Chữ ký giám thị Đại Học Bách Khoa TP HCM – Khoa Điện Điện Tử Bộ Môn Điện Tử Trang 1 / 8 Điểm ĐỀ THI CUỐI KỲ Ngày thi 07/12/2015 MÔN KỸ THUẬT SỐ MSMH EE1009 Thời gian làm bài 110 phút – KHÔNG sử dụng t[.]
Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Điểm ĐỀ THI CUỐI KỲ - Ngày thi: 07/12/2015 MÔN: KỸ THUẬT SỐ - MSMH: EE1009 Chữ ký giám thị Thời gian làm bài: 110 phút – KHÔNG sử dụng tài liệu Làm đề thi – Đề thi bao gồm câu Sinh viên trình bày cách làm đầy đủ Họ tên: …ĐÁP ÁN…………………………… MSSV: …………………… Nhóm: ……… (1) Beginning (2) Developing Câu (2.0đ) Câu (2.0đ) Câu (2.0đ) (3) Accomplished (4) Exemplary Câu (1.0đ) Câu (1.0đ) Câu (1.0đ) Câu (1.0đ) Tổng cộng (10đ) Lưu ý thầy cô chấm câu 1, 5, 6: Nếu SV khơng làm hết, xin đánh giá mức (1) (SV khơng hiểu u cầu tốn) Câu 1: Lập bảng chân trị đánh giá mức (2) (hiểu yêu cầu, ko biết tkế) Làm câu a không sai đánh giá mức (3) (hiểu biết tkế chưa hoàn hảo) Làm câu a, b không sai đánh giá mức (4) (hiểu, biết làm tất yêu cầu tkế) Câu 5: Làm câu a đánh giá mức (2) Làm câu b đánh giá mức (3) Làm câu c đánh giá mức (4) Câu 6: Làm câu a đánh giá mức (2) Làm câu b đánh giá mức (3) Làm câu c đánh giá mức (4) Các thầy cô sau chấm xin check vào ô đánh giá câu 1, cho bài, sau nộp lại thi cho chị Hương để đưa khoa thu thập liệu Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 1: (2.0đ) Thiế t kế ma ̣ch tổ hơ ̣p có ngõ vào biể u diễn cho số có dấ u bù là X (=X3X2X1X0), và ngõ Y Z Ngõ Y = nế u X > +6 – < X < – Ngõ Z = X < –5 X > +3 a) Lâ ̣p bảng chân trị và rút gọn biểu thức ngõ Y dạng SOP (tổng tích) Z dạng POS (tích tổng) (1.5đ) X3 0 0 0 0 1 1 1 1 X2 0 0 1 1 0 0 1 1 X1 0 1 0 1 0 1 0 1 X0 1 1 1 1 Y 0 0 0 0 1 0 0 Z 0 0 1 1 1 0 0 Bìa K Y Bìa K Z ̅̅̅3 𝑋2 𝑋1 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ 𝑌(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋1 , 𝑋0 ) = 𝑋 𝑋2 𝑋1 ̅̅̅3 + 𝑋 ̅̅̅2 )(𝑋3 + 𝑋2 )(𝑋 ̅̅̅3 + 𝑋 ̅̅̅1 + 𝑋 ̅̅̅0 ) 𝑍(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋1 , 𝑋0 ) = (𝑋 ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅0 ) Hoặc 𝑍(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋1 , 𝑋0 ) = (𝑋3 + 𝑋2 )(𝑋3 + 𝑋2 )(𝑋2 + 𝑋1 + 𝑋 b) Cài đặt Y sử dụng giải mã 3-8 (IC74138) cổng NAND (0.5đ) ̅̅̅3 𝑋2 𝑋1 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ ̅̅̅3 𝑋2 𝑋0 + 𝑋3 𝑋 ̅̅̅2 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ 𝑌(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋1 , 𝑋0 ) = 𝑋 𝑋2 𝑋1 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ 𝑋2 𝑋1 ̅̅̅ 𝑋0 = 𝑋1 (𝑋 𝑋2 ̅̅̅ 𝑋0 ) ⟹ 𝑌 = 𝑋1 𝐹(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋0 ) ̅̅̅3 𝑋2 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ ̅̅̅0 = ∑(3,4,5) Với 𝐹(𝑋3 , 𝑋2 , 𝑋0 ) = 𝑋 𝑋2 𝑋0 + 𝑋3 ̅̅̅ 𝑋2 𝑋 Ngồi phương trình ngõ bên 74138 là: Qi = G1.G2A.G2B.mi với mi minterm thứ i từ ba ngõ vào 𝑋3 , 𝑋2 𝑋0 Như đưa 𝑋1 vào G1, vào G2A’ G2B’ (nghĩa G2A = G2B = 1), Qi = mi.D ta có mạch sau: Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 2: (1.0đ) Thiết kế hàm F sử dụng MUX 2-1 (không dùng thêm cổng logic) F = XY’ + YZ + XZ = XY’ + YZ + XZ(Y’+Y) = Y’(X + XZ) + Y(Z + XZ) (ĐL: x + xz = x) = Y’X + YZ Câu 3: (1.0đ) Thiế t kế ma ̣ch tổ hơ ̣p tiń h biể u thức sau với X là số nhi ̣phân không dấu bit (chỉ cho phép dùng cộng bán phần HA): 4X3 – 17X2 + 19X + X1 0 1 X0 1 Y3 Y2 Y1 Y0 0 1 1 0 1 1 𝑌3 = 