数字逻辑第六章(2010)
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《数字逻辑教案》word版第一章:数字逻辑基础1.1 数字逻辑概述介绍数字逻辑的基本概念和特点解释数字逻辑在计算机科学中的应用1.2 逻辑门介绍逻辑门的定义和功能详细介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门1.3 逻辑函数解释逻辑函数的概念和作用介绍逻辑函数的表示方法,如真值表和逻辑表达式第二章:数字逻辑电路2.1 逻辑电路概述介绍逻辑电路的基本概念和组成解释逻辑电路的功能和工作原理2.2 逻辑电路的组合介绍逻辑电路的组合方式和连接方法解释组合逻辑电路的输出特点2.3 逻辑电路的时序介绍逻辑电路的时序概念和重要性详细介绍触发器、计数器等时序逻辑电路第三章:数字逻辑设计3.1 数字逻辑设计概述介绍数字逻辑设计的目标和方法解释数字逻辑设计的重要性和应用3.2 组合逻辑设计介绍组合逻辑设计的基本方法和步骤举例说明组合逻辑电路的设计实例3.3 时序逻辑设计介绍时序逻辑设计的基本方法和步骤举例说明时序逻辑电路的设计实例第四章:数字逻辑仿真4.1 数字逻辑仿真概述介绍数字逻辑仿真的概念和作用解释数字逻辑仿真的方法和工具4.2 组合逻辑仿真介绍组合逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行组合逻辑电路的仿真实验4.3 时序逻辑仿真介绍时序逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行时序逻辑电路的仿真实验第五章:数字逻辑应用5.1 数字逻辑应用概述介绍数字逻辑应用的领域和实例解释数字逻辑在计算机硬件、通信系统等领域的应用5.2 数字逻辑在计算机硬件中的应用介绍数字逻辑在中央处理器、存储器等计算机硬件部件中的应用解释数字逻辑在计算机指令执行、数据处理等方面的作用5.3 数字逻辑在通信系统中的应用介绍数字逻辑在通信系统中的应用实例,如编码器、解码器、调制器等解释数字逻辑在信号处理、数据传输等方面的作用第六章:数字逻辑与计算机基础6.1 计算机基础概述介绍计算机的基本组成和原理解释计算机硬件和软件的关系6.2 计算机的数字逻辑核心讲解CPU内部的数字逻辑结构详细介绍寄存器、运算器、控制单元等关键部件6.3 计算机的指令系统解释指令系统的作用和组成介绍机器指令和汇编指令的概念第七章:数字逻辑与数字电路设计7.1 数字电路设计基础介绍数字电路设计的基本流程解释数字电路设计中的关键概念,如时钟频率、功耗等7.2 数字电路设计实例分析简单的数字电路设计案例讲解设计过程中的逻辑判断和优化7.3 数字电路设计工具与软件介绍常见的数字电路设计工具和软件解释这些工具和软件在设计过程中的作用第八章:数字逻辑与数字系统测试8.1 数字系统测试概述讲解数字系统测试的目的和方法解释测试在保证数字系统可靠性中的重要性8.2 数字逻辑测试技术介绍逻辑测试的基本方法和策略讲解测试向量和测试结果分析的过程8.3 故障诊断与容错设计解释数字系统中的故障类型和影响介绍故障诊断方法和容错设计策略第九章:数字逻辑在现代技术中的应用9.1 数字逻辑与现代通信技术讲解数字逻辑在现代通信技术中的应用介绍数字调制、信息编码等通信技术9.2 数字逻辑在物联网技术中的应用解释数字逻辑在物联网中的关键作用分析物联网设备中的数字逻辑结构和功能9.3 数字逻辑在领域的应用讲述数字逻辑在领域的应用实例介绍逻辑推理、神经网络等技术中的数字逻辑基础第十章:数字逻辑的未来发展10.1 数字逻辑技术的发展趋势分析数字逻辑技术的未来发展方向讲解新型数字逻辑器件和系统的特点10.2 量子逻辑与量子计算介绍量子逻辑与传统数字逻辑的区别讲解量子计算中的逻辑结构和运算规则10.3 数字逻辑教育的挑战与机遇分析数字逻辑教育面临的挑战讲述数字逻辑教育对培养计算机科学人才的重要性重点和难点解析重点环节一:逻辑门的概念和功能逻辑门是数字逻辑电路的基本构建块,包括与门、或门、非门、异或门等。
第六章 采用中、大规模集成电路的逻辑设计 教学重点:在了解典型中、大规模集成电路逻辑功能的基础上,掌握现代逻辑设计的方向。
教学难点:采用双向移位寄存器设计的计数器的“模”的概念。
6.1二进制并行加法器(四位超前进位加法器74283)介绍能提高运算速度的四位超前进位加法器74283。
对于这些集成电路,主要是掌握它的外部功能,以便设计成其它逻辑电路。
对内部逻辑电路只作一般了解。
四位超前进位加法器74283是中规模集成电路的组合逻辑部件。
74283引脚较少,输入端为被加数和加数共8个,另一个从低位来的进位端1个。
输出端5个,其中4个为和数端,1个为向高位的进位端。
这两个进位端可用来扩展容量。
功能:对被加数和加数作二进制数的加法运算,运算结果为二进制数,亦可看成代码。
例6.1 用四位二进制加法器74283设计一个四位加法/减法器。
●逻辑符号内的引脚符号与外部电路的输入到引脚的信号要加以区别。
设计思路:两数做加法时,信号直接加到引脚;做减法时先把减数连同符号位按位求反,同时从低位来的进位端置1,即变成补码信号后再加到引脚,把减法转化为加法。
设计方法:在加数的每个引脚端前接一个异或门输出端,异或门的两个输入端一个接加数或减数的输入信号,另一个接加、减法控制信号,低位来的进位端连接这控制端。
