数字逻辑设计第七章(1部分)

Chapter 7 Sequential Logic Design Principles

Latches and Flip-Flops

Clocked synchronous State-machine analysis

Clocked synchronous State-machine design

1

Chapter 7 Sequential Logic Design Principles

Study emphasis:

1.B asic sequential devices: R-S D J-K T latches flip-flops

circuit structure operating principle timing characteristic

function table characteristic equation conversion between flip-flops

R-S D J-K T

2

Chapter 7 Sequential Logic Design Principles

Study emphasis:

2. C locked synchronous state-machine analysis

3. C locked synchronous state-machine design the setup of state

transition process state minimization and state assignment,

unused states: minimal-risk and minimal-cost approach. designing state m achines using transition lists, designing state m achines using state diagrams.

3

Chapter 7 Sequential Logic Design Principles

Two types of sequential logic circuits

1 A feedback sequential circuit uses ordinary gates and feedback loops to obtain memory in a logic circuit. Such as latches and flip-flops.

2 A clocked synchronous state machine:uses latches and flip-flops to create circuits whose inputs are examined and whose outputs change in accordance with a controlling clock signal.

4

7.2 Latches and Flip-Flops

Latch

Directly changes its outputs according to its inputs at any time.no enable signals

If enable signal is asserted Directly changes its outputs according to its inputs during the active clock signal s level.

Flip-Flop F/F

Changes its outputs only at clock signal s active edge (climbing edge or falling edge)

8

7.2 Latches and Flip-Flops

S-R Latch

S-R Latch with enable

D Latch

Edge-Triggered D Flip-Flop

Edge-Triggered D Flip-Flop with enable Scan flip-flop

Edge-Triggered J-K Flip-Flop

T flip-flop

9

单片机控制红绿灯系统

关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道： Kb=1,表示A有车B有车，则优先通行A道； Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先通行A道； Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。 方案比较： 方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较强 的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供

数字逻辑设计及应用 本科2 答案

电子科技大学网络教育考卷（B 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 数字逻辑设计及实践（本科） 教师签名_____ 一、填空题(每空1分，共20分) 1、请完成如下的进制转换：10110.112= 26.6 8= 22.75 10= 16.C 16； 2、28.510= 11100.1 2= 34.4 8= 1C.8 16= 00101000.0101 8421BCD 3、某带符号的二进制数的反码是1010101，则该数对应的原码是 1101010 ，补码是 1101011 ； 4、A ⊕B= AB /+A /B ；(A ⊕B)/= AB+A /B / ； 5、正逻辑和负逻辑之间的关系是 对偶 ； 6、请问图1-6的逻辑为：Y= A / ； 7、已知某集成门电路输出和输入的高电平的最小值分别为min IH min OH V V 、；输出和输入的低电平最大值分别为：max IL max OL V V 、；请问该门电路高电平的直流噪声容限NH V = min OH min IH V V - ；低电平的直流噪声容限NL V = m a x IL max OL V V - ； 8、某状态机的状态数为129，请问至少需要 8 位编码才能完成； 9、如果要从多路输入数据中，选出一路作为输出，应采用 数字选择 器来实现； 10、如果要比较两个二进制数的大小，应采用 比较器 器来实现； 11、如果待实现的时序状态机中存在状态循环圈，应采用 计数器 器来实现； 12、同时具备置0、置1、保持和反转的触发器是 JK 触发器； 二、选择题（每题1分，共10分） 1、 将十进制运算（-125-3）转换成带符号的8位（包括符号位）二进制补码运算，其结果为： ①. 00000000 ②. 10000000 ③. 11111111 ④. 10000011 2、请问下列逻辑中，与(A ·B)/相同的逻辑是 ； ①. A /+B / ②. A+B ③. A ·B ④. A /·B / 3、已知逻辑F(ABC)=Σm (1,3,5,7)，则下面的描述为正确的是： ①. F(ABC)=ПM (0,2,4,6) ②. F=C ③. F D =Σm (0,2,4,6) ④. F=A+B 4、要实现8选1的数据选择器，则地址输入（选择输入）和多路数据端得个数分别为： ①. 8、3 ②. 3 、8 ③. 8、8 ④. 3、3 5、如果实现5-32的译码器电路，需要 个74138（3-8译码器）来实现： ①. 2 ②. 3 ③. 4 ④. 8 6、要实现256进制（模为256）的二进制计数器，需要 个74163（4位二进制加计数器）来实现 ①. 2 ②. 3 ③. 8 ④. 16 7、要实现有效状态数为8的环形计数器，则所需移位寄存器中的触发器个数为： ①. 8 ②. 4 ③. 3 ④. 2 8、如果用触发器和门电路来实现12进制的计数器，则至少需要 个触发器： ①. 2个 ②. 3个 ③. 4个 ④. 5个 9、一个JK 触发器的驱动方程为X K J ==，则其逻辑功能与以下哪种触发器相同： ①. JK 触发器 ②. SR 触发器 ③. D 触发器 ④. T 触发器 10、555时基电路外界阻容元件构成自激多谐振荡器，当检小组容元件的数值时，将使： ①. 振荡周期减小 ②. 振荡幅度减小 ③. 振荡频率降低 ④. 振荡周期增大 三、判断题（每题1分，共10分） 1、存储单元是时序状态机不可缺少的组成部分；（ √ ） 2、7485为4位二进制比较器。如果二进制数A=B ，则其输出必将是Y （A=B ）有效；（Х ） 3、所有类型的触发器其状态更新都发生在时钟触发沿上；（Х ） 4、米利型时序逻辑的输出仅仅取决于当前现态的值；（Х ） 5、穆尔型时序逻辑的输出仅仅取决于当前现态的值；（ √ ） 6、异步时序逻辑电路中各个触发器所用的时钟触发沿不完全相同；（ √ ） 7、如果两个时序逻辑的状态转换关系以及所选择的触发器都相同，则其逻辑图也相同；（ Х） 8、时序逻辑可以没有输出，但是组合逻辑必须有输出；（ √ ） 9、要实现模为100的计数器（有效计数循环圈的状态数为100），则需要10片74160（十进制计数器）来实现；（ Х） 10、环形计数器的有效状态个数，与其位数相同；（ √ ） 四、卡诺图化简（8分） 请将逻辑F(A,B,C,D)=∑m (1,2,3,5,7)+d(10,11,12,13,14,15)化简成最简与或式； F=A /D+A /B /C 姓名__________________ 专业名称__________________ 班号________________学号__________________教学中心_________________ ……………… …… … … … … …密………………… …… … … … … ……封……………… …… … … …线… … … …… … … …………………… 图1-6

