August
1997 QUESTION 3 Total Marks: 20 Marks |
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SUGGESTED SOLUTIONS |
3. | (a) The following diagram shows an automobile alarm circuit that is used to detect certain undesirable conditions. The three switches are used to monitor the status of one of the doors, the ignition system, and the headlights. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Design a logic circuit that takes these three switches as inputs and activates the alarm when, and only when, either of the following conditions exists: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
the headlights are on and the ignition is off | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
the door is open and the ignition is on | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Your answer should consist of: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(i) a truth table | [4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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four marks for a correct table; deduct one mark for each incorrect value assigned to A, to a minimum of zero marks out of four: the presence or absence of the minterm column should not affect the marks. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[4 marks] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(ii) a complete K-map | [2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 mark for correct K-map; 1 mark for appropriate looping. Award full marks if K-map and looping is correct with respect to the truth table supplied by candidate - if candidate has made a mistake at the beginning of the question, then they should suffer for it only once. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[2 marks] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(iii) a simplified SOP expression | [2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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two marks; one for each product; again, if this is correct with respect to the K-map supplied by candidate, award the marks - they have shown how to translate a completed K-map to a sum of products | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[2 marks] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(iv) the logic diagram itself | [2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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two marks; one for the AND gates, one for the OR; again, if this is correct with respect to the product of sums supplied by candidate, award the marks - they have shown how to translate a product of sums to a logic diagram. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[2 marks] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(b) Consider the circuit shown below: | [5] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Using Boolean algebra, show how the number of gates in the circuit can be minimized. Draw the logic diagram for the minimized circuit. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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one mark for each of the above expressions (on the right) appearing the argument | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
one mark for a logic diagram that corresponds to the last line of the boolean algebra, even if that is incorrect: e.g., if candidate arrives at A + B, and then draws an OR gate, award the mark for the logic diagram | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[5 marks] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(c) Show how a NAND gate can be implemented using only multiplexers. Draw a block diagram to illustrate your answer, labelling all of the inputs and outputs clearly. | [5] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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one mark for each correct input to the circuit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[5 marks] |