ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN KỸ THUẬT SỐ

ĐH BÁCH KHOA TP.HCM * KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ * BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
Điểm

Chữ kí giám thị

ĐỀ THI HK1 (2012-2013)
Môn: Kỹ thuật số

Thời gian: 110 phút

(SINH VIÊN KHÔNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TÀI LIỆU)
HỌ TÊN: ………………………………………. MSSV: ………………… NHÓM: ………..
SINH VIÊN LÀM BÀI NGAY TRÊN ĐỀ THI - ĐỀ THI CÓ 5 TRANG
Câu 1 (1,5 điểm)
Cho bộ đếm song song 2 bit Q1 và Q0 (LSB); bộ đếm có 1 ngõ vào điều khiển X như
hình vẽ.

X

Q0 (lsb)

Q1

D1

Q1

D0

Q0

CK1

Q1

CK0

Q0

CK

a. Viết phương trình ngõ vào D:

c. Xác định dãy đếm và cho biết ý nghĩa
của ngõ vào X:
(0,5 đ)

D1 = X  Q1  Q0
D0 = Q0

X = 0: Q1Q0 = 11, 10, 01, 00, 11, …
X = 1: Q1Q0 = 00, 01, 10, 11, 00, …

b. Thành lập bảng chuyển trạng thái: (0,5 đ)
X Q1 Q0
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1

1 1 0
1 1 1

(0,5 đ)

Với X = 0, ta có bộ đếm xuống 2 bit;

Q+1 Q+0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0

và X =1, ta có bộ đếm lên 2 bit.

1

Câu 2 (3 điểm)
a. Cho hệ tuần tự (gồm 1 ngõ vào X và 1 ngõ ra Z) có giản đồ trạng thái như hình vẽ
X=1

0

D
0

0

C
1

1

B
0

1

A
0

1

0

0

Q1
Q0 0

1

0

A

B

1

D

C

Bảng gán trạng thái

Thiết kế hệ trên bằng T-FF (kích cạnh lên) và PLA (vẽ sơ đồ kết nối PLA với Flipflop
và trình bày bảng nạp PLA)
X
0
0
0
0
1
1
1
1

Q1 Q0
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1

Z
0
0
0
1
0
0
0
1

Q+1

Q+0

0
1
1
0
1

0
1
1

0
1
0
1
0
1
1
0

X

Z

Q1

T1

T1 T0
0 0
1 0
0 0
1 0
1 0
0 0
0 1
0 1

1

1

(0,5 đ)

Z = Q1Q0

1

T1 XQ1
Q0 00 01 11 10
1
0
1 1

T1 = X Q0 + X Q1Q0

1

T0 XQ1
Q0 00 01 11 10
1
0

(0,5 đ)

T

T0 = X Q1

1

1

Q

T

T0

Q0

(0,5 đ)

Z XQ1
Q0 00 01 11 10
0

Bảng nạp PLA

Q

CK

X Q1 Q0

Z T1 T0

0
1
1

1
0
0
0

b. Hoàn tất giản đồ định thì (giản đồ xung) của hệ tuần tự

1 1
- 1
0 0
1 -

(1 đ)

CK
X
A

A

B

B

C

B

Q1
Q0
Z
2

C

(0,5 đ)

D

C

0
1
1
0

0
0
0
1


Câu 3 (1,0 điểm) Cho Flip-flop như hình vẽ:
Bảng hoạt động

Q

X1

X1
0
0
1
1

CK
X2

Q

Q+
1
Q
0
Q

X2
0
1
0
1

a. Xác định phương trình đặc tính của Flip-flop: Q+
(0,5 đ)
X1 X 2 Q
0

0
0
0
1
1
1
1

0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1

Q+

Q+ X1X2
00 01 11 10

Q
0 1 1

1
1
1
0
0
0
0
1

1

1

1

Q+ = X1 Q + X1 X2 + X1X2Q

b. Với ngõ vào X1 = 0 và X2 = 1 thì Flip-flop có tính chất gì? Giải thích ngắn gọn
Với X1 = 0 và X2 = 1 thì Q+ = Q : ta có FF đếm 2 (chia đôi tần số)

(0,5 đ)

Câu 4 (1,0 điểm)
Một hệ tuần tự kiểu Moore có một ngõ vào X và một ngõ ra Z. Ngõ ra Z là 1 khi và chỉ
khi ngõ vào X nhận được 2 bit liên tiếp khác nhau. Hãy thành lập bảng chuyển trạng thái.
Trạng thái