数字逻辑和设计基础 期末复习题

1、采用3-8线译码器74LS138和门电路构成的逻辑电路如图所示，请对该电路进行分析，写出输出方程，并化解为最简与-或式。（10分） 1、解：分析此图，可知：F1=0134m m m m +++， F2=4567m m m m +++ 化简过程：由卡诺图及公式化简均可，此处略 化简得：1F A C BC =+（2分） 2F A = 2.已知逻辑函数： F ABC ABC ABC ABC ABC =++++，试用一片4选1数据选择器和门电路实现该逻辑函数，要求采用代数法，写出设计全过程，并画出电路图。 （10分） A 1 ST Y D 0D 1D 2D 3 A 0 ① 写出逻辑函数F 的表达式（2分） ==F A B C AB C ABC A BC ABC A B C AB C C A BC ABC A B C AB A BC ABC =+++++++++++（） ② 写出4选1数据选择器输出端逻辑函数Y 的表达式（2分） 100101102103Y A A D A A D A A D A A D =+++ ③令 10A A A ==、B ，比较F 和Y 两式可得： （2分）

01231D C D D D C ==== ④ 根据上式画出的逻辑图。（4分） 五、 画出下列各触发器Q 端的波形：（设Q n = 0）(10 分，每小题5 分) 1、已知JK 触发器输入信号J 和K 、时钟脉冲CP 、异步置位端D R 和D S 的波形如下图 所示，试画出触发器输出端Q 的波形，设初始状态为0。（5分） Q CP J S D D K J 2、下图由边沿D 触发器构成的触发器电路，设其初始状态为0。输入信号如右 图所示，试画出Q 端的输出波形。（5分） CP Q D R D

数字逻辑设计习题第4章

第4章 组合逻辑电路 4—1 分析下图所示电路的逻辑功能，写出输出的逻辑表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 4—2 逻辑电路如下图所示： 1、写出S 、C 、P 、L 的函数表达式； 2、当取S 和C 作为电路的输出时，此电路的逻辑功能是什么？ 4—3 下图是由三个全加器构成的电路，试写出其输出1F ，2F ，3F ，4F 的表达式。 123 B C Z

P和4—4 下图是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路，试写出 1 P的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。 2 Array 4—5使用74LS138 译码器及少量门电路对三台设备状态进行监控，由不同指示灯进行指示。当设备正常工作时，指示灯绿灯亮；当有一台设备出故障时，指示灯红灯亮；当有两台设备出故障时，指示灯黄灯亮；当有三台设备 出故障时，指示灯红灯和黄灯都亮。

4—6 下图4.6是由八选一数据选择器构成的电路，试写出当1G 0G 为各种不同的取值时的输出Y 的表达式。 4—7仿照全加器设计一个全减器，被减数为A ，减数为B ，低位来的借位为C ，差为D ，向上借一位为J 。 要求：1.写出真值表，写出D 与J 的表达式；2.用译码器74LS138和必要的基本门电路实现此电路；3.用双四选一数据选择器实现。 G A

