7.47.5哇!开始振荡了......7.6D 触发器的特征方程:Q* = D带使能端的T 触发器的特征方程:Q* = Q ⊕EN为了将其转化为D 触发器的特征方程,需要使 Q ⊕EN = D ,可利用等式 A ⊕A ⊕B = B 于是,令T 触发器的EN = Q ⊕D ,代入T 触发器的特征方程得:Q* = Q ⊕EN = Q ⊕(Q ⊕D) = D 逻辑电路图如下:7.7J-K 触发器的特征方程:Q* = J·Q ’ + K ’·Q带使能端的T 触发器的特征方程:Q* = Q ⊕EN为了将其转化为J-K 触发器的特征方程,需要使 Q ⊕EN = J·Q ’ + K ’·Q ,可利用等式 A ⊕A ⊕B = BQ QNQ QN于是,令T触发器的EN = Q⊕(J·Q’ + K’·Q)代入T触发器的特征方程:Q* = Q⊕EN = Q⊕(Q⊕(J·Q’ + K’·Q)) = J·Q’ + K’·Q现在来化简EN = Q⊕(J·Q’ + K’·Q)= Q · (J·Q’ + K’·Q)’ + Q’· (J·Q’ + K’·Q)= Q · (J’+Q) · (K+Q’) + J·Q’= K·Q + J·Q’逻辑电路图如下:7.12激励方程:D1 = Q1’ + Q2 D2 = X · Q2’输出方程:Z = Q1 + Q2’状态/输出表【说明:黑色表示当前状态,绿色表示当前输入,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】7.13【说明:此题中文版翻译有误,正确说法是:将题7.12中的与门改成与非门,或门改成或非门,并且交换每个触发器的Q和QN输出端。
】替换后的逻辑电路图如下所示:激励方程: D1 = (Q1 + Q2’)’ = Q1’ · Q2 D2 = (X · Q2)’ = X ’ + Q2’ 输出方程: Z = (Q1’ + Q2)’ = Q1 · Q2’状态/输出表【说明:黑色表示当前状态,绿色表示当前输入,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】 经对比可见,7.13题与7.12题的转移/输出表刚好反相(互为反码)。
7.16【注意:Moore 机和Mealy 机的输出表示在状态图上的区别】X/UNLK HINT0/007.17【注意:Moore机和Mealy机的输出表在形式上的区别】【说明:黑色表示当前状态,绿色表示当前输入,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】7.18激励方程:D2 = (Q2+Q1)’⊕(Q1⊕Q0)D1 = Q2D0 = Q1【注意:该电路没有输入】【说明:黑色表示当前状态,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】7.19激励方程:D1 = XD2 = (Y+Q1) · Q3’D3 = (Q2’ · Y) + Q1’【说明:黑色表示当前状态,绿色表示当前输入,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】7.20激励方程:EN1 = Y EN2 = X’ · Y · Q1输出方程:Z = X’ · Q2’为填写激励/转移表,需先根据触发器的特征方程写出其转移方程:Q1* = Q1⊕EN1 = Q1⊕YQ2* = Q2⊕EN2 = Q2 ⊕(X’·Y·Q1)激励表转移表【说明:黑色表示当前状态,绿色表示当前输入,蓝色表示当前输出,红色表示下一状态】 7.21所谓二义性是指:·不满足互斥性,即某一状态在同一输入组合下,存在多个下一状态; ·不满足完备性,即某一状态存在未考虑的输入组合。
可以将某一状态的所有转移表达式分别填入同一卡诺图,来找出二义性。
如果卡诺图中尚有未覆盖的单元,则不满足完备性;如果卡诺图中有被多个转移表达式重复覆盖的单元,则不满足互斥性。
图(a)只有2个输入X 和Y ,因此无须画卡诺图,肉眼凡胎即可辨。
状态B ,未考虑Y=0的情况,不满足完备性; 状态C ,未考虑Y=1的情况,不满足完备性。
状态A 和D 没有二义性。
图(b)有4个输入W 、X 、Y 、Z !若您非Superman ,还是画卡诺图吧。
状态A 的卡诺图:∴未考虑X ’·Z = 1的情况,不满足完备性。
’’·Z (未覆盖)状态B 的卡诺图:∴未考虑W ’·X ’·Y ’·Z ’ = 1的情况,不满足完备性; W·X+Y·Z+X·Y+W·Z = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