当控制端信号为1时,输入信号通过异或门后变反,故作减法运算;当控制端信号为0时,输入信号通过异或门后不变,故作加法运算。
所设计的逻辑电路图见P196图6.3。
例6.2 用四位二进制加法器74283设计一个将8421BCD 码转换成余3码的代码转换电路。
设计思路和方法:余3码是从8421BCD 码加3后实现的,故在被加数端接入8421BCD 码信号后,可直接在加数信号输入端接0011信号即可。
这时和数输出端就输出余3码。
●注意:从低位来的进位端应置0,不能悬空(因悬空的效果是高电平1)。
所设计的逻辑电路图见P196图6.4。
绪论单元测试1【多选题】(5分)计算机的五大组成部分是()、()、()、输入设备和输出设备。
A.控制器B.运算器C.硬盘D.存储器2【判断题】(5分)数字逻辑课程是计算机专业的一门学习硬件电路的专业基础课。
A.错B.对3【判断题】(5分)计算机的运算器是能够完成算术和逻辑运算的部件,逻辑运算比如与运算。
A.错B.对第一章测试1【单选题】(10分)与二进制数1101011.011对应的十六进制数为()A.53.3B.73.3C.6B.3D.6B.62【单选题】(10分)与二进制数101.011等值的十进制数是()A.5.175B.5.375C.3.625D.5.6753【单选题】(10分)(17)10对应的二进制数是()A.10011B.101111C.10110D.100014【判断题】(10分)数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者通常无大小之分A.错B.对5【判断题】(10分)格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性A.对B.错6【多选题】(20分)以下代码中为无权码的为()A.余三码B.格雷码C.5421BCD码D.8421BCD码7【单选题】(10分)十进制数25用8421BCD码表示为()A.00100101B.11010C.11001D.101018【单选题】(10分)BCD码1001对应的余3BCD码是()A.1011B.1100C.1000D.10109【单选题】(10分)8421BCD码001001010100转换成十进制数为()A.252B.1250C.1124D.254第二章测试1【单选题】(5分)在何种输入情况下,“或非”运算的结果是逻辑0A.任一输入为0,其他输入为1B.全部输入是0C.全部输入是1D.任一输入为12【单选题】(5分)一个两输入端的门电路,当输入为1和0时,输出不是1的门是()A.或门B.异或门C.与非门D.或非门3【多选题】(10分)求一个逻辑函数F的对偶式,可将F中的()。
数字逻辑(第二版)毛法尧课后题答案(1 6章)数字逻辑(第二版)毛法尧课后题答案(1-6章)“数字逻辑”的问题解决习题一1.1将以下不同的十六进制数写成加权展开式:⑴(4517.239)10=4×103+5×102+1×101+7×100+2×10-1+3×10-2+9×10-3⑵(10110.0101)2=1 × 24+0 × 23+1 × 22+1 × 21+0 × 20+0 × 2-1+1 × 2-2+0 × 2-3+1 × 2-4⑶(325.744)8=3 × 82+2 × 81+5 × 80+7 × 8-1+4 × 8-2+4 × 8-3⑷(785.4af)16=7×162+8×161+5×160+4×16-1+a×16-2+f×16-31.2完成下列二进制表达式的运算:1.3将下列二进制数转换为十进制、八进制和十六进制数:⑴ (1110101) 2 = (165)8 = (75) 16 = 7 × 16+5=(117)10⑵(0.110101)2=(0.65)8=(0.d4)16=13×16-1+4×16-2=(0.828125)10⑶(10111.01)2=(27.2)8=(17.4)16=1×16+7+4×16-1=(23.25)101.4将下列十进制数转换为二进制数、八进制数和十六进制数,精确到小数点后5位:⑴ (29)10=(1D)16=(11101)2=(35)8⑵(0.207)10=(0.34fdf)16=(0.001101)2=(0.15176)8⑶(33.333)10=(21.553f7)16=(100001.010101)2=(41.25237)8第1页《数字逻辑》习题解答1.5如何判断二进制正整数B=b6b5b4b3b2b1b0是否可以除以(4)10?解:一个二进制正整数被(2)10除时,小数点向左移动一位,被(4)10除时,小数点向左移动两位,能被整除时,应无余数,故当b1=0和b0=0时,二进制正整数b=b6b5b4b3b2b1b0能否被(4)10整除.1.6写出下列数字的原代码、反代码和补码:⑴ 0.1011[0.1011]原=0.1011;[0.1011]反=0.1011;[0.1011]补=0.1011⑵0.0000[0.000]原件=0.0000;[0.0000]逆=0.0000;[0.0000]增补=0.0000⑶ - 10110[-10110]原=110110;[-10110]反=101001;[-10110]补=1010101.7已知[n]补=1.0110,求[n]原,[n]反和n.解决方案:从[n]补码=1.0110,[n]逆=[n]补码-1=1.0101,[n]原=1.1010,n=-0.10101.8用原码、逆码和补码完成以下操作:⑴ 0000101-0011010[0000101-0011010]原=10010101;∴0000101-0011010=-0010101。