Ý nghĩa

S0

Trạng thái reset

Hiện tại

(chưa nhận bit)

Kế tiếp

Ngõ ra

X =0 X=1

Z

S0

S1

S2

0

S1

(0)

S1

S1

S3

0

S2

(1)

S2

S4

S2

0

…

(1)

S3

S4

S2

1

(0)

S4

S1

S3

1

3


Câu 5 (1,5 điểm)
Hãy vẽ sơ đồ logic của bộ đếm nối tiếp được mô tả VHDL, từ đó xác định dãy đếm của
bộ đếm này:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity CAU5 is
port ( CLK : IN std_logic;
Q : BUFFER std_logic_vector(2 downto 0));
end CAU5;
architecture THI of CAU5 is
component T_FF
port ( T, CK, Pr, Cl: IN std_logic;
Q: OUT std_logic);
end component;
signal Z, ONE, ZERO: std_logic;

begin
ONE <= ’1’; ZERO <= ’0’;
Z <= not Q(2) and Q(1) and not Q(0);
u0: T_FF port map (ONE, CLK, Z, ZERO, Q(0));
u1: T_FF port map (ONE, Q(0), Z, ZERO, Q(1));
u2: T_FF port map (ONE, Q(1), Z, ZERO, Q(2));
end THI;
Q0
1

Pr

T

CK

CLK

Q

Pr

T

CK

Cl

0

CK

Q

Q

Cl

T_FF component

Q1
1

Pr

T

Q2
1

Pr

T

CK

Cl

0

Q

Cl

0
Z

(1 đ)

Đây là bộ đếm nối tiếp có chức năng đếm xuống
Z = Q2 Q1 Q0 nên khi Q2Q1Q0 = 010 thì bộ đếm reset về trạng thái ban đầu là 111.
=> Vậy dãy đếm của bộ đếm Q2Q1Q0= 111, 110, 101, 100, 011, 111, 110, ..

(0,5 đ)

Câu 6 (1,0 điểm)
a. Thực hiện hàm F = A  B chỉ bằng cổng NAND 2 ngõ vào
F=AB= AB+AB = AB.AB
(0,5 đ)

A

C1

C2
F

B
C3

C4

4


b. Sử dụng mô tả cấu trúc với component NAND2 cho trước (với x, y là 2 ngõ vào và z
là ngõ ra), viết tiếp đoạn mã VHDL mô tả hoạt động hàm F:
entity CAU6 is

signal C1,C2,C3,C4: std_logic;

port ( A, B: IN std_logic;

begin

F: OUT std_logic);

u1: NAND2 port map (A, A, C1);

end CAU6;

u2: NAND2 port map (C1, B, C2);

architecture THI of CAU6 is

u3: NAND2 port map (B, B, C3);

component NAND2

u4: NAND2 port map (C3, A, C4);

port (x, y: IN std_logic;

u5: NAND2 port map (C2, c4, F);

z: OUT std_logic);

end THI;
(0,5 đ)

end component;

Câu 7 (1,0 điểm)
Viết đoạn mã VHDL (chỉ viết từ ENTITY) mô tả mạch tổ hợp: có A, B là ngõ vào 8 bit
và S là ngõ vào 2 bit. Mạch có ngõ ra F cũng 8 bit. Mạch có hoạt động như sau:
- S = 00 thì F là NOT của A.
- S = 01 thì F là AND giữa A và B.
- S = 10 thì F là OR giữa A và B.
- S = 11 thì F là XOR giữa A và B.
Yêu cầu: khai báo các ngõ vào và ngõ ra đều là vector và sử dụng lệnh CASE để mô tả.
Chú ý: các phép toán logic đều được sử dụng trên toán hạng là vector
entity CAU7 is

case S is

port

when “00” => F <= not A;

( A, B: IN std_logic_vector (7 downto 0);

when “01” => F <= A and B;

S: IN std_logic_vector (1 downto 0);

when “10” => F <= A or B;

F: OUT std_logic_vector (7 downto 0));

when “11” => F <= A xor B;

end CAU7;

when others => null;

architecture THI of CAU7 is

end case;

begin

end process;

process (A, B, S)

end THI:

Ngày 02 tháng 01 năm 2013
BM Điện Tử

GV ra đề và soạn đáp án

NGUYỄN TRỌNG LUẬT
5