4—8 设计一组合逻辑电路，输入为四位二进制码3B 2B 1B 0B ，当 3B 2B 1B 0B 是BCD8421码时输出1=Y ；否则0=Y 。列出真值表，写出 与或非表达式，用集电极开路门实现。 4—9 设计一个多功能组合数字电路，实现下表所示逻辑功能。表中1C 0C 为功能选择输入信号；A ，B 为输入变量；F 为输出。 1．列出真值表，写出F 的表达式； 2．用八选一数据选择器和门电路实现。

51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能：

数字逻辑设计及应用 本科3 答案82870

. . 电子科技大学网络教育考卷（C 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 数字逻辑设计及应用（本科） 教师签名_____ 大题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合 计 得 分 一、填空题(每空1分，共20分) 1、10111012= 135 8= 5D 16= 1110011 格雷码 2、FF 16= 255 10= 001001010101 8421BCD = 010********* 余3码 3、已知某数的反码是1010101，则该数的对应的原码是 1101010 ，补码是 1101011 ； 4、逻辑运算的三种基本运算是 与或非 ； 5、一个逻辑在正逻辑系统下，表达式为B A +，则该逻辑在负逻辑系统下，表达式为 AB ； 6、逻辑式A /(B+CD /)的反演式为 A+B /(C /+D) ； 7、已知∑= )3,1,0(),,(m C B A F ,则∑=m F / （ 2,4,5,6,7 ） M ∏=（ 2,4,5,6,7 ） ； 8、请问图1-8逻辑为Y= (AB)/ ； 9、n 选1的数据选择器的地址输入的位数为 log 2n(向上取整) 位，多路输入端得个数为 n 个； 10、如果用一个JK 触发器实现D 触发器的功能，已知D 触发器的输入 信号为D ，则该JK 触发器的驱动为： J=D;K=D / ； 11、如果用一个D 触发器实现T 触发器的功能，已知T 触发器的输入信号为T ，则该D 触发器的驱动为： T ⊕Q ； 12、如果让一个JK 触发器只实现翻转功能，则该触发器的驱动为： J=K=1 ； 13、利用移位寄存器实现顺序序列信号1001110的产生，则该移位寄存器中触发器的个数为： 大于或等于3 个； 二、选择题（每题1分，共10分） 1、以下有关原码、反码和补码的描述正确的是： ①.二进制补码就是原码除符号位外取反加1； ②.补码即是就是反码的基础上再加1； ③.负数的原码、反码和补码相同； ④.正数的原码、反码和补码相同； 2、下列逻辑表达式中，与D BC C A AB F / / / 1++=不等的逻辑是： ①./ / / BC C A AB ++ ②./ ///D BC C A AB ++ ③．/ /C A AB + ④．BD C A AB ++/ / 3、已知门电路的电平参数如下：，，，，V 3.0V V 0.3V V 25.0V V 2.3V L I IH OL OH ≤≥≤≥请问其低电平的噪声容限为： ①. 0.05V ②. 0.2V ③. 2.95V ④. 2.7V 4、下列逻辑中，与/ A Y =相同的逻辑是： ①.1A Y ⊕= ②.0A Y ⊕= ③.A A Y ⊕= ④./ )A A (Y ⊕= 5、有如下所示波形图，已知ABC 为输入变量，Y 为输出变量，我们可以得到该逻辑的函数式为： ①.AC AB Y += ②.C B A Y ++= ③.C B A Y ??= ④./ / / C B A Y ++= 6、在同步状态下，下面哪种时序逻辑器件的状态更新仅仅发生在时钟触发沿来临的瞬间，并且状态更新的依据也仅仅取决于当时的输入情况： ①.锁存器 ②.电平触发的触发器 ③.脉冲触发的触发器 ④.边沿触发的触发器器 7、或非门所构成的SR 触发器的输入为S 和R ，则其工作时的约束条件为： ①.1R S =+ ②.0R S =? ③.0R S / / =+ ④.R S = 8、要实现有效状态数为8的扭环计数器，则所需移位寄存器中的触发器个数为： ①.8 ②.4 ③.3 ④.2 9、下面的电路，属于组合逻辑的电路是： ①.串行数据检测器 ②.多路数据选择器 ③.顺序信号发生器 ④.脉冲序列发生器 10、下面哪些器件不能够实现串行序列发生器 ①.计数器和组合门电路 ②.数据选择器和组合门电路 ③.移位寄存器和组合门电路 ④.触发器和组合门电路 姓名__________________ 专业名称__________________ 班号________________学号__________________教学中心_________________ …………………… …… … … … … …密………………… …… … … … … ……封……………… …… … … …线… … … …… … … …………………… 图1-8 图2-5

