数字设计原理与实践 第四版 (john F.Wakerly ) 课后答案
- 格式:pdf
- 大小:442.92 KB
- 文档页数:60
1.3ASIC Application-Specific Integrated CircuitCAD Computer-Aided DesignCD Compact DiscCO Central OfficeCPLD Complex Programmable Logic DeviceDIP Dual In-line PinDVD Digital Versatile DiscFPGA Field-Programmable Gate ArrayHDL Hardware Description LanguageIC Integrated CircuitIP Internet ProtocolLSI Large-Scale IntegrationMCM Multichip ModuleMSI Medium-Scale IntegrationNRE Nonrecurring EngineeringPBX Private Branch ExchangePCB Printed-Circuit BoardPLD Programmable Logic DevicePWB Printed-Wiring BoardSMT Surface-Mount TechnologySSI Small-Scale IntegrationVHDL VHSIC Hardware Description LanguageVLSI Very Large-Scale Integration1.4ABEL Advanced Boolean Equation LanguageCMOS Complementary Metal-Oxide SemiconductorJPEG Joint Photographic Experts GroupMPEG Moving Picture Experts GroupOK 据说是Oll Korrect(All Correct)的缩写。
数电课设参考文献在进行数电课设项目时,查找并参考相关文献是非常重要的一步。
正确选择适合的参考文献有助于深入理解该课设项目的背景、原理和方法,提供实验思路和设计方案,以及解决可能遇到的问题。
以下是一些关于数电课设的参考文献,供您参考:1. M. Morris Mano, Michael D. Ciletti -《数字设计》(Digital Design):这是一本经典的数电教材,主要内容涵盖了数字逻辑和设计的基础知识,包括逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
2. John F. Wakerly -《数字设计原理》(Digital Design Principles and Practices):此书对数字逻辑设计进行了深入的介绍,包括数字系统建模、逻辑门、计数器和寄存器等内容。
书中还包含大量的实例和习题,方便读者巩固所学知识。
3. Thomas L. Floyd -《数字基础知识与逻辑设计》(Digital Fundamentals and Logic Design):这本书详细解释了数字电路和逻辑设计的基本原理和方法。
它提供了广泛的知识,包括布尔代数、逻辑门、组合逻辑和时序逻辑等。
4. Stephen Brown, Zvonko Vranesic -《数字逻辑和计算机设计》(Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design):这本书介绍了数字逻辑设计和计算机组成的基本原理。
它使用VHDL语言进行设计,并探讨了数字系统的建模和仿真。
5. Kai-Tai Song, Yanwen Jin -《数字逻辑与数字系统设计》(Digital Logic and Digital System Design):这本书从数字逻辑的基础开始,深入介绍了数字系统设计的各个方面,包括算术电路、时序电路和存储器等。
6. Frank Vahid -《数字系统设计》(Digital Systems Design):此书对数字系统的设计提供了广泛的覆盖,包括数字逻辑设计、计算机组成和基本的设计方法。
多通道数据分时传送系统的设计一、设计摘要:现在通信技术是社会上的热门专业,而数据传输中传送的并行数据想要用来处理需要进行分离和重组,将他们每一个并行数据抽离出来进行重新排序和处理,从而形成了可以单独处理的数据为后续的电路做准备,这也是所有的数据传输电路中必须的一部分,做好这一步将会为我们后续的工作能够顺利的完成做出一个很好的铺垫作用。
本论文中用到的方法很简单,也就是从前往后一步一步的进行推理,知道最后结果实现。
其中硬件的模拟是利用multisim软件,而软件的仿真是利用了QuartusII软件进行的。
二、设计具体要求:1)列出真值表;2)画出逻辑图;3)试用Verilog HDL进行仿真;三、多通道数据分时传送系统原理:多通道数据分时传送系统原理是,通过数据选择器将并行数据分时一一送出,再通过数据分配器(用译码器实现)将接收到的串行数据分配到其各个相应的输出端口,从而恢复原来的并行数据.数据分配器选用74×154,为4~16线译码器,数据选择器选用74×151,为8选1数据选择器。
四、关键字:多通道数据,分时传送系统,数字仿真,数字设计,74×154数据分配器、74×151数据选择器、Verilog HDL语言、multisim软件、QuartusII软件、真值表、数字逻辑图。
