 X 1 X X 1 X X X WXYZ 00 01 11 1000011110B2 X X 1 X X 1 X 1 X 1WXYZ 00 01 11 1000011110B1 X 1 X X 1X 1 X 1 X 图 P9.A3 ( 2 )

7、 ( a )2 画出阵列图图 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图 P9.A4 ( 1 )S = iCBA+ i+ i+ iABCC0 = + i+ i（2）画出阵列图图 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 1W W X Y Y Z Z B5 B4 B2 B1 AB

8、C 主 00 01 11 1001S0 1 0 11 0 1 0ABC 主 00 01 11 1001C00 1 0 01 1 1 0A A B B a a S C0 阵列图。解：(1) 设计 5421BCD 码的 21 进制计数器。图 P9.A5 ( 1 )J4= K4= Q3 J3 = Q2= Q1 J2 = K2 = Q1 J1 = 3QK3 =1 K1 =1(2) 设计 7 段显示译码电路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

9、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

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 0Q4 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

11、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 1图 P9.A5 ( 2 )a = Q4+Q2+ 31b = +Q3+Q2c = Q4+ +Q1d = 3+ Q4 2+ Q2Q1e = 41+ Q4Q1f = 2+ Q4Q1g =

12、 Q3+ Q4 + Q2Q1+ 4Q2(3)画出阵列图Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110f 1 1 1 1 0 X X 10 X X 10 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110d 1 0 1 1 0 X X 11 X X 11 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110e 1 0 0 0 0 X X 10 X X 11 X X 0Q4 Q3Q2 Q1 00 01 11 1000011110g 0 1 1 1 0 X X 11 X X 11 X X 0图 P9.A5 ( 3 )6. 完成 ROM 的扩展.(1

13、) 将 2561ROM 扩展为 10241ROM(2) 将 256 1ROM 扩展为 256 8ROM(3) 将 256 1ROM 扩展为 1024 8ROM解:(1) 这是字扩展，2 8=256，2 10=1024，需 4 片 256 1ROM，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

14、)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= 1XQ1+X1 + 2Q2+ X2 + 3Q3+ X3 + 4Q4+ X4= (X1Q1)+ (X2 Q2)+ (X3Q3)+ (X4 Q4)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+ T=1

15、；J2 = TQ1， K2 = TQ1+ = Q1+ ；J3 = TQ2Q1， K3 = TQ2Q1+ = Q2Q1+ T；J4 = T Q3Q2Q1， K4 = TQ3Q2Q1+ = Q3Q2Q1+ ；若当 T= 0 时，则有J1 = 0 J2 = 0 J3 = 0 J4 = 0K1 =1 K2=1 K3=1 K4=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 16