数字设计：原理与实践第五版习题答案

数字设计：原理与实践第五版习题答案
第一章：数字系统基础
1. 哪些数学符号代表布尔逻辑运算？分别代表哪些逻辑操作？
布尔逻辑运算包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）、
异或（XOR）等运算。

它们的对应数学符号表示如下：•与（AND）：$\\cdot$ 或 $\\land$
•或（OR）：+或 $\\lor$
•非（NOT）：$\\overline{A}$ 或eee
•异或（XOR）：$\\oplus$
2. 简述数字系统的信号表示和信号处理单元。

数字系统的信号表示使用离散量来表示连续或离散的信号，其中离散量指代具有离散数值的量。

信号处理单元是指对输入信号进行处理和操作的硬件模块，用于实现特定的功能或执行特定的任务。

3. 什么是布尔函数？它可以用哪些方法表示？
布尔函数是指以布尔逻辑运算为基础，将一个或多个布尔变量映射为单一布尔值的函数。

布尔函数可以用真值表、逻辑表达式和逻辑图等方法表示。

4. 简述数字系统的设计方法。

数字系统的设计方法包括以下几个步骤：
1.确定问题的需求和约束条件。

2.将问题抽象为逻辑功能的实现。

3.设计逻辑电路并进行仿真验证。

4.实现电路设计并进行实验验证。

5.优化电路设计并进行性能评估。

6.完成设计文档和报告。

第二章：组合逻辑电路设计
1. 什么是组合逻辑电路？简述其基本特征。

组合逻辑电路是指将组合逻辑块进行组合形成的电路，其
输出仅依赖于当前的输入。

它的基本特征包括：
•输入输出之间无时序关系。

•只有组合逻辑块，没有存储元件。

•输出仅取决于当前输入。

2. 简述逻辑门的功能和特点。

逻辑门是实现布尔逻辑运算的基本构件，其功能和特点如下：
•与门（AND）：多个输入信号全部为高时，输出高；
否则输出低。

•或门（OR）：多个输入信号有一个为高时，输出高；
否则输出低。

•非门（NOT）：输入信号为高时，输出低；否则输出高。

•异或门（XOR）：多个输入信号中奇数个为高时，输出高；否则输出低。

3. 什么是选择器和解码器？
选择器是一种组合逻辑电路，根据选择信号将一组输入信号中的某一个作为输出。

解码器是一种多输入和多输出的组合逻辑电路，通过对输入进行译码，选通一个或多个输出。

4. 什么是复用器和译码器？
复用器是一种多输入和单输出的组合逻辑电路，通过一个选择输入信号选择其中一个输入作为输出。

译码器是一种多输入和多输出的电路，将某个编码形式的输入转换为相应的输出形式。

第三章：时序逻辑电路设计
1. 什么是时序逻辑电路？简述其基本特征。

时序逻辑电路是指组合逻辑电路和存储元件结合形成的电路，其输出不仅依赖于当前的输入，还可能依赖于历史输入。

其基本特征包括：
•有存储元件（如触发器）用于存储数据。

•输出除了和当前输入有关外，还可能和之前的输入有关。

•可实现存储和状态功能。

2. 简述触发器的功能和工作原理。

触发器是一种存储元件，用于存储一位或多位数据。

它的功能是存储输入数据，并根据时钟信号的上升沿或下降沿触发进行存储和更新。

触发器的工作原理：
•D触发器：根据时钟信号，输入信号直接传递到输出。

•JK触发器：通过时钟信号和输入信号进行置位和复位。

•T触发器：通过时钟信号和输入信号进行翻转。

3. 什么是计数器？简述其基本类型。

计数器是一种时序逻辑电路，用于计数和存储数据。

常见的计数器有以下几种类型：
•二进制计数器：将计数值表示为二进制数，按特定规律递增或递减。

•同步计数器：所有触发器的时钟信号相同。

•异步计数器：触发器的时钟信号不同，每个触发器依赖于前一个触发器的输出。

4. 简述状态机的功能和基本类型。

状态机是一种时序逻辑电路，用于描述和控制系统的状态转换。

状态机的功能包括：
•存储当前的状态。

•根据输入和当前状态确定下一个状态。

•根据当前状态和输入生成输出。

常见的状态机类型有以下几种：
•Moore状态机：输出仅与当前状态有关。

•Mealy状态机：输出不仅与当前状态有关，还与输
入有关。

•有限状态自动机：仅有有限个状态。

以上是《数字设计：原理与实践》第五版部分习题的答案，希望对您的学习有所帮助！。