Bài giảng môn Điện - Điện tử - Bài tập chương 1

BÀI TẬP CHƯƠNG 1 (tt) 1-12. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Ngõ ra sẽ là 1 nếu đã nhận được tối thiếu 2 số 0 và tối thiểu 2 số 1 bất chấp thứ tự xảy ra. Hãy vẽ giãn đồ trạng thái (kiểu Moore) của hệ (có 9 trạng thái là đủ). Cài đặt hệ bằng: a) ROM b) PLA 1-13. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Ngõ ra là 1 nếu nhận được ít nhất một số 1 và ba số 0, bất chấp thứ tự xảy ra. Vẽ giãn đồ trạng thái ( kiễu Moore) của hệ (có 8 trạng thái là đủ). Cài đặt hệ bằng: a) ROM b) PLA 1-14. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào (X) và 2 ngõ ra (Z1 và Z2). Ngõ ra Z1=1 khi nhận được chỗui vào 101, ngõ ra Z2=1 khi nhận được chuỗi vào 011. Hệ có đặc điểm là một khi đã xảy ra Z 2=1 thì Z1=1 có thể không bao giờ xảy ra và ngược lại. Hãy tìm giãn đồ trạng thái Mealy và bảng trạng thái ( có số trạng thái tối thiểu là 8). 1-15. Tương tự 1-14 nhưng Z1=1 với chuỗi vào 010 Z2=1 với chuỗi vào 100. (Số trạng thái tối thiểu là 8). 1-16. Một hệ tuần tự có 2 ngõ vào (X1, X2) và 1 ngõ ra (Z). Ngõ ra giữ giá trị không đổi trừ khi có 1 trong các chuỗi vào sau xảy ra: a) Chuỗi vào X1 X2=00, 01 làm cho Z=0. b) Chuỗi vào X1 X2=01, 11 làm cho Z =1 c) Chuỗi vào X1 X2=10, 11 làm cho Z đảo giá trị cũ (nghĩa là trước đó là 0 thành 1 và ngược lại). Suy ra giản đồ trạng thái Moore và bảng trạng thái. Cài đặt hệ bằng: a) ROM b) PLA 1-17. Tương tự 1-16 nhưng với: a) Chuỗi vào X1 X2=01, 00 làm cho Z=0. b) Chuỗi vào X1 X2=11, 00 làm cho Z =1 c) Chuỗi vào X1 X2=10, 00 làm cho Z đảo giá trị cũ. 1-18. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào (X) và 1 ngõ ra (Z). Vẽ giãn đồ trạng thái Mealy cho các trường hợp sau: a) Ngõ ra Z =1 nếu tổng số bit 1 nhận được chia hết cho 3 ( ta xem 0, 3, 6, 9,. chia hết cho 3) b) Ngõ ra Z = 1 nếu tổng số bit 1 nhận được chia hetá cho 3 và tổng số bit 0 nhận được là 1 số chẵn > 0 (9 trạng thái). 1-19 . Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào (X) và 1 ngõ ra (Z). Vẽ giãn đồ trạng thái Mealy cho các trường hợp sau: a) Ngõ ra Z =1 nếu tổng số bit 1 nhận được chia hết cho 4 ( ta xem 0, 4, 8, 12,. chia hết cho 4) b) Ngõ ra Z = 1 nếu tổng số bit 1 nhận được chia hetá cho 4 và tổng số bit 0 nhận được là 1 số lẽ ( có 9 trạng thái). 1-20 . Một hệ tuần tự có 2 ngõ ra. Các ngõ vào ( X1 X2) biểu diễn số nhị phân 2 bit N. Nếu giá trị hiện tại của N lớn hơn giá trị trước đó thí Z1=1. Nếu giá trị hiện tại của N nhỏ hơn giá trị trước đó thì Z2=1. Các trường hợp khác thì Z1=Z2=0. Khi cặp giá trị vào đầu tiên nhận được thì không có giá trị trước đó của N thì ta xem như trường hợp với Z1=Z2=0. a) Tìm bảng trạng thái Mealy của hệ (số trạng thái tối thiểu bao gồm trạng thái bắt đầu là 5). Cài đặt hệ bằng PLA. b) Tìm bảng trạng thái Moore của hệ (số trạng thái tối thiểu là 11). Cài đặt hệ bằng PLA. 1-21. Một hệ tuần tự có 2 ngõ vào và 2 ngõ ra. Các ngõ vào (X 1,X2) biểu diễn số nhị phân 2 bit N. Nếu giá trị hiện tại của N cộng với giá trị N trước đó > 2 thì Z 1=1. Nếu giá trị hiện tại của N nhân với giá trị trước đó của N > 2 thì Z2=1. Các trường hợp khác thì Z1=Z2=0. Khi nhận được cặp giá trị vào đầu tiên thì xem như giá trị trước đó của N=0. a) Tìm giãn đồ trạng thái Mealy và bảng trạng thái của hệ (số trạng thái tối thiểu là 4). Cài đặt bằng PLA. b) Tìm bảng trạng thái Moore của hệ (số trạng thái tối thiểu là 11 nhưng với đáp số có số trạng thái < 16 chấp nhận được). 