五、设计环节1、真值表EN ADD3 ADD2 ADD1 H BUS0 0 0 0 x¯00z0 0 0 1 x¯01z1 0 1 0 x¯02z20 1 1 x¯03z31 0 0 x¯04z4 1 0 1 x¯05z5 1 1 0 x¯06z6 1 1 1 x¯07z71 0 0 0 x¯08z80 0 1 x¯09z90 1 0 x¯10z100 1 1 x¯11z110 0 0 x¯12z121 0 1 x¯13z131 1 0 x¯14z141 1 1 x¯15z152、运用QuartusII 软件画出的电路图加输入输出后的逻辑图如下3、波形仿真图如下4、verilog源程序ModuleVrfenshi(EN,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5, B6,B7,ADD,Z);inputA0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,EN,A DD;input [0:2] ADD;output [0:15] Z;reg [0:15] Z;always @ (EN or A or B or ADD)beginif(A & B & ADD)case (EN)0:case (ADD)0: Z = A0;1: Z = A1;2: Z = A3;3: Z = A4;4: Z = A5;5: Z = A6;6: Z = A6;7: Z = A7;default : Z= Z;1:case (ADD)0: Z = B0;1: Z = B1;2: Z = B2;3: Z = B3;4: Z = B4;5: Z = B5;6: Z = B6;7: Z = B7;default : Z=Z;endcaseelsedefault;{A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7} = Z; endendmodule四、结论本设计通过数据选择器将并行数据分时一一送出,再通过数据分配器(用译码器实现)将接收到的串行数据分配到其各个相应的输出端口,从而恢复原来的并行数据.通过此种方法则实现了多通道分时传送的目的,即完成了多通道分时传送系统的数字设计。
2.2将下面的八进制数转换成二进制数和十六进制数:(a) 12348=10100111002=29C16(c) 3655178=111101011010011112=1EB4F16(e) 7436.118=111100011110.0010012=F1E.24162.3将下面的十六进制数转换成二进制数和八进制数:(a) 102316=10000001000112=100438(c) ABCD16=10101011110011012=1257158(e) 9E36.7A16=1001111000110110.01111012=117066.364 82.5 将下面的数转换成十进制:(e) 10100.11012=20.812510(f) F3A516=6237310(g) 120103=13810(i) 71568=3694102.6 完成下面的数制转换:(e) 13210=100001002(f) 2385110 =5D2B16(g) 72710=104025(i) 143510=263382.7 将下面的二进制数相加,指出所有的进位:解:2.8利用减法而不是加法重复训练题2.7,指出所有的借位而不是进位。
解:2.9 将下面的八进制数相加:(b) 5 7 7 3 4+ 1 0 6 6解:(b) C 1 1 1 1 05 7 7 3 4+ 1 0 6 66 1 0 2 22.10 将下面的十六进制数相加:(b) 4 F 1 A 5+ B 8 D 5解:(b) 4 F 1 A 5+ B 8 D 55 A A 7 A2.11 写出下面每个十进制数的8位符号—数值、二进制补码、二进制反码表示:+25、+120、+82、42、6、111。
解:对正数来说,规定其符号—数值、二进制补码、二进制反码表示相同,符号位为0。
对负数,规定其符号—数值码为对应整数的符号—数值码符号位取反,其二进制补码为对应整数的补码,其二进制反码为对应整数的反码。
数字设计原理与实践 (第四版 )_课后习题答案数字设计原理与实践 (第四版) 是一本广泛使用于电子工程、计算机科学等领域的教材,它介绍了数字电路的基础知识和设计方法。
课后习题是巩固学习内容、提高理解能力的重要部分。
下面是一些课后习题的答案,供参考。
第一章绪论1. 什么是数字电路?数字电路是一种使用二进制数表示信息并通过逻辑门实现逻辑功能的电路。
2. 简述数字系统的设计过程。
数字系统的设计过程包括需求分析、系统规格说明、逻辑设计、电路设计、测试和验证等步骤。
3. 简述数字电路的分类。
数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
组合逻辑电路的输出只取决于当前输入,时序逻辑电路的输出还受到过去输入的影响。
4. 什么是门电路?门电路是由逻辑门组成的电路,逻辑门是实现逻辑运算的基本模块。
第二章组合逻辑电路设计基础1. 简述一下布尔代数的基本概念。
布尔代数是一种用于描述逻辑运算的数学系统。
它包括逻辑变量、逻辑表达式、逻辑运算等概念。
2. 简述编码器和译码器的功能和应用。
编码器用于将多个输入信号转换为较少的输出信号,译码器则将少量输入信号转换为多个输出信号。
它们常用于数据压缩、信号传输和地址译码等应用中。
3. 简述多路选择器的功能和应用。
多路选择器根据选择信号选择其中一个输入信号并输出,它可以实现多个输入信号的复用和选择。
它常用于数据选择、信号传输和地址译码等应用中。
第三章组合逻辑电路设计1. 简述组合逻辑电路的设计方法。
组合逻辑电路的设计方法包括确定逻辑功能、编写逻辑表达式、绘制逻辑图和验证电路正确性等步骤。
2. 请设计一个3位二进制加法器。
一个3位二进制加法器可以通过将两个2位二进制加法器和一个与门连接而成。
3. 简述半加器和全加器的功能和应用。
半加器用于实现两个二进制位的相加,它的输出包括和位和进位位。