第六章习题答案1现有D触发器组成的三个n位寄存器,需要连接起来传送数据。
当控制信号S a有效时,执行(Ra)→Rc的操作;当控制信号S b有效时,执行(R b)→R C的操作。
试写出连接电路的逻辑表达式,并画出逻辑电路图。
解:Rc = Ra·Sa·LDC + Rb·Sb·LDC2 现有D触发器组成的四个8位寄存器,要求它们之间实现数据传送,试设计连接电路。
解:BUS3 ALU的输出端一般带有一个移位器,其功能为:①ALU输出正常传送;②ALU输出左移1位(ALU i+1)传送;③ALU输出右移一位(ALU i-1)传送。
试设计移位器的逻辑电路。
解:4 一个系统有A,B两条总线,为了接收来自任何一条总线上的数据并驱动任何一条总线,需要一个总线缓冲寄存器。
请用D触发器和三态门设计一个总线缓冲寄存器。
解:5 试构造能完成下列程序操作的ASM图:(a)if X = N, then … 。
(b)if X≠N, then …, else …。
解:(c)for X from A to B, step C, do… 。
解:(d)while X = Y, do …。
解:(e)if X > N OR X < O, then …, else …。
解:6 有一个数字比较系统,它能对两个8位二进制进行比较。
其操作过程如下:先将两个8位二进制数存入寄存器A和B, 然后进行比较,最后将大数移入寄存器A中。
要求:⑴画出此系统方框图,并构造ASM流程图。
⑵设计一个计数器型控制器。
解:(1)②状态转移真值表PS NSB A B( D ) A( D )转移条件 C0 00 11 0 1 10 11 01 11 00 1无条件转移无条件转移无条件转移( A > B ) = 1A >B = 0根据 NS = PS·C 公式,激励方程表达式为:B ( D ) = BA + BA + BA·( A > B )A ( D ) = BA + BA + BA·( A >B ) = A + BA ·( A > B )③电路图④ 控制信号表达式:7. 根据题6的条件,设计一个MUX 型控制器。
第六章时序逻辑电路1 :构成一个五进制的计数器至少需要()个触发器A:5B:4C:3D:2您选择的答案: 正确答案: C知识点:n个触发器可构成一个不大于2n进制的计数器。
A -————-————-——-——--——------——--——----——--———-——-—-———————--—-—————-——--————-—2 :构成一个能存储五位二值代码的寄存器至少需要()个触发器A:5B:4C:3D:2您选择的答案:正确答案: A知识点:一个触发器能储存1位二值代码,所以用n个触发器组成的寄存器能储存n位二值代码。
—-————-—---—---—-—-——--—-—-—----————---—---———--—---—--——---—-------—-——--——3 : 移位寄存器不具有的功能是()A:数据存储B:数据运算C:构成计数器D:构成译码器您选择的答案: 正确答案: D知识点:移位寄存器不仅可以存储代码,还可以实现数据的串行—并行转换、数值的运算、数据处理及构成计数器。
-—-—————---—--——--—-——---——-———-—--—---——---————-————-----——-—--—-————--————4 :下列说法不正确的是()A:时序电路与组合电路具有不同的特点,因此其分析方法和设计方法也不同B:时序电路任意时刻的状态和输出均可表示为输入变量和电路原来状态的逻辑函数C:用包含输出与输入逻辑关系的函数式不可以完整地描述时序电路的逻辑功能D:用包含输出与输入逻辑关系的函数式可以完整地描述时序电路的逻辑功能您选择的答案:正确答案: D知识点:时序逻辑电路的逻辑关系需用三个方程即输出方程、驱动方程及状态方程来描述。
——---—-——-—————--—-——----—---—-—---—-——--—-—------————-——--——--———--—-------5 : 下列说法正确的是( )A:时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路该时刻的输入信号B:时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路进入该时刻前所处的状态C:时序逻辑电路某一时刻的电路状态不仅取决于当时的输入信号,还取决于电路原来的状态D:时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分,其中组合电路是必不可少的您选择的答案: 正确答案: C知识点:时序逻辑电路的特点:时序逻辑电路中,任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入,还取决于电路原来的状态.时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分,其中存储电路是必不可少的。