1-22. Một hệ tuần tự Moore có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Khi chuỗi vào là 011 thì ngõ ra Z=1 và giữ giá trị 1 cho đến khi chuỗi vào 011 xảy ra một lần nữa thì ngõ ra Z=0. Ngõ ra Z giữ giá trị 0 cho đến khi 011 xảy ra lần thứ 3. Thí dụ chuỗi vào: X = 0, 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Cho trị ra Z = 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 Suy ra bảng trạng thái (có số trạng thái tối thiểu 6). Cài đặt hệ bằng PLA. 1-23. Tương tự 1-22 nhưng với chuỗi vào 101 làm cho ngõ ra đổi trạng thái. Thí dụ: chuỗi vào X = 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 chuỗi ra Z = 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 Tìm bảng trạng thái (6 hàng tối thiểu). Cài đặt hệ bằng PLA. 1-24. Giá trị vào của 1 hệ tuần tự gồm các nhóm 5 bit. Mỗi nhóm 5 bit biểu diễn só BCD loại mã 2 trong 5 (có 2 bit 1 trong nhóm 5 bit). Sau khi nhận 5 bit, hệ cho trị ra là 1 và reset nếu nhóm 5 bit là mã 2 trong 5 hợp lệ, các trường hợp khác thì ngõ ra bằng 0 và reset. Hệ có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Suy ra giãn đồ trạng thái Mealy (có số trạng thái tối thiểu là 13). 1-25. Một hệ tuần tự Mealy có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Nếu tổng số bit 0 nhận được > 4 và tối thiểu 3 cặp trị vào đã xảy ra thì ngõ ra bằng 1ở cặp vào cuối trong chuỗi trị vào. Khi ngõ ra Z=1 xảy ra thì hệ reset. Suy ra giãn đồ trạng thái và bảng trạng thái . Chỉ rõ ý nghĩa của mỗi trạng thái. Thí dụ S0 nghĩa là reset, S1 nghĩa là cặp trị vào là 11, Thí dụ: Chuỗi vào: X1 = 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 X2 = 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 10 Chuỗi ra: Z = 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1-26. Một hệ tuần tự Moore có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Ngõ ra Z = 1 nếu tổng số bit 1 nhận được là lẻ và tổng số bit 0 nhận được là số chẵn > 0. Suy ra giản đồ trạng thái và bảng trạng thái (số trạng thái tối thiểu là 6). Cài đặt hệ bằng PLA. 1-27. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và 1 ngõ ra Z. Ngõ ra Z hiện tại bằng giá trị vào X trước đó 2 chu kỳ clock. Thí dụ: X = 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 Z = 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 Hai giá trị đầu tiên của Z là 0. Tìm giãn đồ trạng thái Mealy và bảng trạng thái của hệ. Cài đặt bằng PLA. 1-28. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và 1 ngõ ra Z. Ngõ ra hiện tại bằng giá trị vào trước đó 3 chu kỳ clock. Thí dụ: X = 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 Z = 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 Ba giá trị đầu của Z = 0. Tìm giãn đồ trạng thái Mealy và bảng trạng thái của hệ. Cài đặt hệ bằng PLA. 1-29. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và 2 ngõ ra S và V. X biểu diễn số nhị phân 4 bit N mà LSB được nhập trước, S biểu diễn số nhị phân 4 bit bằng N+2 mà ngõ ra sẽ cho LSB ra trước. Ở thời điểm trị vào thứ 4 xảy ra thì V=1 nếu N+2 lớn hơn biểu diễn 4 bit ( bị tràn [overflow]), ngược lại thì V=0. hệ luôn luôn reset sau khi nhận được bit thứ 4 của X. Tìm giản đồ trạng thái Mealy vàbảng trạng thái của hệ. Cài đặt hệ bằng PLA. Thí dụ: X = 0111 (đây là 1410 với LSB đi trước) S = 0000 (vì 14 + 2 = 1610 = 10000 V = 0001 1-30. