Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα

Σχετικά έγγραφα
ΜΕΡΟΣ 1 ο : Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα

3. Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole

Γ2.1 Στοιχεία Αρχιτεκτονικής. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Ελίνα Μακρή

ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Ι ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2010

3 η Θεµατική Ενότητα : Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Κεφάλαιο 4. Λογική Σχεδίαση

Συνδυαστικά Λογικά Κυκλώματα

K24 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά 4: Σχεδίαση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων

9. OIΚΟΥΜΕΝΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΙΣΟ ΩΝ

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων

100 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΤΙΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3

ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕ ΙΑΣΗ

Ενότητα 5 ΑΠΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΔΥΟ ΕΠΙΠΕΔΩΝ

2. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες

Λογική Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων

Ενότητα 4 ΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΥΟ ΕΠΙΠΕΔΩΝ

e-book ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΑΣΠΑΙΤΕ Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων & Μικροϋπολογιστών Εργαστηριακές Ασκήσεις για το μάθημα «Λογική Σχεδίαση» ΑΣΚΗΣΗ 3 ΠΙΝΑΚΕΣ KARNAUGH

Ελίνα Μακρή

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Κεφάλαιο 3

Ψηφιακά Συστήματα. 4. Άλγεβρα Boole & Τεχνικές Σχεδίασης Λογικών Κυκλωμάτων

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 7-8: Ανάλυση και σύνθεση συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

K24 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά 6: Πολυπλέκτες/Αποπολυπλέκτες

Επανάληψη Βασικών Στοιχείων Ψηφιακής Λογικής

ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ. ιδάσκων : ρ. Β. ΒΑΛΑΜΟΝΤΕΣ. Πύλες - Άλγεβρα Boole 1

ΑΣΚΗΣΗ 3 ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΑ ΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ: ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ

ΑΣΚΗΣΗ 4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΛΟΓΙΚΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ

Λογική Σχεδίαση Ι - Εξεταστική Φεβρουαρίου 2013 Διάρκεια εξέτασης : 160 Ονοματεπώνυμο : Α. Μ. Έτος σπουδών:

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

Οικουμενικές Πύλες (ΝΑΝD NOR), Πύλη αποκλειστικού Η (XOR) και Χρήση KarnaughMaps

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Συνδυαστική Λογική. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Η κανονική μορφή της συνάρτησης που υλοποιείται με τον προηγούμενο πίνακα αληθείας σε μορφή ελαχιστόρων είναι η Q = [A].

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (Τ.Ε.Ι.) ΚΡΗΤΗΣ Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής & Πολυμέσων. Ψηφιακή Σχεδίαση. Κεφάλαιο 2: Συνδυαστικά Λογικά

4. ΝΟΜΟΙ ΔΥΑΔΙΚΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑΣ

4.1 Θεωρητική εισαγωγή

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Λογικές πύλες: Οι στοιχειώδεις δομικοί λίθοι των κυκλωμάτων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

Ψηφιακά Συστήματα. 6. Σχεδίαση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

6. Σχεδίαση Κυκλωμάτων Λογικής Κόμβων (ΚΑΙ), (Η)

Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα

5. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΠΛΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα

Συνδυαστικά Κυκλώματα

5. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΠΛΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΛΗ-21

Ψηφιακά Συστήματα. 5. Απλοποίηση με χάρτες Karnaugh

( 1) R s S. R o. r D + -

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

Συναρτήσεων Boole. Η Μέθοδος του Χάρτη

ΗΜΥ 210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων Χειμερινό Εξάμηνο Σεπτέμβριος 09 Συνδιαστικά Λογικά Κυκλώματα. Διδάσκουσα: Μαρία Κ.

