Цифрова електроніка: тренувальні задачі й екзаменаційні питання

Двійкові числа, логічні вентилі та булева алгебра, карти Карно, комбінаційні блоки, як-от мультиплексори, тригери, лічильники та зсувні регістри, а також перетворення між аналоговими й цифровими сигналами. Іспити поєднують короткі ручні розрахунки зі схемами та часовими діаграмами.

Шпаргалка-підсумок (PDF)Аркуші з формулами, кроки методів і задачі для практики з повними розв’язками, готові до друку.

Теми цього курсу

  1. Системи численняз двійкової і шістнадцяткової в десяткову · додатковий код · біти, діапазони і пам'ятьрозрахунки
  2. Цифрова логіка: вентилі, карти Карно та тригеривентилі, таблиці істинності та затримки · булева алгебра, карти Карно та мультиплексори · байдужі стани, тригери та лічильникирозрахунки
  3. Збір даних і дискретизаціяНайквіст, LSB і швидкості даних · аліасинг, розряди й кадри UART · гармоніки, SQNR і проєктування системирозрахунки

Поради до іспиту: Цифрова електроніка

  • Позначте карту Карно кодом Грея (00, 01, 11, 10), перш ніж поставити бодай одну 1.
  • Робіть групи якомога більшими й дозволяйте їм переходити через краї; використовуйте байдужі стани лише тоді, коли вони допомагають.
  • На часових діаграмах читайте кожен вхід точно на активному фронті такту й записуйте Q після кожного фронту в таблицю.

Розв’язані приклади

Системи численняЛегка
ваги розрядів2256B16E1

Переведіть шістнадцяткове число 0x2BE у десяткове. Знайдіть N.

0x2BEA = 10 … F = 15

Знайти: N

Показати підказки
  1. Шістнадцяткові розряди справа варті 1, 16, 256, 4096.
  2. Замініть літери їхніми значеннями (A = 10 … F = 15), помножте на вагу розряду і додайте.
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
Показати відповідь і покроковий розв’язок

Позиційні системи числення: кожна цифра варта свого значення, помноженого на степінь основи. У двійковій системі розряди варті 1, 2, 4, 8, 16, …, у шістнадцятковій 1, 16, 256, …, де A–F означають 10–15. У 8-бітовому додатковому коді крайній лівий біт вартий −128 замість +128; так зберігаються від'ємні числа.

Помножте кожну цифру на вагу її розряду

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

Відповідь

0x2BE = 702
Цифрова логіка: вентилі, карти Карно та тригериСередня
ABCD00011110000111101111111

На цій карті Карно рівно одна 1 не має сусідньої 1, тож у мінімальній формі SOP вона лишається групою з однієї клітинки (повний мінтерм із чотирьох літералів). Сусіди через краї карти враховуються. Клікніть цю клітинку.

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
Показати підказки
  1. Сусідні клітинки відрізняються рівно однією змінною.
  2. Крайній лівий і крайній правий стовпці є сусідніми, так само верхній і нижній рядки.
  3. Перевірте чотирьох сусідів (вгорі, внизу, ліворуч, праворуч, з переходом через край) кожної 1.
Показати відповідь і пояснення

Карти Карно: клітинки впорядковано за кодом Грея (00, 01, 11, 10), тож сусідні клітинки, зокрема через краї, відрізняються рівно однією змінною. Групуйте одиниці в прямокутники по 1, 2, 4, 8 або 16 клітинок, якомога більші й у якомога меншій кількості, доки кожну 1 не буде покрито. Кожна група — це один добуток: змінні, що лишаються сталими всередині неї. Група з 2ᵏ клітинок втрачає k змінних. Байдужі стани (X) можна використовувати, щоб групи були більшими, але їх не обов’язково покривати. Групування нулів замість одиниць дає мінімальну форму POS.

Сусіди кожної 1

1 із сусідньою 1 може приєднатися до групи з двох або більше.

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

Ізольована 1

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

Відповідь

AB = 00, CD = 11

Як проходить тренування

  • «Тренувати цей курс» змішує задачі з усіх його тем, як на справжньому іспиті.
  • Кожна задача має нові значення, тож ви вивчаєте метод, а не відповідь.
  • Застрягли? Спершу відкрийте невелику підказку, а повне пояснення — лише коли воно знадобиться.
  • Пробні іспити обмежені в часі й не мають підказок, а наприкінці ви отримуєте результат і повний розбір.

Калькулятори для цього курсу

Пов’язані курси