数字逻辑考试答案

中国石油大学（北京）远程教育学院 《数字逻辑》期末复习题 一、单项选择题 1. TTL 门电路输入端悬空时，应视为( A ) A. 高电平 B. 低电平 C. 不定 D. 高阻 2. 最小项D C B A 的逻辑相邻项是（ D ） A ．ABCD B ．D B C A C ．C D AB D ．BCD A 3. 全加器中向高位的进位1+i C 为( D ) A. i i i C B A ⊕⊕ B.i i i i i C B A B A )(⊕+ C.i i i C B A ++ D.i i i B C A )(⊕ 4. 一片十六选一数据选择器，它应有（ A ）位地址输入变量 A. 4 B. 5 C. 10 D. 16 5. 欲对78个信息以二进制代码表示，则最少需要（ B ）位二进制码 A. 4 B. 7 C. 78 D. 10 6. 十进制数25用8421BCD 码表示为（B ） 101 0101 7. 常用的BCD 码有（C ） A:奇偶校验码 B:格雷码 C:8421码 D:ASCII 码 8. 已知Y A AB AB =++,下列结果中正确的是（C ） A:Y=A B:Y=B C:Y=A+B D: Y A B =+ 9. 下列说法不正确的是（ D ） A:同一个逻辑函数的不同描述方法之间可相互转换 B:任何一个逻辑函数都可以化成最小项之和的标准形式 C:具有逻辑相邻性的两个最小项都可以合并为一项 D:任一逻辑函数的最简与或式形式是唯一的 10. 逻辑函数的真值表如下表所示，其最简与或式是（C ） A: ABC ABC ABC ++ B: ABC ABC ABC ++ C: BC AB + D: BC AC + 11．以下不是逻辑代数重要规则的是( D ) 。

实验设计红绿灯PLC编程

一章设计方案 1.1 设计基础 此次PLC编程方法均与以S7-200作为背景机。 1.2 方案选择 这次给的方案有三种，一种是传统红绿灯，即绿灯切换到红灯之前用黄灯缓冲，而红灯到绿灯没有黄灯缓冲，这种红绿灯没有人行道上的红绿灯；第二种是普通红绿灯，就是在传统红绿灯基础上加上人行道红绿灯，人行道上只有红、绿两种灯；第三种是大型红绿灯，这种红绿灯是在普通红绿灯基础上加左右转弯和倒计时显示。下面就来介绍这三种红绿灯：方案一传统红绿灯 十字路口每个方向各有一组红绿灯，共四组。这种红绿灯控制简单方便。但是缺点是只适合小型城市或者没有行人过马路和马路两边架设天桥的十字路口。现今已经无法满足较大城市的交通需求，很容易出现交通堵塞现象。 当启动PLC时，南北方向绿灯亮25s，同时东西方向红灯亮30s ；25s后南北方向绿灯闪烁3次（用时3s）后，改为黄灯，之后南北红灯并维持30s；此时东西方向由红灯变为绿灯亮25s，然后绿灯闪烁3次（用时3s）后转为黄灯亮2s，如此一直循环。如图： 传统红绿灯平面示意图 方案二普通实用型红绿灯 十字路口每个方向各有一组红绿灯，共四组；在每个路口加上人行道，人行道左右方向上各有一组红绿灯，共八组。这种红绿灯以控制简单实用方便，普遍运用在我们生活中。缺点是此种红绿灯不适合用在大型的交通枢纽上，因为它不能承受大流量的车辆通行。下面就来介绍这种红绿灯的设计。

当启动PLC时，南北方向绿灯亮25s，人行道南北方向亮红灯30s ，同时马路东西方向红灯亮30s人行道东西亮绿灯27s后闪烁3次（频率1s/次）；25s后马路南北方向绿灯闪烁3次（频率1s/次）后，改为黄灯亮2s，之后马路南北红灯亮并维持30s，这时人行道南北方向亮绿灯27s后闪烁3次（频率1s/次）；此时马路东西方向由红灯变为绿灯亮25s，人行道由绿灯变为红灯亮30s；然后绿灯闪烁3次（频率1s/次）后转为黄灯亮2s。如此一直循环。下面是示意图： 普通实用型红绿灯平面示意图 方案三大型红绿灯 十字路口每个方向各有一组左右转弯直行红绿灯，一共四组；人行道东南西北方向上各有一组红绿灯，共八组。这种红绿灯是针对现今大城市交通而设计的，车道上设计了左转、直行、右转三组信号灯。它相对前两种红绿灯有了很大的变化，系统也复杂很多。各组灯之间的关系也比较复杂；但是这种红绿灯面对大量的行人和车辆也可以进行秩序化的放行。下面就来介绍这种红绿灯： 注：先对各个方向上的灯作序号，记向北左转为1点方向、向北直行为2点方向以此顺时针计数。最后向东左转为12点方向。 当启动PLC时，系统得电。按下启动按钮，9、5点方向亮绿灯27s后变为黄灯亮3s最后变为红灯亮90s；9、5变红灯同时11、3变为绿灯亮27s后变为黄灯亮3s最后变为红灯亮90s ，11、3变为红灯同时2、6变为绿灯亮27s后变为黄灯亮3s最后变为红灯亮90s ，2、6变为红灯同时8、12变为绿灯亮27s后变为黄灯亮3s最后变为红灯亮90s。人行道上开始南北方向绿灯亮60s后变为红灯亮60s，东西方向红灯亮60s后变为绿灯亮60s。马路东南西北右转方向亮灯与南北人行道一样。完成一个周期后，循环。下面是平面示意图：