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Μετατροπή δυαδικών αριθμών

Κατ οίκον Εργασία ΚE5

Ψηφιακά Συστήματα. 3. Λογικές Πράξεις & Λογικές Πύλες

Κεφάλαιο 5. Λογικά κυκλώματα

ΗΜΥ-210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ 210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων Σεπτέμβριος 10. Συνδιαστικά Λογικά Κυκλώματα 1

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

2 η Θεµατική Ενότητα : Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες. Βασικοί Ορισµοί

2 η Θεµατική Ενότητα : Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός

Αθροιστές. Ημιαθροιστής

Απλοποίηση λογικών συναρτήσεων. URL:

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕ ΙΑΣΗ

C D C D C D C D A B

2 η Θεµατική Ενότητα : Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες

Ύλη Λογικού Σχεδιασµού Ι

5.2 ΑΠΛΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΣΕ ΠΙΝΑΚΑ

Βοηθητικές Σημειώσεις στη ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ

Ελίνα Μακρή

ΗΜΥ-210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων Χειμερινό Εξάμηνο 2008

4 η Θεµατική Ενότητα : Συνδυαστική Λογική. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός

Κεφάλαιο 2 Η έννοια και η παράσταση της πληροφορίας στον ΗΥ. Εφ. Πληροφορικής Κεφ. 2 Καραμαούνας Πολύκαρπος 1

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

Εργαστήριο Ψηφιακών Συστηµάτων ΗΜΥ211

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

Ψηφιακή Λογική και Σχεδίαση

Εισαγωγή στην Πληροφορική

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

w x y Υλοποίηση της F(w,x,y,z) με πολυπλέκτη 8-σε-1

ΗΜΥ 210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων. Συνδυαστική Λογική / Κυκλώματα

2 η Θεµατική Ενότητα : Σύνθετα Συνδυαστικά Κυκλώµατα. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός

ΣΧΟΛΗ ΑΣΠΑΙΤΕ ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ & ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 4 ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΛΟΓΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

Ενότητα 8 Η ΠΥΛΗ XOR ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ

επανενεργοποιηθεί Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά - Κ.Ι.Κυριακόπουλος Control Systems Laboratory

σύνθεση και απλοποίησή τους θεωρήµατα της άλγεβρας Boole, αξιώµατα του Huntington, κλπ.

Εργαστήριο Εισαγωγής στη Σχεδίαση Συστημάτων VLSI

Transcript:

Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα 1. Για a=1, b=1 και c=0, υπολογίστε τις τιμές των λογικών παραστάσεων ab c, a+b +c, a+b c και ab +c Δώστε τα σύνολα τιμών των δυαδικών μεταβλητών a, b, c που επαληθεύουν τις εξισώσεις : ab c = 1 και a+b +c = 0 Δώστε τα σύνολα τιμών των δυαδικών μεταβλητών a, b, c που επαληθεύουν το σύστημα εξισώσεων : ab+c =1 και ταυτόχρονα c + b = 1 2. Για κάθε πιθανή τιμή των μεταβλητών των συναρτήσεων f(x,y) = xy + x y και g(x,y,z) = xyz + xy z + x yz + x y z, να καταγράψετε τις τιμές τους. 3. 4. Να απλοποιήσετε αλγεβρικά τις συναρτήσεις: xy z+ x yz+yz και xy z+xy z+xyz. Ξεκινώντας από τις απλοποιημένες μορφές, να υπολογίσετε τις συμπληρωματικές συναρτήσεις. i. Να απλοποιήσετε με αλγεβρικούς μετασχηματισμούς τις συναρτήσεις: f = x y z + x yz + y z και g = xy z + xz + xyz. ii. Να υπολογίσετε τις συμπληρωματικές συναρτήσεις f και g, χρησιμοποιώντας τις απλοποιημένες εκφράσεις που προέκυψαν στο (i). iii. Αποδείξτε ότι ισχύει f f=0 και g g=0, χρησιμοποιώντας τις απλοποιημένες εκφράσεις των συναρτήσεων f, g, f και g που προέκυψαν στα (i) και (ii). 5. Να απλοποιήσετε την ακόλουθη έκφραση χρησιμοποιώντας πράξεις στην άλγεβρα Boole. F = w (x y + z) + x z + w z y + w 6. Να απλοποιήσετε τη λογική συνάρτηση f(x,y,z) = xyz + yzy + yz[x+y +(yz) ] + z(x+z ) + x (y+z) χρησιμοποιώντας μόνο αλγεβρικούς μετασχηματισμούς. 7. Έστω ότι ο τελεστής για τις δυαδικές μεταβλητές a και b ορίζεται ως : a b = ab + a b Αν c = a b, τότε εξετάστε αν ισχύουν οι : a = b c, και a (bc) = 1