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và 2 ngõ ra D vàB. X biểu diễn số nhị phân 4 bit N mà nhập vào với LSB đi trước, D biểu diễn số nhị phân 4 bit bằng N - 2 mà ngõ ra xuất với LSB đi trước. Ở thời điểm trị vào thứ 4 xảy ra thì B=1 nếu N -2 nhỏ hơn 0 ( mượn = Borrow), ngược lại thì B=0. Hệ luôn luôn reset sau khi nhận được bit thứ 4 của X. Tìm giản đồ trạng thái Mealy vàbảng trạng thái . Cài đặt hệ bằng PLA. Thí dụ: X = 0001 1000 1100 D = 0110 1111 1000 B = 0000 0001 0000 1-31. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và các ngõ ra Y và Z. YZ biểu diễn 1 số nhị phân 2 bit bằng số bit 1 đã nhận được. Hệ reset khi tổng số bit 1 nhận được là 3 hoặc khi tổng số bit 0 nhận được là 3. Tìm giãn đồ trạng thái Moore và bảng trạng thái của hệ. Cài đặt hệ bằng PLA. 1-32. . Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào X và các ngõ ra Y và Z. YZ biểu diễn 1 số nhị phân 2 bit bằng số cặp bit 1 liên tiếp nhận được ở ngõ vào. Thí dụ chuỗi vào 0110 chứa một cặp bit 1, chuỗi 011110 chứa 2 cặp bit 1, và chuỗi 0110111 chứa 3 cặp bit 1 liên tiếp. Hệ reset khi tổng số cặp bit 1 liên tiếp là 4. Tìm giãn đồ trạng thái Moore và bảng trạng thái của hệ. Cài đặt hệ bằng PLA. Thí dụ: reset ↓ Chuỗi vào: X = 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 Chuỗi ra : Y = 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 Z = 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 Chuỗi vào: X = 1 1 1 1 1 1 1 1 Chuỗi ra: Y = 0 0 1 1 0 0 0 1 Z = 0 1 0 1 0 0 1 0 ↑ Re set Hướng dẫn: Bảo đảm hệ reset như ở các thí dụ trên. 1-33. Một hệ tuần tự có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra được dùng để mở rộng 2 bit đầu của chuỗi 4 bit như sau: Giá trị vào Giá trị ra 0 0 X X 0 1 X X 1 0 X X 1 1 X X 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 Sau mọi bộ 4 bit thì hệ reset. Tìm giãn đồ trạng thái Mealy và bảng trạng thái của hệ. Các bit thứ 3 và thứ 4 của chuỗi vào có thể là 1 hoặc 0, vì vậy phải đảm bảo hệ sẽ làm việc với mọi kết hợp có thể có. 1-34. Một hệ tuần tự dùng để điều khiển họat động của một máy bán hàng bán món hàng $0,25 (25 xu). Hệ có 3 ngõ vào N, D và Q và 2 ngõ ra R và C. Bộ phát hiện tiền đồng trong máy bán hàng đồng bộ với clock của hệ tuần tự ta thiết kế. Bộ phát hiện tiền đồng sẽ cho ra 1 cho N, D hay Q (N = nickel = 5 xu, D = dime = 10 xu và Q = quarter = 25 xu) khi ta cho vào 5 xu, 10 xu hay 25 xu. Mỗi lần chỉ có tối đa ngõ ra là 1 ở bộ phát hiện tiền đồng. Khi khách hàng đưa tiền vào thì máy bán hàng kiểm tra thấy nếu tối thiểu 25 xu thì giao hàng cho khách trả tiền dư theo 5 xu. Với mỗi giá trị ra là 1 ở C thì máy xuất ra đồng 5 xu cho khách hàng. Món hàng sẽ được xuất ra khi hệ cho ngõ ra R = 1. (C = change =thối tiền và R = return = giao hàng). Hệ sẽreset sau khi giao hàng. Thí dụ: Khách hàng nhét 1 đồng 5 xu, 1 đồng 10 xu và 1 đồng 25 xu. Các ngõ vào và ra của hệ như sau: N = 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ngõ vào → D = 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Q = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 Ngõ ra → R = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 C = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 Chú ý là có thể có các số không giữa các giá trị vào. Suy ra bảng trạng thái Moore của hệ, và mỗi trạng thái chỉ ra khách hàng đã đưa vào bao nhiêu tiền hoặc đã thối bao nhiêu. Cài đặt hệ bằng PLA. 1-35. Thiết kế hệ tuần tự đồng bộ Moore có 2 ngõ vào X1 và X2 và 1 ngõ ra Z. Khi X1=0 và X2=1 thì ngõ ra Z = 1. Nếu tiếp theo ngõ vào X2=1 thì ngõ ra Z vẫn ở trị là 1, còn các trường hợp khác thì Z = 0. Cài đặt hệ bằng PLA và D F/F kích cạnh xuống.