數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)第六章時(shí)序邏輯電路(王

1、第六章 時(shí)序邏輯電路 6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念一、一、 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)。時(shí)序電路的特點(diǎn)：時(shí)序電路的特點(diǎn)： （1 1）含有具有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。）含有具有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。 （2 2）具有反饋通道。具有反饋通道。組合電路觸發(fā)器電路X1XiZ1ZjQ1QmD1Dm輸入信號(hào)信號(hào)輸出觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號(hào)輸出信號(hào)CP圖6.1.1 時(shí)序邏輯電路框圖一、時(shí)序

2、邏輯電路分析的一般步驟一、時(shí)序邏輯電路分析的一般步驟 1 1由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式：由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式： （1 1）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。 （2 2）時(shí)序電路的輸出方程。）時(shí)序電路的輸出方程。 （3 3）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。 2 2將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得時(shí)序邏輯電路將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程。的狀態(tài)方程。 3 3根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫出根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時(shí)序圖。狀態(tài)圖或時(shí)序圖。 4根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時(shí)

3、序邏輯電路的邏輯功根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。能。6.2 6.2 時(shí)序邏輯電路的一般分析方法時(shí)序邏輯電路的一般分析方法二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例1：試分析下圖所示的時(shí)序邏輯電路。試分析下圖所示的時(shí)序邏輯電路。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可以不寫。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可以不寫。（1）寫出輸出方程：）寫出輸出方程： 1J1KC11J1KC11Q0QCPXZ=1=1=1&FF1FF011nnQQXZ01)(nQXJ1010KnQXJ0111K （2 2）寫出驅(qū)動(dòng)方程：）寫出驅(qū)動(dòng)方程：（3）寫出）寫出

4、JK觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：（4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖 當(dāng)當(dāng)X=0時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：由此作出狀態(tài)表及狀態(tài)圖。由此作出狀態(tài)表及狀態(tài)圖。1Q0Q000110/0/0/1 X=0時(shí)的狀態(tài)圖nnnnnQQXQKQJQ01000010)(nnnnnQQXQKQJQ10111111)(nnnQQQ0110nnnQQQ1011nnQQZ01當(dāng)當(dāng)X=1時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸

5、發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：由此作出狀態(tài)表及狀態(tài)圖。由此作出狀態(tài)表及狀態(tài)圖。將將X=0與與X=1的狀態(tài)圖合并的狀態(tài)圖合并 起來得完整的狀態(tài)圖。起來得完整的狀態(tài)圖。0001100/00/00/11/11/01/0nnnQQQ0110nnnQQQ1011nnQQZ01 X=1時(shí)的狀態(tài)圖1Q Q0001001/1/0/0根據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖，可畫出在根據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖，可畫出在CP脈沖作用下電路的時(shí)序圖。脈沖作用下電路的時(shí)序圖。（5 5）畫時(shí)序波形圖。）畫時(shí)序波形圖。0001100/00/00/11/11/01/01Q0QXCPZ（6 6）邏輯功能分析：）邏輯功能分析：當(dāng)當(dāng)X

6、=1=1時(shí)，按照減時(shí)，按照減1 1規(guī)律從規(guī)律從1001001010010010循環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為0000狀態(tài)（最小數(shù)）時(shí)，輸出狀態(tài)（最小數(shù)）時(shí)，輸出Z=1=1。該電路一共有該電路一共有3 3個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)0000、0101、1010。當(dāng)當(dāng)X=0=0時(shí)，按照加時(shí)，按照加1 1規(guī)律規(guī)律從從0001100000011000循環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為1010狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，輸出輸出Z=1=1。所以該電路是一個(gè)可控的所以該電路是一個(gè)可控的3 3進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。0/00001100/00/11/11/01/0例1 完整的狀態(tài)圖CP1 1

7、= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由0101時(shí)，時(shí)，Q1 1才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例2：試分析下圖所示的時(shí)序邏輯電路試分析下圖所示的時(shí)序邏輯電路該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：（1 1）寫出各邏輯方程式。）寫出各邏輯方程式。時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：CP0 0= =CP （時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。（時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。）輸出方程：輸出方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：（3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。（2）將各驅(qū)動(dòng)方程代入）將各驅(qū)動(dòng)方程代入D觸發(fā)

8、器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：1111nnQDQnnQDQ0010（CP由由01時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） （Q0由由01時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） （4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。（5 5）邏輯功能分析）邏輯功能分析 由狀態(tài)圖可知：該電路一共有由狀態(tài)圖可知：該電路一共有4個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)00、01、10、11，在時(shí)，在時(shí)鐘脈沖作用下，按照減鐘脈沖作用下，按照減1規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個(gè)規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個(gè)4進(jìn)制減進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，法計(jì)數(shù)器，Z是借位信號(hào)。是借位信號(hào)。Q/0/0/110111000Q/001Z1QCPQ0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器用

