【写在前面】
电路与电子学好像是从2020级开设的课程，故实际上目前只有2020与2021两个年级考过期末考试。
本份卷子的参考性很高，这是2020级的期末考卷。题目都是很典型的，每一道题都值得仔细研究透。
特别注意：看得懂答案跟写得出来不是一回事，复习时写出来和考场上写出来又不是一回事。
由于当时自己做的答案未及时整理，已经散佚不可考。故不附答案，读者可以自己试做，整理答案。
这张卷子有一道模拟电路的题目，根据老师划定考不考来决定做不做。
一、（5 分）
用 Verilog 三进程法设计一个同步时序电 路，该电路有两个输入 RDY 和 Reset ，一个输出 Z ， 其状态图如右图所示。
二、（10 分）
用两个 4 位行波加法器和适当的逻辑门设
计一个 4 位十进制加法器。加数、被加数以及结果均用 8421 码表示。要求画出电路图，
并给出必要的说明。行波加法器可以用符号表示。（提示：可先考虑把加数和被加数直接
相加，然后再对结果进行修正）
三、（共 15 分）
重新设计下图所示电路以减少成本。
1 、做出这个电路的状态表，并将每个状态编码用一个字母来表示。在原设计中状态
Y1Y2Y3 为 100 和 111 未被使用。（ 5 分）
2 ）检查并合并等价状态。（ 5 分）
3 ）对状态进行赋值（使得输出是某一个状态变量），并写出触发器激励方程和电路
输出方程。（ 5 分）
四、（共 20 分）
两位输入 XY 按照" 00, 01, 11, 10" 的顺序输入，其中任意一个组合可以重复任意
次，而且" 10" 是最后出现的输入组合。设计一个 Moore 型序列检测器，当出现这样的输
入序列时，电路的输出 Z 为 1 。要求：
1 、做出电路的 状态机图 ；（ 5 分）
2 、做出用 表达式表示 的状态表；（ 9 分）
3 、使用 D 触发器，并采用单热点编码法进行状态分配（可以不考虑未用状态），写
出各个触发器的激励方程和电路的输出方程；（ 6 分）
五、（共15 分）
针对下图所示的反相放大电路一般化模型，计算电压增益 v o / v s ，并求出当 R i → ∞、
R o → 0 、 A → ∞时，电压增益的简化形式。这个简化的表达式与理想反相放大电路的电压增
益表达式有何不同？
六、（共 10 分）
分析下图所示电路的同步问题。设电路当前状态 Q1Q2Q3 为 111 ， XY 的当前值
为 10 。
1 、如果 XY 在远离时钟有效跳变时从 10 变为 01 ，电路的下一状态是什么？（ 3 分）
2 、若 X 在远离时钟有效跳变时从 1 变为 0 ， Y 在离时钟有效跳变很近时从 0 变为 1 ，
电路的下一状态可能出现什么异常？（ 5 分）
3 、如何才能比较好地解决异常问题？（ 2 分）
七、（共 15 分）
用迭代法设计一个比较两个 4 位无符号数 A 和 B 的组合逻辑电路。如果 A≥B ，
则输出 Z=1 ，否则 Z=0 。对两个 1 位数进行比较的单元电路由下图所示的一个 FPGA 逻辑
块实现。要求：
1 、列出单元电路的真值表；（ 5 分）
2 、确定单元电路对应 FPGA 逻辑块各个控制位的值。 （ 6 分）
3 、画出整个电路的逻辑图，其中 FPGA 逻辑块仅用符号表示即可。（ 4 分）
八、（共10 分）
用逻辑门、多路复用器和 D 触发器设计一个 4 位计数器，功能要求如下表所示。
要求画出计数器中某一级（某一位）的逻辑图。