8. Θεωρήστε ψηφιακό σύστημα το οποίο δέχεται ως εισόδους τα σήματα a, b, c και υλοποιεί τις συναρτήσεις f1(a,b,c) = a+b c, f2(a,b) = ab + a b και f3(a,b,c) = abc + a b c + a bc. Θεωρώντας ότι υψηλό δυναμικό αντιστοιχεί στη λογική τιμή "1" και χαμηλό δυναμικό στη λογική τιμή "0", συμπληρώστε στο παρακάτω διάγραμμα τάσης χρόνου τις κυματομορφές εξόδου του συστήματος. a b c 9. Απλοποιείστε τη λογική συνάρτηση Χ του παρακάτω σχήματος, εκφράζοντας αυτή αρχικά ως άθροισμα των δύο όρων X1 και Χ2. Σχεδιάστε το λογικό κύκλωμα της απλοποιημένης συνάρτησης. A X1 B X C X2 10. Δώστε λογικά διαγράμματα για την συνάρτηση F(Χ,Υ,Ζ) = ΧΖ + ΧΥ + ΥΖ με πύλες AND, OR, και NOT μόνο με πύλες OR και NOT μόνο με πύλες AND και NOT

11. Δίνονται οι ακόλουθες κυματομορφές τάσης - χρόνου για τις 3 εισόδους A, B, και C του κυκλώματος που φαίνεται κάτω δεξιά και ζητείται να σχεδιαστούν από οι αντίστοιχες έξοδοι Y1, Y2. H υψηλή τιμή τάσης αντιστοιχεί στο λογικό 1 ενώ η χαμηλή στο λογικό 0. A Y 1 B B A C Y 2 C Y 1 Y 2 Ψηφιακές πύλες 12. Να απλοποιήσετε την παρακάτω λογική έκφραση για τη συνάρτηση F χρησιμοποιώντας άλγεβρα Boole. F = w (x y + z ) + x z + w z y + w Να αποδείξετε ότι (x z) = ( x z) = ( x z ) = ( x z) Να υλοποιήσετε την απλοποιημένη έκφραση του ερωτήματος (Α) με λογικές πύλες ως εξής: (α) με μια XNOR, μια OR και μια NAND, και (β) με μια XOR, μια AND και μια NAND. Διαθέτετε πύλες αποκλειστικά των δύο εισόδων. 13. Βρείτε τη σχέση εξόδου του παρακάτω κυκλώματος και απλοποιήστε την ώστε να δείτε με ποια γνωστή λογική πύλη ισοδυναμεί. (Υπόδειξη: Προχωρήστε διαδοχικά βρίσκοντας πρώτα τις σχέσεις για τα Ε1, Ε2, Ε3 και τελικά για την έξοδο Ε). 14. Σχεδιάστε ένα συνδυαστικό κύκλωμα το οποίο συγκρίνει δύο αριθμούς των 4 δυαδικών ψηφίων ο καθένας και η έξοδός του γίνεται 1 αν και μόνο αν οι δύο αριθμοί είναι ίσοι. Διαφορετικά η έξοδος είναι 0. 15. Να δώσετε λογικά διαγράμματα για την υλοποίηση της F = A2A1 + A2 A1 + A2A0 μόνο Με πύλες NAND Mε πύλες NOR. 16. Υλοποιείστε τη συνάρτηση F(A, B, C, D) = A Β C + A BC + AB C + B CD με το δυνατόν ελάχιστο αριθμό πυλών 2 εισόδων.

17. Για το συνδυαστικό κύκλωμα του σχήματος να υπολογίσετε τη συνάρτηση εξόδου W, να την απλοποιήσετε με αλγεβρικές πράξεις και να την υλοποιήσετε μόνο με πύλες NOR. 18. Απλοποιήστε το λογικό κύκλωμα του σχήματος και σχεδιάστε τη κυματομορφή εξόδου Χ. 19. Δίνονται οι κυματομορφές για τις εισόδους A,B,C και τις εξόδους Υ1 και Υ2 του ακόλουθου σχήματος. Βρείτε σε ποια λογική πύλη αντιστοιχούν οι "ΠΥΛΗ 1" και "ΠΥΛΗ 2" του σχήματος. 20. Δίνονται οι ακόλουθες κυματομορφές τάσης - χρόνου, όπου A, B, C είναι είσοδοι και Y είναι η έξοδος. H υψηλή τιμή αντιστοιχεί στο λογικό 1 και η χαμηλή στο λογικό 0. Βρείτε τη λογική συνάρτηση που υλοποιείται στην έξοδο Υ. Κατασκευάστε έναν αντιστροφέα χρησιμοποιώντας μόνο μια πύλη XOR δύο εισόδων. Μετασχηματίστε τη λογική συνάρτηση της εξόδου Υ ώστε το κύκλωμα να υλοποιείται χρησιμοποιώντας μόνο πύλες XOR δύο εισόδων.