数字逻辑设计习题参考答案 (第2,3章)

数字逻辑设计 习题册 班级： 学号： 姓名： 哈尔滨工业大学（威海） 计算机科学与技术学院体系结构教研室

第2章 逻辑代数基础 2—1 填空 1．摩根定理表示为：=?B A ＿B A + ＿＿；=+B A ＿B A ?＿＿。 2. 函数表达式D C AB Y ++=，则其对偶式为='Y ＿D C B A ??+)(＿＿＿＿＿＿＿。 3．根据反演规则，若C D C B A Y +++=，则=Y C D C B A ?++)(。 4．函数式CD BC AB F ++=写成最小项之和的形式结果为 ()15,14,113,12,11,7,6,3∑m ， 写成最大项之积的形式结果为)10,9,8,5,4,2,1,0(∏M 。 5. （33.33）10 =（100001.0101 ）2 =（ 41.2 ）8 =（ 21.5 ）16 2—2 证明 1．证明公式()()A BC A B A C +=++成立。 2．证明此公式B A B A A +=+成立。 3．证明此公式)()()()()(C A B A C B C A B A +?+=+?+?+成立。 左边 (由分配律得) 右边 BC A BC B C A BC BA AC AA C A B A +=+++=+++=++)1())((B A A A B B B A B A B A AB AB B A B A AB B A B B A +=+++=+++=++=++=)()()(AC BC A B C A AC B C A C B B A ++=+?+=+ ?+?+=)()()()()(AC BC A B BC A B AC A A ++=+++=

数字逻辑与数字系统设计课程大纲

“数字逻辑与数字系统设计”教学大纲 课程编号：OE2121017 课程名称：数字逻辑与数字系统设计英文名称：Digital Logic and Digital System Design 学时：60 学分：4 课程类型：必修课程性质：专业基础课 适用专业：电子信息与通信工程（大类）开课学期：4 先修课程：高等数学、大学物理、电路分析与模拟电子线路 开课院系：电工电子教学基地及相关学院 一、课程的教学任务与目标 数字逻辑与数字系统设计是重要的学科基础课。该课程与配套的“数字逻辑与数字系统设计实验”课程紧密结合，以问题驱动、案例教学、强化实践和能力培养为导向，通过课程讲授、单元实验、综合设计项目大作业、设计报告撰写、研讨讲评等环节，实现知识能力矩阵中1.1.2.2、1.2.1.2以及2.5、2.6、3.6、4.1、4.2的能力要求。 要求学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本方法，了解电子设计自动化（EDA：Electronic Design Automation）技术和工具。数字电路部分要求学生掌握数制及编码、逻辑代数及逻辑函数的知识；掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，熟悉常用的中规模组合逻辑部件的功能及其应用；掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法，典型的中大规模时序逻辑部件。EDA设计技术部分，需要了解现代数字系统设计的方法与过程，学习硬件描述语言，了解高密度可编程逻辑器件的基本原理及开发过程，掌握EDA 设计工具，培养学生设计较大规模的数字电路系统的能力。 本课程教学特点和主要目的： （1）本课程概念性、实践性、工程性都很强，教学中应特别注重理论联系实际和工程应用背景。 （2）使学生掌握经典的数字逻辑电路的基本概念和设计方法； （3）掌握当今EDA工具设计数字电路的方法。 （4）本课将硬件描述语言(HDL)融合到各章中，并在软件平台上进行随堂仿真, 通

十字路口带倒计时显示地交通红绿灯控制系统设计

目录。 1 系统概述 (1) 1.1 应用背景及意义 (1) 1.2 设计任务 (1) 1.3 设计要求 (1) 2 方案论证 (2) 2.1 方案比较 (2) 2.2 方案选择 (3) 2.3 方案设计 (3) 2.4 方案时序图 (5) 3. 硬件设计 (6) 3.1 I/O分配 (6) 3.2 I/O接线图 (7) 3.3 元器件选型 (7) 4. 软件设计 (9) 4.1 主流程 (9) 4.2 梯形图 (10) 5. 系统调试 (16) 5.1 软件调试： (16) 5.2 硬件调试 (18) 设计心得 (19) 参考文献 (20) 附录A：程序指令 (20)