𝑋1 𝑋0 𝑌2 = 𝑋0 𝑌1 = 𝑋1 ⊕ 𝑋0 𝑌0 = Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Mơn Điện Tử Câu 4: (1.0đ) Sử dụng D_FF có ngõ vào xung clock kích theo cạnh xuống, ngõ vào Preset (Pr) Clear (Cl) tích cực mức thấp, thiết kế đếm nối tiếp (bộ đếm bất đồng bộ) bit Q2Q1Q0 (với Q2 MSB) đếm xuống từ giá trị modulo đếm a Vẽ sơ đồ logic thực đếm (0.5đ) Q2 Q1 Q0 1 0 0 1 1 => Z = Q2 Q0 Q0 Q1 Q2 D PR Q D PR Q D PR Q CK CK CK CK Q CL Q Q CL CL Z b Vẽ giản đồ xung đếm (tín hiệu ngõ Q0, Q1, Q2) tín hiệu reset Z, giả sử ban đầu Q2Q1Q0 = 101 (0.5đ) Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 4: (1.0đ) Cách khác a Vẽ sơ đồ logic thực đếm (0.5đ) Q2 Q1 Q0 1 0 0 1 1 => Z = Q2 Q1 Q0 Q0 Q1 Q2 D PR Q D PR Q D PR Q CK CK CK CK Q CL Q Q CL CL 1 Z b Vẽ giản đồ xung đếm (tín hiệu ngõ Q0, Q1, Q2) tín hiệu reset Z, giả sử ban đầu Q2Q1Q0 = 101 (0.5đ) Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 5: (2.0đ) Cho sơ đồ thiết kế hệ với ngõ vào X ngõ A, B, C hình bên a) Xác định phương trình ngõ vào Flipflop (0.5đ) 𝑻𝑨 (𝑨, 𝑩, 𝑪, 𝑿) = 𝑩(𝑪 + 𝑿) 𝑻𝑩 (𝑨, 𝑩, 𝑪, 𝑿) = 𝑪 + 𝑿 ̅ 𝑻𝑪 (𝑨, 𝑩, 𝑪, 𝑿) = 𝑿 b) Lập bảng trạng thái cho hệ cho (0.5đ) PS A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 in x 1 1 1 1 NS A+ 0 0 1 1 1 1 0 B+ 1 1 0 0 1 1 0 C+ 0 1 0 1 0 1 0 FF in TA TB 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 TC 1 1 1 1 c) Vẽ giản đồ trạng thái hệ theo bảng trạng thái (0.5đ) d) Cho biết ý nghĩa mạch thiết kế (0.5đ) Khi X = 0, mạch đếm lên bit đầy đủ Khi X = 1, mạch đếm chẵn, lẻ (bộ đếm cách 2), 2468 1357 Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 6: (2.0đ) Cho hệ có ngõ vào X ngõ Z, có giản đồ trạng thái hình vẽ a) Giả sử hệ có trạng thái bắt đầu Q1Q2 “00”, hoàn thành bảng khảo sát trạng thái ngõ Z có chuỗi ngõ vào X là: 011011110 (0.5đ) Ngõ vào (X) Trạng thái (Q1Q2) Ngõ (Z) 00 00 01 0 11 00 1 01 11 10 0 10 01 11 10 10 0 00 Nếu SV hiểu sai theo ý sau cho 0.25đ Ngõ vào (X) Trạng thái (Q1Q2) Ngõ (Z) 00 01 11 0 00 b) Hệ sử dụng D Flipflop, lập bảng trạng thái xác định phương trình ngõ vào D-FF phương trình ngõ Z (1đ) Bảng trạng thái: (0.5đ) Present State Q1 Q2 0 0 1 1 1 1 Input x 1 1 Next State Q1+ Q2+ 0 0 1 0 0 Output Z 0 1 Flip-flop Inputs D1 D2 0 0 1 0 0 Phương trình ngõ vào D-FF phương trình ngõ ra: (0.5đ) 𝐷1 = 𝑄1 𝑥 + 𝑄2 𝑥 = (𝑄1 + 𝑄2 )𝑥 ̅̅̅1 𝑥 𝐷2 = 𝑄 𝑍 = 𝑄2 𝑥̅ + 𝑄1 𝑥̅ = (𝑄1 + 𝑄2 )𝑥̅ c) Thiết kế hệ dùng D-FF PLA (Vẽ sơ đồ thiết kế bảng nạp PLA) (0.5đ) Trang / Đại Học Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử - Bộ Môn Điện Tử Câu 7: (1.0đ) Hệ Moore có ngõ vào X ngõ Z Giả sử ban đầu ngõ Z = Khi chuỗi ngõ vào 001 ngõ Z = giữ giá trị chuỗi vào 001 xảy lần ngõ Z = Ngõ Z giữ giá trị 001 xảy lần thứ ngõ Z = 1, tiếp tục Thí dụ chuỗi vào: chuỗi vaøo X = 0 1 0 0 1 0 chuoãi Z = 0 1 1 0 1 1 0 Tìm giản đồ trạng thái (hoặc bảng trạng thái) hệ (ghi rõ ý nghĩa trạng thái) Tr Thái S0 S1 S2 S3 S4 S5 Ý nghĩa Trạng thái bắt đầu (hoặc trạng thái không nhận bit chuỗi) với ngõ Z = Trạng thái nhận “0” với ngõ Z = Trạng thái nhận “00” với ngõ Z = Trạng thái nhận “001” (hoặc trạng thái khơng có bit chuỗi) với ngõ Z = Trạng thái nhận “0” với ngõ Z = Trạng thái nhận “00” với ngõ Z = Giản đồ trạng thái: S0/0 S1/0 1 S5/1 S2/0 0 1 S4/1 0 S3/1 Bảng trạng thái: TTHT TTKT Ngõ Z X=0 X=1 S0 S1 S0 S1 S2 S0 S2 S2 S3 S3 S4 S3 S4 S5 S3 S5 S5 S0 Trang /