Κανονικές μορφές μιας συνάρτησης 21. Είναι γνωστό ότι μια λογική συνάρτηση μπορεί να γραφεί είτε σαν άθροισμα ελαχιστόρων (SOP) είτε σαν γινόμενο μεγιστόρων (POS). Για να εξασκηθείτε λοιπόν στην άλγεβρα Boole, αποδείξτε ότι για μια συνάρτηση F(x,y,z), ισχύει Σ(2,4,5,6)=Π(0,1,3,7). 22. Βρείτε τις λογικές συναρτήσεις F(w,x,y,z) και G(w,x,y,z) που υλοποιούνται από τα κυκλώματα των παρακάτω σχημάτων. Είναι αυτές ισοδύναμες μεταξύ τους; 23. Να δώσετε τις λογικές συναρτήσεις F(w,x,y,z) και G(w,x,y,z) που υλοποιούνται από τα επόμενα λογικά διαγράμματα. Να ελέγξετε εάν είναι μεταξύ τους ισοδύναμες. w x y z F w x y z G 24. 25. Μετατρέψετε τη συνάρτηση F(A, B, C, D) = Σ(0,2,6,11,13,14) σε κανονικό γινόμενο. Μετατρέψετε τη συνάρτηση G(x,y,z) = Π(0,3,6,7) σε κανονικό άθροισμα. Να λυθεί το κάτωθι σύστημα λογικών εξισώσεων: X + Y Z = 1 X + Y + Z = 1 X Y + Z = 0 Έστω Α(Χ, Υ, Ζ) = X + Y Z Β(Χ, Υ, Ζ) = X + Y + Z C(X, Y, Z) = X Y + Z Να απλοποιήσετε την έκφραση D = A B C Να γραφεί η συνάρτηση D(X,Y,Z) ως κανονικό άθροισμα γινομένων. Να γραφεί η συνάρτηση D(X,Y,Z) ως κανονικό γινόμενο αθροισμάτων. 26. Δίνεται η συνάρτηση f(x,y,z) ως κανονικό άθροισμα γινομένων f(x,y,z)=σ(0,1,2,3,5,6) Να γραφεί ως κανονικό γινόμενο αθροισμάτων. Ξεκινώντας από την έκφραση γινομένου αθροισμάτων, απλοποιήστε την f και στη συνέχεια υλοποιείστε την με ελάχιστο αριθμό πυλών δύο εισόδων.