1 系统概述 1.1 应用背景及意义 随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。因此，在实际设计时要遵循一定的原则和要求。 在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿、三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。红绿灯是国际统一的交通信号灯。红灯是停止信号，绿灯是通行信号。交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，准许车辆直行或转弯；黄灯亮，停在路口停止线或人行横道线以，已经继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。 1.2 设计任务 采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45o时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图11-9所示工作时序周而复始，循环往复工作。正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。SA1手柄指向中间0o时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99不变。SA1手柄指向右45o时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮，数码管显示99不变。 1.3 设计要求 要求学生掌握一定的理论基础知识，同时具备一定的实践设计技能，并且能够利用PLC控制技术结合实际情况进行系统设计以及编程。在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成

太阳能红绿灯系统设计方案

双江县交通信号灯 技术方案 漳州国绿太阳能科技有限公司

目录 1设计依据及参照规范 (3) 2系统设计思想 (3) 3系统结构 (4) 4系统功能 (4) 5技术规范 (5) 5.1交通信号相位组织及阶段安排 (5) 5.2交通信号机 (6) 5.3设备箱 (8) 5.4信号灯 (8) 5.5信号灯杆及基础..................................................... 错误！未定义书签。 5.6防雷......................................................................... 错误！未定义书签。 5.7接地......................................................................... 错误！未定义书签。 5.8外场管线设计及施工规范 (8) 5.9交通信号控制方案设计 (9)

1设计依据及参照规范 路口城市道路交通信号控制系统一期工程设计是依据下列文件及设计方案并参考相关文件和信息控制管理系统建设规范编制的。 《路口道路网络与交通设施规划蓝图》 《中华人民共和国交通法规》 《工业企业通信设计规范》GBJ42-81（试行）； 《钢筋混凝土设计规范》GBJIO-87； 《砌体结构设计规范》GBJ3-88； 《道路交通信号灯安装规范》GB14886-94； 《给排水工程结构设计规范》GBJ69-84 ； 《道路交通标志标线》GB5768-1999； 《地下通信电缆敷设》国家标准图集94X102； 《电器安装技术规范》GB； 《工业企业通信接地设计规范》； 《建筑物防雷设计规范》。 2系统设计思想 实用性——充分利用成熟的先进技术，避免盲目追求最新技术，同时又要防止系统处理能力不够。应用软件符合管理需要，界面友好，易于维护，整个系统易用、实用。 可靠性——系统建设尽量采用标准化优质产品，并且在系统集成过程中对硬件设备安装、操作系统应用、网络连接、数据库设计将尽可能完善的做出故障检测、诊断及处理策略，以保证系统的稳定性和可靠性。 经济性——在充分满足系统运行技术与性能要求的前提下，尽量采用性能/价格比高的产品与技术，并在工程项目实施过程中本着励行节约的原则，精打细算，以保证项目建设的合理开销。 先进性——充分发挥项目建设各单位的优势，通过系统的引进、二次开发和整体集成，使建成后的系统在国内同行居于先进水平，并在系统实际运行过程中，建

