数字逻辑第六章

8/8数字逻辑第六章第六章习题答案

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

时，执行（Ra）→Rc的操作；当控制信号Sb有效时，执行（Rb）→RC的操作。试写连接电路的逻辑表达式，并画出逻辑电路图。

解：

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Rc=Ra·Sa·LDC+Rb·Sb·LDC

2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：

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3ALU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输左移1位（ALUi+1）传送；③ALU输出右移一位（ALUi-1）传送。试设计移位器的逻

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：

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5试构造能完成下列程序操作的ASM图：

（a）ifX=N,then…。

（b）ifX≠N,then…,else…。

解：

（c）forXfromAtoB,stepC,do…。解：

（d）whileX=Y,do…。

解：

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（e）ifX>NORX<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

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1电路图

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2控制信号表达式：

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1.根据题6的条件，设计一个MUX型控制器。

①ASM流程图

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②状态转移表

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③电路图

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④控制信号表达式为：

LDR

B=(状态a＋状态c)?T2=(＋B)?T2

LDRA=状态b?T2=A?T2

CAP=状态d＝BA

2.根据题6的条件，设计一个定序型控制器。

①ASM流程图

②状态转移表

（3）写出激励方程NS=ΣPS·C

控制信号表达式

（4）逻辑电路图

1.根据题6的条件，设计一个微程序控制器。

①微程序流程图

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②微指令格式

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③定时信号

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T1打入微指令寄存器定时

T2执行部件控制信号定时

T3修改微地址并读出控存定时

④微程序控制器电路

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⑤微程序代码

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2.某控制器的状态表如下表所示，其中X和Y为输入变

量，试设计一个计数器型控制器。

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①ASM流程图与编码(Q1,Q2为两个触发器)

令状态A=00,B=01,C=10,D=11

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②状态转移表

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③激励方程表达式

利用NS=∑PS?C公式，使用D触发器。

Q

2(D)=?X+?XY+Q1?X+Q1?XY+Q2?XY+Q

2Q1?X+Q2Q1?XY

=?X+?XY+Q

1?X

Q

1(D)=?Y+Q1?XY+Q2(X+Y)+Q2Q1?Y=?Y+Q

2?X+Q2?Y

④电路图

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⑤控制信号表达式(假设为电位控制信号)

F=状态A?+状态B?Y+状态C?X+状态D

=?+Q

1?Y+Q2?X+Q2Q1

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11..根据题10的条件，设计一个MUX型控制器

解答：

1）ASM流程图与编码同计数器型控制器(见第10题答案)

2）按MUX方式列出状态转移真值表

3）画出电路图

12.根据题10的条件，设计一个定序型控制器

解答:

1)ASM流程图与计数器法相同

2)使用Qa、Qb、Qc、Qd四个触发器，编码分别为Qa=1000，

Qb=0100，Qc=0010,Qd=0001

3)状态转移真值表

4）写出激励方程NS=ΣPS·C5)画出电路图

13.设计一个累加运算系统定序型控制器

解答：

1）算法流程图

2）状态转移真值表及激励函数表达式

NS=∑PS·C(C=1,无条件转

移)

3）控制信号表达式

4）电路图

14.设计一个累加运算系统MUX型控制器解答：

1）ASM流程图

2）状态转移真值表及激励表达式

NS=∑PS·C

3）电路图

4)控制信号表达式

15.图P6.1所示ASM流程图，设计计数器型控制器解：（1）ASM流程图与编码(Q1,Q2为两个触发器)

令状态a=00,b=01,c=11,d=10

②状态转移表

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（

3）次态方程

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（4）控制信号

16．根据图P6.1所示ASM流程图，设计一个MUX型控制器

解：（1）ASM流程图、编码、状态转移真值表同计数器型控制器(见第15题答案)

（1）MUXA的输出接触发器D2，MUXB的输出接触发器D

1，

则

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（3）控制信号

17.根据图P6.1所示ASM流程图，设计一个定序型控制器

解：1)使用Qa、Qb、Qc、Qd四个触发器对应四个状态a，b，c，d

2)状态转移真值表及激励方程表达式

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（3）控制信号

18.根据图P6.1所示ASM流程图，设计一个微程序控制器。解：步骤如下

将ASM流程图转化为微程序流程图

确定微指令地址

确定微命令

确定微指令格式和字长

确定控制存储器容量

写出微地址转移逻辑表达式

将微指令编译成二进制代码。

19.根据教材图P6.7所示通路，设计一个微程序控制器。略

20.设计十字路口交通灯控制器

解：交通灯控制系统结构框图

控制系统ASM图如下Image

21．设计一个彩灯控制器。解：彩灯电路框图如下

Image

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entitylightis

port(clk1:instd_logic;时钟信号

light:bufferstd_logic_vector(11downto0));--输出

endlight;

architecturebehvoflightis

constantlen:integer:=11;

signalbanner:std_logic:='0';定义信号banner为两种节拍转换信号；

signalclk,clk2:std_logic;信号CLK，CLK2作为辅助时钟

begin

clk<=(clk1andbanner)or(clk2andnotbanner);

process(clk1)

begin

ifclk1'eventandclk1='1'thenCLK1二分频得

CLK2clk2<=notclk2;

endif;

endprocess;

process(clk)

variableflag:bit_vector(3downto0):="0000";

begin

ifclk'eventandclk='1'then

ifflag="0000"then

light<='1'顺序向右循环移位

iflight(1)='1'then依次点亮

flag:="0001";

endif;

elsifflag="0001"then———依次熄灭

light<=light(len-1downto0)

iflight(10)='0'then

flag:="0010";

endif;

elsifflag="0010"then

light<=light(len-1downto0)顺序向左循环移位

iflight(10)='1'then依次点亮

flag:="0011";

endif;

elsifflag="0011"then———依次熄灭

light<='0'

iflight(1)='0'then

flag:="0100";

endif;

elsifflag="0100"then

light(lendownto6)<=light(len-1downto6)从中间向两边点

light(len-6downto0)<='1'

iflight(1)='1'then

flag:="0101";

endif;

elsifflag="0101"then

light(lendownto6)<='0'从两边向中间熄

light(len-6downto0)<=light(len-7downto0)

iflight(2)='0'then

flag:="0110";

endif;

elsifflag="0110"then

light(lendownto6)<='1'奇偶位循环点亮

light(len-6downto0)<='1'

if