全加器则用于实现三个二进制位的相加,它的输出包括和位和进位位。
它们常用于二进制加法器的设计。
第四章时序逻辑电路设计基础1. 简述触发器的功能和应用。
第1 章习题参考答案:1-6 一个电路含有一个2 输入与门(AND2),其每个输入/输出端上都连接了一个反相器;画出该电路的逻辑图,写出其真值表;能否将该电路简化解:电路图和真值表如下:由真值表可以看出,该电路与一个2 输入或门(OR2)相同。
第2 章习题参考答案:将下面的八进制数转换成二进制数和十六进制数。
(a) 12348=1 010 011 1002=29C16(b) 1746378=1 111 100 110 011 1112=F99F16(c) 3655178=11 110 101 101 001 1112=1EB4F16(d) =10 101 011 101 011 010 0012=ABAD116(e) =111 100 011 0012=(f) =100 101 011 001 100 111 12=将下面的十六进制数转换为二进制数和八进制数。
(a) 102316=1 0000 0010 00112=100438(b) 7E6A16=111 1110 0110 10102=771528(c) ABCD16=1010 1011 1100 11012=1257158(d) C35016=1100 0011 0101 00002=1415208(e)=1001 1110 10102=(f)=1101 1110 1010 1110 1110 11112=将下面的数转换成十进制数。
(a) =107 (b) 1740038=63491 (c) 2=183(d) = (e)= (f)F3A516=62373(g) 120103=138 (h) AB3D16=43837 (i) 71568=3694(j) =完成下面的数制转换。
(a) 125= 1 111 1012 (b) 3489= 66418 (c) 209= 11 010 0012(d) 9714= 227628 (e) 132= 10 000 1002 (f) 23851= 5D2B16(g) 727= 104025 (h) 57190=DF6616 (i) 1435=26338(j) 65113=FE5916将下面的二进制数相加,指出所有的进位:(a) S:1001101 C:100100(b) S: 1010001 C: 1011100(c) S: 0 C: 0(d) S: C:利用减法而不是加法重复训练题,指出所有的借位而不是进位:(a) D:011 001 B:110000 (b) D:111 101 B:1110000(c) D: B:00111000 (d) D:1101101 B:写出下面每个十进制数的8 位符号-数值,二进制补码,二进制反码表示。
第1章习题参考答案:1-6 一个电路含有一个2输入与门(AND2),其每个输入/输出端上都连接了一个反相器;画出该电路的逻辑图,写出其真值表;能否将该电路简化? 解:电路图和真值表如下:由真值表可以看出,该电路与一个2输入或门(OR2)相同。
第2章习题参考答案:2.2将下面的八进制数转换成二进制数和十六进制数。
(a) 12348=1 010 011 1002=29C 16(b) 1746378=1 111 100 110 011 1112=F99F 16(c) 3655178=11 110 101 101 001 1112=1EB4F 16(d) 25353218=10 101 011 101 011 010 0012=ABAD116(e) 7436.118=111 100 011 110.001 0012=F1E.2416(f) 45316.74748=100 101 011 001 110.111 100 111 12=4ACE.F2C 162.3将下面的十六进制数转换为二进制数和八进制数。
(a) 102316=1 0000 0010 00112=100438(b) 7E6A 16=111 1110 0110 10102=771528(c) ABCD 16=1010 1011 1100 11012=1257158(d) C35016=1100 0011 0101 00002=1415208(e)9E36.7A 16=1001 1110 00110110.0111 10102=117066.3648 (f)DEAD.BEEF 16=1101 1110 1010 1101.1011 1110 1110 11112 =157255.57567482.5将下面的数转换成十进制数。
(a) 11010112=107 (b) 1740038=63491 (c) 101101112=183 (d) 67.248=55.3125 (e)10100.11012=20.8125 (f)F3A516= 62373(g) 120103=138 (h) AB3D 16=43837 (i) 71568=3694 (j) 15C.3816=348.218752.6 完成下面的数制转换。
数字逻辑设计及应用课程设计组合逻辑电路课程设计四位二进制全加/全减器姓名:学号:指导教师:一、任务与要求使用74LS83构成4位二进制全加/全减器。
具体要求:1)列出真值表;2)画出逻辑图3)用Verilog HDL进行仿真二、设计思路1)原理分析:74LS83是四位二进制先行加法器,所以直接接入输入可以得到全加器,下面主要讨论四位二进制全减器的构造。
对于减法,可以作相应的代数转换编程加法,二进制减法也是如此,原理如下:这样就把减法变为了加法,而[]=,这里利用补码性质,具体实现方法就是:逐位取反并在最低权一位加上1。
在全减器中,进位输入Cin变为借位输出,所以要减去Cin,且全加器的输出端Cout为进位输出,全减器为借位输出,所以将So取反后即可得到全减器的借位输出。