状态C 的卡诺图:∴未考虑W ’·X ’·Y ’·Z ’ = 1的情况,不满足完备性; W·X+Y·Z+X·Z+W·Y = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
状态D 的卡诺图:∴未考虑W ’·X ’ +W ’·Y ’+Y ’·Z ’ +X ’·Z ’ = 1的情况,不满足完备性。
W·X ’·Z+W·Y·Z = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
图(c)卡诺图略。
状态A :未考虑X ’·Y ’+X ’·Z ’ = 1的情况,不满足完备性。
状态B :W ’·Y ’ = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
状态C :没有二义性。
状态D :未考虑X ’·Y = 1的情况,不满足完备性;X·Y = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
图(d)卡诺图略。
状态A :X ’·Y ’·Z ’ = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
状态B :W ’·Y ’·Z ’ = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
状态C :未考虑W ’·X·Z ’+W ’·Y·Z ’ = 1的情况,不满足完备性;W ’·X ’·Y ’·Z = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
·X+Y ·Z+X ·Y+W ·Z (重复覆盖))X+Y·X+Y ·Z+X ·Z+W ·Y (重复覆盖)) ’·X ’ +W ’·Y ’+Y ’·Z ’ +X ’·Z ’ (未覆盖) ·X ’·Z·Z·X ’·Z+W ·Y ·Z (重复覆盖)状态D:W’·X’·Z’ = 1的情况被重复覆盖,不满足互斥性。
7.41【说明:此题中文版翻译有误,最后一问的正确说法是:图X7-41中的电路常用于商用D锁存器,它的好处体现在哪些方面?】根据图X7-41写出功能表:可见,它与教材中图7-12的D锁存器功能是一样的。
图X7-41的D锁存器有两方面的好处:一是少用一个反相器;二是D输入端负载减少了,从而减轻了前级的扇出负担。
7.46将状态/输出表X7-46改写成转移(激励)/输出表,如下:转移表:所要表达的是下一状态Q*是什么(用状态值表示);状态表:所要表达的是下一状态S*是什么(用状态名表示);激励表:所要表达的是触发器的输入端(激励)是什么;输出表:所要表达的是当前的输出是什么。
对D触发器而言,下一状态等于激励,即Q*=D,因此,转移表和激励表是等价的。
】从表中可以看出,输出Z只和当前状态Q1Q2有关,与输入X无关,这是Moore机。
输出方程Z = Q1·Q2根据上表,填写出以Q1, Q2, X为输入,以D1和D2为输出的卡诺图,并化简:得激励方程D1 = Q2’·X + Q1’·Q2·X’得激励方程D2 = X’ + Q1’·Q2 + Q1·Q2’【注意:Q’要从触发器的QN 输出端直接引出,可不要从Q 端引出再加反相器哦! 】 逻辑电路图略。
7.51去掉INIT 状态后的状态/输出表如下:激励/输出表如下:根据上表填写出卡诺图激励方程:D1 = A'·Q0' + A·Q0 + B·Q1 D0 = A 输出方程:Z = Q1·Q0 + Q1·Q0' = Q1可见,此电路需要1个反相器,3个2输入门,1个3输入门,以及2个D 触发器。
而7.4.4节中的最小冒险设计需要1个反相器,5个2输入门,5个3输入门,以及3个D 触发器。
因此,本题设计的电路成本要低一些。
逻辑电路图如下:(在这里设计为:RESET 后强制状态机进入A0状态,即Q1 = Q0 = 0)D0 D17.52重新设计后的转移(激励)/输出表如下:根据上表填写出卡诺图:激励方程如下: D1 = X·Y·Q1' + Y·Q1'·Q2 + X·Q1'·Q2 + X'·Y'·Q1 + X'·Q1·Q2' + Y'·Q1·Q2' D2 = Q2·X·Y+Q2'·X·Y'+Q2'·X'·Y+Q2·X'·Y' 输出方程: Z = Q1'·Q2'和原设计相比,成本有所提高,增加了2个3输入与门,且D1激励端的或门变成了一个6输入的或门。
D1 D2。