数字逻辑设计及应用 本科1 答案

1 电子科技大学网络教育考卷（A 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 数字逻辑设计及应用（本科） 教师签名_____ 一、填空题(每空1分，共20分) 1、请完成如下的进制转换：22.7510= 10110.11 2= 26.6 8= 16.C 16； 2、F6.A 16= 246.625 10= 0010 0100 0110.0110 0010 0101 8421BCD = 0101 0111 1001.1001 0101 1000 余3码 3、-9910的8位（包括符号位）二进制原码是 11100011 ，8位二进制反码是 10011100 ，8位二进制补码是 10011101 ； 4、请问逻辑F=A /B+(CD)/+BE /的反函数F /= A C D E CD B /+ ； 解： ACDE CD B CDE B ACDE CD B CD AB ) E B (CD )B A ()BE )CD (B A ( F ///////////+=+++=+??+=++= 5、F(A,B,C)=Σm （2,4,6）=ПM( 0,1,3,4,7 )； 6、请问图1-6所完成的逻辑是Y= A ⊕B ； 解：通过真值表可以可到该逻辑： 7、74148器件是一个3-8编码器，它采用的编码方式是 优先编码 或 数大优先编码 ； 8、74283器件是一个4位全加器，它的内部逻辑电路与串行加法器不同，采用的是 超前进位 或 先行进位 方法来实现全加逻辑。 9、如果一个与或逻辑电路的函数式为：)C B )(B A (Y / / ++=，该逻辑存在静态冒险，现通过添加冗余项的方式来消除该冒险，则该冗余项为 （A /+C ） ； 10、请写出JK 触发器的特性方程：* Q = JQ /+K /Q ； 11、请写出T 触发器的特性方程：*Q = T ⊕Q 或者TQ /+T /Q ； 12、请写出D 触发器的特性方程：*Q = D ； 13、请写出SR 触发器的特性方程：*Q = S+R /Q ； 14、如果某组合逻辑的输入信号的个数为55个，则需要 6 位的输入编码来实现该逻辑。 解：采用的公式应该是log 255，向上取整 二、选择题（每题1分，共10分） 1、下面有关带符号的二进制运算，描述正确的是，其中X 是被加数，Y 是加数，S 为和： ①. [X]原码+[Y]原码=[S]原码 ②. [X]补码+[Y]补码=[S]补码 ③. [X]反码+[Y]反码=[S]反码 ④. [X]原码+[Y]原码=[S]补码 2、逻辑函数式AC+ABCD+ACD /+A /C= ①. AC ②. C ③. A ④. ABCD 3、请问F=A ⊕B 的对偶式=D F ①. A+B ②. A ⊙B ③. AB ④. AB /+A /B 4、已知门电路的电平参数如下：，，，，V 8.0V V 0.2V V 5.0V V 7.2V max IL min IH max O L min O H ====请问其高电平的噪声容限为： ①.2.2V ②.1.2V ③.0.7V ④.0.3V 5、下面描述方法，对于一个组合逻辑而言，具备唯一性的是： ①.逻辑函数式 ②.真值表 ③.卡诺图 ④.逻辑电路图 6、下面电路中，属于时序逻辑电路的是： ①.移位寄存器 ②.多人表决电路 ③.比较器 ④.码制变换器 7、一个D 触发器的驱动方程为Q X D ⊕=，则其逻辑功能与以下哪种触发器相同： ①. JK 触发器 ②. SR 触发器 ③. D 触发器 ④. T 触发器 8、n 位环形计数器，其计数循环圈中的状态个（模）数为： ①.n 个 ②.2n 个 ③.2n 个 ④.2n -1个 9、n 位扭环计数器，其计数循环圈中的状态个（模）数为： ①.n 个 ②.2n 个 ③.2n 个 ④.2n -1个 10、如果用JK 触发器来实现T 触发器，则JK 触发器的驱动端需要做如下的连接： ①.J=K=0 ②.J=K=T ③.J=T;K=T ’ ④.J=T ’;K=T 三、判断题（每题1分，共10分） 1、CMOS 集成逻辑OD 门，可以用以线与操作；（√ ） 2、三态门的附加控制端输入无效时，其输出也无效；（ Х ） 3、三态门的三个状态分别为高电平、低电平和高阻态；（√ ） 4、施密特触发输入的门电路，当输入从高电平变换到低电平，和从低电平变换到高电平，它的输出变化轨迹相 姓名__________________ 专业名称__________________ 班号________________学号__________________教学中心_________________ …………………… …… … … … … …密………………… …… … … … … ……封……………… …… … … …线… … … …… … … …………………… 图1-6

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

1选题背景 今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：

数字逻辑设计课程设计要求及题目

一、教学目标 （一）课程性质 课程设计。 （二）课程目的 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 3.训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识，独立设计相对复杂的数字电路的能 力。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 二、教学内容基本要求及学时分配 （一）课程设计题目 题目见附录，原则上每三人一组，一组一题。 题目共14个，同一班级内不能选同一题目，即各班独立在14个题目中选择。 （二）设计内容 拿到题目后首先进行电路设计。然后在微机上采用Multisim输入设计电路，进行仿真，直至满足设计要求。 （三）设计要求 （1）事先预习，提出大体的设计构思； （2）按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明； （3）仿真完成后，需把设计的电路备份以备抽查； （四）使用的软件 使用软件为Multisim9。 三、主要教学环节 （一）设计安排 1.第1天讲授设计需要的软件、设计的要求、布置设计题目； 2.第1、2天学生进行设计，由教师验收，然后学生撰写和打印设计报告。 （二）指导与答疑 每天都有教师现场答疑，学生有疑难问题可找教师答疑。学时应充分发挥主观能动性，提高个人的动手能力，不应过分依赖教师。 （三）设计的考评 设计全部完成后，须经教师验收。验收时学生要讲述自己设计电路的原理、仿真情况。 教师根据学生设计全过程的表现和验收情况给出成绩。