27. Να υλοποιηθεί η F(a,b,c,d) = Π(0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,12,14) με μία λογική πύλη. 28. Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά άλγεβρα Boole και ξεκινώντας κάθε φορά από την δεδομένη μορφή των συναρτήσεων γράψτε ως κανονικό άθροισμα και κανονικό γινόμενο τις : F (x, y, z) = (x+y) (z x) G (x, y, z) = (xy) (z+y) 29. Δίνεται η F(x,y,z) = xy + x z. Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά άλγεβρα Boole να την εκφράσετε ως κανονικό άθροισμα Ξεκινώντας από την αρχική μορφή της F και χρησιμοποιώντας αποκλειστικά άλγεβρα Boole να την εκφράσετε ως κανονικό γινόμενο. Να κατασκευάσετε τον πίνακα αληθείας της F. Να δώσετε τον πίνακα αληθείας, της συμπληρωματικής συνάρτησης F και τις κανονικές της μορφές (κανονικό άθροισμα και γινόμενο). 30. Δίνεται η G(x,y,z) = (x+z ) (y + z) Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά άλγεβρα Boole να την εκφράσετε ως κανονικό άθροισμα Ξεκινώντας από την αρχική μορφή της G και χρησιμοποιώντας αποκλειστικά άλγεβρα Boole να την εκφράσετε ως κανονικό γινόμενο. Να κατασκευάσετε τον πίνακα αληθείας της G. Να δώσετε τον πίνακα αληθείας, της συμπληρωματικής συνάρτησης G και τις κανονικές της μορφές (κανονικό άθροισμα και γινόμενο). Απλοποίηση συναρτήσεων με χάρτη Karnaugh 31. Έστω λογικό κύκλωμα στο οποίο είναι δυνατόν να εμφανιστούν ως είσοδοι μόνο οι ακέραιοι από 1 έως και 9, κωδικοποιημένοι κατά 8-4-2-1. Το κύκλωμα αυτό παράγει μια έξοδο F η οποία είναι 1 αν ο ακέραιος αριθμός της εισόδου διαιρείται ακριβώς με το 4, και μηδέν διαφορετικά. Να υλοποιηθεί το κύκλωμα με 1 πύλη των 2 εισόδων. 32. Απλοποιήστε τη λογική συνάρτηση F η οποία δίνεται ως το κανονικό άθροισμα ελαχιστόρων F(Α,Β,C,D) =Σ(0,1,2,8,9,10). Υλοποιήστε την F με δύο μόνον πύλες των δύο εισόδων η κάθε μία. 33. Ζητείται συνδυαστικό κύκλωμα με λογικές πύλες το οποίο να δέχεται ως είσοδο δύο ακέραιους αριθμούς Α και Β σε παράσταση συμπληρώματος του 2, των δύο δυαδικών ψηφίων ο καθένας και να δίνει έξοδο έναν αριθμό Υ των δύο δυαδικών ψηφίων ίσο με τον μεγαλύτερο από τους 2 αριθμούς ή με την κοινή τιμή τους όταν είναι ίσοι. Δώστε τον πίνακα αληθείας της λογικής συνάρτησης των εξόδων Υ1, Υ0. Απλοποιήστε τις συναρτήσεις και σχεδιάστε το αντίστοιχο λογικό κύκλωμα. Στη συνέχεια ξανασχεδιάστε το κύκλωμα με έξι μόνο πύλες των 2 εισόδων και 2 πύλες ΝΟΤ (και για τις 2 εξόδους). 34. Έστω ψηφιακό σύστημα τεσσάρων εισόδων x, y, z, w το οποίο δίνει στην μια και μοναδική έξοδο του "1" εάν ο αριθμός που σχηματίζεται είναι "πρώτος", διαφορετικά δίνει "0". Να σημειωθεί ότι "πρώτος" ονομάζεται ένας αριθμός που έχει δύο αποκλειστικά διαιρέτες : τον εαυτό του και τη μονάδα. Να συμπληρωθεί ο σχετικός πίνακας αληθείας. Να συμπληρωθεί πίνακας Karnaugh και να γίνει απλοποίηση της συνάρτησης.