在以上分析基础可知,可在全加器的基础上设计全减器。
四位二进制全加/全减器真值表如下:(因原始真值表行数太过庞大,列出部分真值的例子)真值表A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 Co Bo S0 S1 S2 S3C/B0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0/1 1/1 1/0 1/1 01 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1/1 0/1 0/0 1/1 00 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1/0 0/0 0/1 1/1 01 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0/1 0/1 1/0 0/0 00 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1/1 0/1 0/0 0/0 11 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1/1 0/1 1/0 0/0 10 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1/0 0/0 1/1 0/0 11 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0/1 0/0 1/1 1/1 1*表格后半部分内容,斜线前为全加结果,斜线后为全减结果*XOR门的函数为:,所以当EN=A=0时,得到F=B与第二输入相同,当EN=A=1时,F=B’与第二输入相反。
卡诺图化简所应用的逻辑代数原理与方法kamaugh map Simplification of the applicationof principles and methods of algebraic logic【摘要】逻辑代数卡诺图化简是数字电子技术的一个重要内容,本文讨论了卡诺图化简逻辑代数的化简原理以及基本方法。
卡诺图利用了格雷码的循环相接性质进行化简,采用画卡诺圈进行逻辑合并。
【关键词】逻辑代数;卡诺图;化简【Abstract】Simplifying logic function by kamaugh map is an important content of digital electronic technique. This paper explores the principle and basic methods of Simplifying logic function by kamaugh map.K-map use the cycle phase nature of the Gray code to simplifying logic function and use carnot cycle to merge logic.【Key Word】Logic Function;Karnaugh Map;Simplifying引言在ASIC设计和基于PLD的设计中,最小化都是一个重要的步骤。
多余的门和门输入端需要更多的面积,从而增加了成本。
但是在杂乱的代数符号中找出可结合的项是困难的。
卡诺图是逻辑函数真值表的图形表示,是一种更适于人工操作的最小化方法,其出发点是对真值表进行图形等效,它是通过一种直观形象、易于操作的方式来实现逻辑代数化简。
一、卡诺图化简的相关概念1、最小和:逻辑函数F的最小和是F的一个“积之和”表达式,F的其它“积之和”表达式不会比最小和最小和式中的乘积项更少。
4位二进制全加器的设计摘要加法器是产生数的和的装置。
加数和被加数为输入,和数与进位为输出的装置为半加器。
若加数、被加数与低位的进位数为输入,而和数与进位为输出则为全加器。
常用作计算机算术逻辑部件,执行逻辑操作、移位与指令调用。
在电子学中,加法器是一种数位电路,其可进行数字的加法计算。
在现代的电脑中,加法器存在于算术逻辑单元(ALU)之中。
加法器可以用来表示各种数值,如:BCD、加三码,主要的加法器是以二进制作运算。
多位加法器的构成有两种方式:并行进位和串行进位方式。
并行进位加法器设有并行进位产生逻辑,运行速度快;串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。
通常,并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。
我们采用4位二进制并行加法器作为折中选择,所选加法器为4位二进制先行进位的74LS283,它从C0到C4输出的传输延迟很短,只用了几级逻辑来形成和及进位输出,由其构成4位二进制全加器,并用proteus进行仿真。
关键字全加器,四位二进制,迭代电路,并行进位,74LS283,proteus仿真总电路设计一、硬件电路的设计该4位二进制全加器以74LS283(图1)为核心,采用先行进位方式,极大地提高了电路运行速度,下面是对4位全加器电路设计的具体分析。
图11)全加器(full-adder )全加器是一种由被加数、加数和来自低位的进位数三者相加的运算器。
基本功能是实现二进制加法。
全加器的功能表输入输出输入输出逻辑表达式:CIB A S ⊕⊕==AB'CI'+A'BCI'+A'B'CI+ABCI()AB CI B A CO ++=其中,如果输入有奇数个1,则S 为1;如果输入有2个或2个以上的1,则CO=1。
实现全加器等式的门级电路图如图2所示,逻辑符号如图3所示.图2图32)四位二级制加法器 a) 串行进位加法器四位二进制加法器为4个全加器的级联,每个处理一位。