Цифровая электроника: тренировочные задачи и экзаменационные вопросы

Двоичные числа, логические вентили и булева алгебра, карты Карно, комбинационные блоки, такие как мультиплексоры, триггеры, счётчики и сдвиговые регистры, а также преобразование между аналоговыми и цифровыми сигналами. Экзамены сочетают короткие расчёты вручную со схемами и временными диаграммами.

Шпаргалка-пакет (PDF)Листы формул, шаги методов и тренировочные задачи с полными решениями, готовые к печати.

Темы этого курса

  1. Системы счисленияиз двоичной и шестнадцатеричной в десятичную · дополнительный код · биты, диапазоны и памятьрасчёты
  2. Цифровая логика: вентили, карты Карно и триггерывентили, таблицы истинности и задержки · булева алгебра, карты Карно и мультиплексоры · безразличные состояния, триггеры и счётчикирасчёты
  3. Сбор данных и дискретизацияНайквист, LSB и скорости передачи данных · наложение спектров, разряды и кадры UART · гармоники, SQNR и проектирование системырасчёты

Советы к экзамену: Цифровая электроника

  • Разметьте карту Карно кодом Грея (00, 01, 11, 10), прежде чем поставить хотя бы одну единицу.
  • Делайте группы как можно больше и позволяйте им переходить через края; используйте безразличные состояния только тогда, когда они помогают.
  • На временных диаграммах считывайте каждый вход точно по активному фронту тактового сигнала и записывайте Q после каждого фронта в таблицу.

Разобранные примеры

Системы счисленияЛёгкая
веса разрядов2256B16E1

Переведите шестнадцатеричное число 0x2BE в десятичное. Найдите N.

0x2BEA = 10 … F = 15

Найти: N

Показать подсказки
  1. Шестнадцатеричные разряды справа стоят 1, 16, 256, 4096.
  2. Замените буквы их значениями (A = 10 … F = 15), умножьте на вес разряда и сложите.
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
Показать ответ и пошаговое решение

Позиционные системы счисления: каждая цифра стоит своего значения, умноженного на степень основания. В двоичной системе разряды стоят 1, 2, 4, 8, 16, …, в шестнадцатеричной 1, 16, 256, …, а A–F обозначают 10–15. В 8-битном дополнительном коде крайний левый бит стоит −128 вместо +128; так хранятся отрицательные числа.

Умножьте каждую цифру на вес её разряда

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

Ответ

0x2BE = 702
Цифровая логика: вентили, карты Карно и триггерыСредняя
ABCD00011110000111101111111

На этой карте Карно ровно у одной единицы нет соседней единицы, поэтому в минимальной форме SOP она остаётся группой из одной клетки (полным минтермом из четырёх литералов). Соседи через края карты учитываются. Нажмите на эту клетку.

F = Σm(0, 3, 4, 10, 13, 14, 15)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
Показать подсказки
  1. Соседние клетки отличаются ровно одной переменной.
  2. Самый левый и самый правый столбцы соседние, как и верхняя и нижняя строки.
  3. Проверьте четырёх соседей (сверху, снизу, слева, справа, с переходом через край) каждой единицы.
Показать ответ и объяснение

Карты Карно: клетки упорядочены по коду Грея (00, 01, 11, 10), поэтому соседние клетки, включая те, что через края, отличаются ровно одной переменной. Группируйте единицы в прямоугольники по 1, 2, 4, 8 или 16 клеток, как можно большие и в как можно меньшем числе, пока не будет покрыта каждая единица. Каждая группа — один член-произведение: переменные, которые внутри неё остаются постоянными. Группа из 2ᵏ клеток теряет k переменных. Безразличные состояния (X) можно использовать, чтобы увеличить группы, но покрывать их не обязательно. Если группировать нули, получится минимальная форма POS.

Соседи каждой единицы

Единица с соседней единицей может войти в группу из двух или более.

m3: m2, m1, m7, m11 → 0
ABCD00011110000111101111111

Изолированная единица

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

Ответ

AB = 00, CD = 11

Как проходят занятия

  • «Заниматься по этому курсу» смешивает задачи из всех его тем, как на настоящем экзамене.
  • В каждой задаче новые значения, поэтому вы учите метод, а не ответ.
  • Застряли? Сначала откройте небольшую подсказку, а полное объяснение — только когда оно понадобится.
  • Пробные экзамены ограничены по времени и идут без подсказок, а в конце вы получаете результат и полный разбор.

Калькуляторы для этого курса

Похожие курсы