Να σχεδιασθεί κύκλωμα χρησιμοποιώντας μόνο πύλες 2 εισόδων και αντιστροφείς. 35. Έστω κύκλωμα το οποίο δέχεται στην είσοδο τέσσερα δυαδικά ψηφία (w, x, y, z) και δίνει στην έξοδο Ε λογικό "1" όταν το πλήθος των διαδοχικών λογικών "0" των τεσσάρων δυαδικών ψηφίων είναι μεγαλύτερο ή ίσο από 2 ενώ δίνει στην έξοδο Ε λογικό "0" διαφορετικά. Κατασκευάστε τον πίνακα αλήθειας του κυκλώματος. Βρείτε την απλοποιημένη συνάρτηση εξόδου χρησιμοποιώντας χάρτη Karnaugh. Τροποποιήστε την απλοποιημένη συνάρτηση εξόδου ώστε το κύκλωμα να υλοποιείται χρησιμοποιώντας το πολύ 4 πύλες των δύο εισόδων η καθεμία (χωρίς τη χρήση πυλών NOT). Στην περίπτωση που δεν μας ενδιαφέρει το αποτέλεσμα της εξόδου όταν το πλήθος των διαδοχικών λογικών "0" είναι ίσο με 2, προσπαθείστε να υλοποιήσετε το κύκλωμα χρησιμοποιώντας μόνο μία πύλη δύο εισόδων. 36. Να σχεδιάσετε ένα συνδυαστικό κύκλωμα που να λαμβάνει ως είσοδο A τη λέξη τριών δυαδικών ψηφίων A=A2A1A0 σε αναπαράσταση κώδικα "συμπλήρωμα ως προς 2" και να παράγει μία έξοδο F. Η F θα πρέπει να γίνεται 1 αν η είσοδος είναι κατά απόλυτη τιμή μεγαλύτερη ή ίση του 2, διαφορετικά θα πρέπει να είναι 0. Ζητούνται δύο εναλλακτικές υλοποιήσεις γι αυτό το κύκλωμα : Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά πύλες NAND και Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά πύλες NOR. 37. Θεωρείστε ότι σε έναν δυαδικό κώδικα είναι επιτρεπτές μόνο οι λέξεις οι οποίες δεν έχουν σε συνεχόμενες θέσεις ψηφία με τιμή "1". Κατασκευάστε τον πίνακα αληθείας λογικής συνάρτησης G η οποία λαμβάνει την τιμή 1 αν μια λέξη μήκους τεσσάρων δυαδικών ψηφίων είναι επιτρεπτή σύμφωνα με τον κώδικα αυτό και την τιμή 0 αν δεν είναι. Απλοποιήστε τη συνάρτηση G και σχεδιάστε το αντίστοιχο λογικό κύκλωμα. Χρησιμοποιώντας ως δομικό στοιχείο το κύκλωμα του προηγούμενου υποερωτήματος και επιπλέον λογική, σχεδιάστε κύκλωμα το οποίο να ελέγχει αν μια λέξη 16 δυαδικών ψηφίων είναι επιτρεπτή σύμφωνα με τον κώδικα αυτό. 38. Η έκφραση BE + B DE είναι απλοποιημένη μορφή της έκφρασης Α BE + BCDE + BC D E + A B DE + B C DE. Έχουν χρησιμοποιηθεί στην απλοποίηση αδιάφοροι όροι; Αν ναι, ποιοι; 39. Μετατρέψετε τη συνάρτηση f(w, x, y, z) = wxy + w y z + x y + wz σε μορφή γινομένου αθροισμάτων με χρήση χάρτη Karnaugh. 40. Η κωδικοποίηση θερμομέτρου έχει ως εξής: περιλαμβάνει τη μηδενική και όσες λέξεις έχουν συνεχόμενους άσσους αρχίζοντας από την δεξιότερη θέση. Η αξία μιας έγκυρης λέξης δίνεται από το σύνολο των άσσων που περιέχει. να γράψετε σε δεκαδική μορφή την αξία όσων κωδικών λέξεων είναι έγκυρες σύμφωνα με την κωδικοποίηση αυτή από τις ακόλουθες: 001111, 000011, 010010, 000111, 000000. να σχεδιαστεί κύκλωμα που μετατρέπει κάθε έγκυρη λέξη τεσσάρων ψηφίων εκφρασμένη σε κώδικα θερμομέτρου σε δυαδική λέξη κωδικοποιημένη με βάρη ψηφίων 4, 2, 1. να σχεδιαστεί κύκλωμα που λαμβάνει ως είσοδο πληροφορία θερμοκρασίας κωδικοποιημένης ως λέξη θερμομέτρου των 12 ψηφίων και παράγει έξοδο που ενεργοποιεί συναγερμό αν η θερμοκρασία είναι μικρότερη του τέσσερα ή μεγαλύτερη ή ίση του οκτώ.