四、课程设计报告的内容和要求 （一）课程设计报告的内容 按附录中给出的报告模板进行编写，用A4纸打印，左侧装订。 （二）课程设计报告编写的基本要求 1、按范例的格式书写，所有的内容一律打印； 2、报告内容包括设计过程、设计的电路图，软件仿真的结果及分析等； 3、设计过程中如果需要，列出设计的真值表； 4、整体电路原理图需说明各个部分的功能，仿真波形需说明如何对应设计要求； 5、相关知识可参考《逻辑设计基础》一书。因不同班级中可能有人选择相同题目，所以不允许有完全一样的报告，对于报告完全相同者，记为不及格。

红绿灯系统设计方案

目录 1设计依据及参照规范 (2) 2系统设计思想 (2) 3系统结构 (3) 4系统功能 (3) 5技术规范 (4) 5.1交通信号相位组织及阶段安排 (4) 5.2交通信号机 (5) 5.3设备箱 (7) 5.4信号灯 (7) 5.5信号灯杆及基础.....................................................错误！未定义书签。 5.6防雷.........................................................................错误！未定义书签。 5.7接地.........................................................................错误！未定义书签。 5.8外场管线设计及施工规范 (7) 5.9交通信号控制方案设计 (8)

1设计依据及参照规范 路口城市道路交通信号控制系统一期工程设计是依据下列文件及设计方案并参考相关文件和信息控制管理系统建设规范编制的。 《路口道路网络与交通设施规划蓝图》 《中华人民共和国交通法规》 《工业企业通信设计规范》GBJ42-81（试行）； 《钢筋混凝土设计规范》GBJIO-87； 《砌体结构设计规范》GBJ3-88； 《道路交通信号灯安装规范》GB14886-94； 《给排水工程结构设计规范》GBJ69-84 ； 《道路交通标志标线》GB5768-1999； 《地下通信电缆敷设》国家标准图集94X102； 《电器安装技术规范》GB； 《工业企业通信接地设计规范》； 《建筑物防雷设计规范》。 2系统设计思想 实用性——充分利用成熟的先进技术，避免盲目追求最新技术，同时又要防止系统处理能力不够。应用软件符合管理需要，界面友好，易于维护，整个系统易用、实用。 可靠性——系统建设尽量采用标准化优质产品，并且在系统集成过程中对硬件设备安装、操作系统应用、网络连接、数据库设计将尽可能完善的做出故障检测、诊断及处理策略，以保证系统的稳定性和可靠性。 经济性——在充分满足系统运行技术与性能要求的前提下，尽量采用性能/价格比高的产品与技术，并在工程项目实施过程中本着励行节约的原则，精打细算，以保证项目建设的合理开销。 先进性——充分发挥项目建设各单位的优势，通过系统的引进、二次开发和整体集成，使建成后的系统在国内同行居于先进水平，并在系统实际运行过程中，建

数字逻辑设计及应用复习题..

………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 一、填空题(每空1分，共20分) 1、请完成如下的进制转换：22.7510= 10110.11 2= 26.6 8= 16.C 16； 2、F6.A 16= 246.625 10= 0010 0100 0110.0110 0010 0101 8421BCD = 0101 0111 1001.1001 0101 1000 余3码 3、-9910的8位（包括符号位）二进制原码是 11100011 ，8位二进制反码是 10011100 ，8位二进制补码是 10011101 ； 4、请问逻辑F=A /B+(CD)/+BE /的反函数F /= A C D E CD B /+ ； 解： ACDE CD B CDE B ACDE CD B CD AB ) E B (CD )B A ()BE )CD (B A ( F ///////////+=+++=+??+=++= 5、F(A,B,C)=Σm （2,4,6）=ПM( 0,1,3,4,7 )； 6、请问图1-6所完成的逻辑是Y= A ⊕B ； 解：通过真值表可以可到该逻辑： 7、74148器件是一个3-8编码器，它采用的编码方式是 优先编码 或 数大优先编码 ； 8、74283器件是一个4位全加器，它的内部逻辑电路与串行加法器不同，采用的是 超前进位 或 先行进位 方法来实现全加逻辑。 9、如果一个与或逻辑电路的函数式为：)C B )(B A (Y / / ++=，该逻辑存在静态冒险，现通过添加冗余项的方式来消除该冒险，则该冗余项为 （A /+C ） ； 10、请写出JK 触发器的特性方程：* Q = JQ /+K /Q ； 11、请写出T 触发器的特性方程：*Q = T ⊕Q 或者TQ /+T /Q ； 12、请写出D 触发器的特性方程：*Q = D ； 13、请写出SR 触发器的特性方程：*Q = S+R /Q ； 14、如果某组合逻辑的输入信号的个数为55个，则需要 6 位的输入编码来实现该逻辑。 解：采用的公式应该是log 255，向上取整 二、选择题（每题1分，共10分） 1、下面有关带符号的二进制运算，描述正确的是，其中X 是被加数，Y 是加数，S 为和： ①. [X]原码+[Y]原码=[S]原码 ②. [X]补码+[Y]补码=[S]补码 图1-6