41. Να βρεθεί η απλοποιημένη λογική συνάρτηση του παρακάτω κυκλώματος και να υλοποιηθεί με τη χρήση ΜΟΝΟ πυλών NAND 2 εισόδων όχι περισσότερων από πέντε (5). Μπορείτε να βρείτε άλλη καλύτερη υλοποίηση για το ίδιο κύκλωμα με λιγότερες πύλες NAND 2 εισόδων? 42. Για κάθε μία από τις : 1. F (w, x, y, z) = Π (1, 3, 4, 7, 10, 13, 14, 15) 2. G (a, b, c, d) = Σ (0, 4, 5, 9, 11, 14, 15) + Αδιάφοροι όροι (2, 8, 13) 3. Η (k, l, m) = Σ (0, 1, 4, 6) δώστε την αποτύπωσή της σε χάρτη Karnaugh, δώστε την απλοποιημένη αλγεβρική έκφρασή της και υποδείξτε ποιες από τις ομάδες που χρησιμοποιήσατε για την απλοποίηση είναι ουσιώδεις πρώτοι συνεπαγωγοί και ποιες όχι. 43. Θέλουμε να σχεδιάσουμε ένα ψηφιακό σύστημα το οποίο να δέχεται ως είσοδο τις δυαδικές εξόδους τεσσάρων αισθητήρων Α, Β, C και D, και να διαθέτει δύο εξόδους F και G. Να σημειωθεί ότι οι αισθητήρες A και Β δεν μπορούν να λάβουν ταυτόχρονα την τιμή 0. Το ίδιο ισχύει και για τους αισθητήρες C και D. Η F πρέπει να τίθεται στο 1 όταν: Οι αισθητήρες Α και D έχουν την τιμή 1 ή Οι αισθητήρες Β και C έχουν την τιμή 1 και ταυτόχρονα ο αισθητήρας D έχει την τιμή 0. Η G πρέπει να τίθεται στο 1 όταν: Όλοι οι αισθητήρες έχουν την τιμή 1 ή Ο αισθητήρας Α έχει τιμή διαφορετική από αυτή του C ή Οι αισθητήρες Β και D έχουν την ίδια τιμή. Ζητούνται : a. Ο πίνακας αληθείας του συστήματος, b. Υλοποίηση με τον ελάχιστο αριθμό πυλών 2 εισόδων και αντιστροφέων. 44. Χρησιμοποιώντας αποκλειστικά αντιστροφείς και 2 εισόδων σχεδιάστε ένα συνδυαστικό κύκλωμα μετατροπής 4ψηφιων δυαδικών αναπαραστάσεων του κώδικα Gray σε κώδικα ΒCD. Θεωρήστε ως έγκυρες αναπαραστάσεις στον κώδικα Gray μόνο τις 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1100 και 1101. Το κύκλωμά σας θα πρέπει να θεωρεί ως άκυρους όλους τους υπόλοιπους συνδυασμούς εισόδων και να παράγει έξοδο 1111 γι αυτούς. Προσπαθήστε να ελαχιστοποιήσετε τον αριθμό των πυλών στο λογικό διάγραμμα του κυκλώματός σας.

45. Μια φωτογραφική μηχανή αυτόματης εστίασης διαθέτει κύκλωμα ελέγχου της εστίασης που παράγει δύο εξόδους X1 και X2. Οι έξοδοι αυτές προσδιορίζουν αν ο φακός είναι εστιασμένος ή όχι σύμφωνα με τον πίνακα: X1 X2 Κατάσταση 0 0 Καλή εστίαση 0 1 Εστίαση πολύ κοντά 1 0 Εστίαση πολύ μακριά Η φωτογραφική μηχανή διαθέτει άλλο ένα λογικό κύκλωμα το οποίο (μεταξύ άλλων) δέχεται ως εισόδους τα X1, X2 και παράγει (μεταξύ άλλων) τα σήματα Z1 και Z2 για τους μικροκινητήρες που εστιάζουν τον φακό. Το σήμα στην έξοδο Z1 περιστρέφει τον δακτύλιο του φακού δεξιόστροφα (εστιάζει πιο μακριά). Το σήμα στην έξοδο Z2 περιστρέφει τον δακτύλιο του φακού αριστερόστροφα (εστιάζει πιο κοντά). Όλα τα παραπάνω συμβαίνουν υπό την προϋπόθεση ότι το πλήκτρο του φωτοφράκτη είναι ελαφρά πατημένο ή τελείως πατημένο. Όταν ο φακός εστιάσει σωστά και το πλήκτρο του φωτοφράκτη πατηθεί τελείως, ανοίγει ο φωτοφράκτης. Αν ο φωτισμός είναι πολύ χαμηλός για την λειτουργία του κυκλώματος εστίασης, ο φωτοφράκτης είναι κλειδωμένος και δεν συμβαίνει τίποτε. Σχεδιάστε λογικό κύκλωμα που δέχεται τέσσερεις εισόδους: τα X1, X2 που προέρχονται από το κύκλωμα ελέγχου εστίασης και τα X3, X4 που προέρχονται από το πλήκτρο του φωτοφράκτη παίρνοντας τις τιμές του πίνακα: X3 X4 Κατάσταση 0 0 Αδράνεια 0 1 Πάτημα του πλήκτρου ελαφρά 1 0 Πάτημα του πλήκτρου τελείως και παράγει τρεις εξόδους Z1, Z2 και Z3 (άνοιγμα φωτοφράκτη). Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα: α. Καταστρώστε τον πίνακα αληθείας του κυκλώματος. β. Χρησιμοποιήστε χάρτες Karnaugh για την ελαχιστοποίηση των συναρτήσεων. γ. Σχεδιάστε το ελαχιστοποιημένο κύκλωμα. 46. Θέλουμε να σχεδιάσουμε ένα κύκλωμα το οποίο να δέχεται στην είσοδο τους φυσικούς αριθμούς Χ, με Χ[0, 9] και το οποίο να παράγει στις εξόδους του ακεραίους αριθμούς σε αναπαράσταση συμπληρώματος ως προς 2 έτσι ώστε: Αν Χ άρτιος και Χ < 5 η έξοδος να έχει την τιμή Χ-2. Αν Χ άρτιος και Χ > 4 η έξοδος να έχει την τιμή X-5. Αν Χ περιττός και Χ < 5 η έξοδος να έχει την τιμή X-3. Αν Χ περιττός και Χ > 3 η έξοδος να έχει την τιμή X-7. Ζητούνται : i. Να καθορίσετε το πεδίο τιμών της εξόδου του κυκλώματος και των αριθμό των δυαδικών σημάτων εξόδου του. ii. Να δώσετε τον πίνακα αληθείας αυτού του κυκλώματος. iii. Να εκφράσετε τις συναρτήσεις εξόδου ως κανονικά αθροίσματα. iv. Να δώσετε απλοποιημένες αλγεβρικές εκφράσεις για τις συναρτήσεις εξόδου χρησιμοποιώντας χάρτες Karnaugh για την απλοποίησή τους και v. Να δώσετε λογικό διάγραμμα για την υλοποίηση του κυκλώματος, χρησιμοποιώντας πύλες έως 3 εισόδων.

47. Συνδυαστικά MSI 48. 49. 50.

51. 52. 53. 54.

55. 56. 57. 58. 59. 60.

61. 62. 63. 64. 65. Το ψηφιακό θερμόμετρο που αγοράσατε δυστυχώς παράγει τη θερμοκρασία μόνο στη κλίμακα Kelvin. Σας δίνει δηλαδή στην έξοδο το δυαδικό αριθμό Κ ακρίβειας 16 δυαδικών ψηφίων. Ζητείται να σχεδιάσετε το λογικό διάγραμμα ενός κυκλώματος που θα παίρνει ως είσοδο το Κ και θα παράγει τη θερμοκρασία στη κλίμακα Fahrenheit. Το κύκλωμά σας θα δίνει στην έξοδο τον αριθμό F, 16 δυαδικών ψηφίων. Υπενθυμίζεται ότι ισχύει F 2 x (K 273) + 32. Στο διάγραμμά σας θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ΜΟΝΟ κυκλώματα παράλληλης πρόσθεσης ή παράλληλης αφαίρεσης των 8 δυαδικών ψηφίων. Για κάθε σταθερά που θα χρησιμοποιήσετε θα πρέπει να φαίνονται καθαρά οι τιμές κάθε δυαδικού της ψηφίου. 66. Διαθέτετε ολοκληρωμένα 7485 (ακολουθεί το σχηματικό - για λεπτομέρειες λειτουργίας δες διαφάνειες) και έως 5 λογικές πύλες των 2 εισόδων. A 3 A 2 A 1 A 0 Β 3 Β 2 Β 1 Β 0 Ι Α>Β Είσοδος Α Είσοδος Β Ι Α=Β Ι Α<Β Σας δίνονται οι αριθμοί Χ, Υ, Ζ των 4 δυαδικών ψηφίων. Δώστε λογικά διαγράμματα για κύκλωμα : Ο Α>Β Ο Α=Β Ο Α<Β

Που παράγει 1 όταν Χ = Υ = Ζ και 0 αλλιώς Που παράγει 1 όταν Χ > Υ, Ζ και 0 αλλιώς Που παράγει 1 όταν Χ > Υ > Ζ και 0 αλλιώς 67. 68.