9、以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖CPCP個(gè)數(shù)的電路。個(gè)數(shù)的電路。 6.3 6.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的分類：計(jì)數(shù)器的分類：（2 2）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。（1 1）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3 3）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。 一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、二

10、進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 （1 1）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（4 4位）位） 工作原理：工作原理： 4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 每當(dāng)每當(dāng)Q2由由1變變0，F(xiàn)F3向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。 每來一個(gè)每來一個(gè)CP的下降沿時(shí)，的下降沿時(shí)，F(xiàn)F0向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q0由由1變變0，F(xiàn)F1向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q1由由1變變0，F(xiàn)F2向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1

11、RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ用用“觀察法觀察法”作出該電路的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。作出該電路的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。 由時(shí)序圖可以看出，由時(shí)序圖可以看出，Q0 0、Ql、Q2 2、Q3 3的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖( (CP) )周周期的期的2 2倍、倍、4 4倍、倍、8 8倍、倍、1616倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。CPQ0Q1Q2Q3（2 2）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器用用4 4個(gè)上升沿觸發(fā)的個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。工作原理工作原理：D

12、觸發(fā)器也都接成觸發(fā)器也都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的Q端與相鄰高位觸發(fā)器端與相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從Q端取借位信號(hào)。端取借位信號(hào)。 它也同樣具有分頻作用。它也同樣具有分頻作用。C1CPFF31DQ3計(jì)數(shù)脈沖QRQ31DQQ22FFC1R2Q1DQQ11FFC1R1Q1DQQ00FFC1R0Q清零脈沖CR二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必

13、須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。為了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。為了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。 231 0QQQ Q0000111111101101110010111001101010000111011001010100001100100001CPQ0Q1Q2Q32 2二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（1 1）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器由于該計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強(qiáng)，只需用由于該計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強(qiáng)，只需用“觀察法觀察法”就可設(shè)計(jì)出電路：就可設(shè)計(jì)出電路

14、：因?yàn)槭且驗(yàn)槭恰巴酵健狈绞剑绞?，所以將所有觸發(fā)器的所以將所有觸發(fā)器的CPCP端連在一起，接計(jì)端連在一起，接計(jì)數(shù)脈沖。數(shù)脈沖。 然后分析狀態(tài)圖，然后分析狀態(tài)圖，選擇適當(dāng)?shù)倪x擇適當(dāng)?shù)腏KJK信號(hào)。信號(hào)。1KR3FFC1Q1JRFFQC1C12FFC1CP1RQQ0&21KFF&3清零脈沖1JQ&計(jì)數(shù)脈沖RQ&1KQ1J11J1KQ0CR分析狀態(tài)圖可見：分析狀態(tài)圖可見：FF0 0：每來一個(gè)：每來一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選J0 0= =K0 0=1=1。FF1 1：當(dāng)：當(dāng)Q0 0=1=1時(shí)，來一個(gè)時(shí)，來一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)

15、翻轉(zhuǎn)一次。所以選向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選J1 1= =K1 1= = Q0 0 。FF2 2：當(dāng)：當(dāng)Q0 0Q1 1=1=1時(shí)，時(shí)， 來一個(gè)來一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選J2 2= =K2 2= = Q0 0Q1 1FF3 3： 當(dāng)當(dāng)Q0 0Q1 1Q3 3=1=1時(shí)，時(shí)， 來一個(gè)來一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選以選J3 3= =K3 3= = Q0 0Q1 1Q3 31（2 2）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器分析分析4 4位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要將位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表，很容

16、易看出，只要將各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程改為：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程改為：將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來，并引入一加將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來，并引入一加/ /減控制信號(hào)減控制信號(hào)X便構(gòu)成便構(gòu)成4 4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：就構(gòu)成了就構(gòu)成了4 4位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器。w（3 3）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)X=1時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F1FF3中的各中的各J、K端分別與低位各觸發(fā)端分別與低位各觸發(fā)器的器的Q端相連，作加法計(jì)數(shù)。端相連，作加法計(jì)數(shù)。 作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖：

17、作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖： 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)X=0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F1FF3中的各中的各J、K端分別與低位各觸發(fā)端分別與低位各觸發(fā)器的器的 端相連，作減法計(jì)數(shù)。端相連，作減法計(jì)數(shù)。兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。QR02Q11JQCRRQFF清零脈沖FFC10C11K1K計(jì)數(shù)脈沖1K1QC12RCPQ1J1FF1J1J1KQR3C1FF3Q&111X 加/減控制信號(hào)Q3 3集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例 （1 1）4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器7416174161RC1&Q1J1K&13Q&Q&

18、amp;RC11J1K&12Q&Q&RC11J1K&11Q&Q&RC11J1K&10Q0D1&1EPET11D2D3DCPLDRDRCO 異步清零。異步清零。w7416174161具有以下功能：具有以下功能： 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 同步并行預(yù)置數(shù)。同步并行預(yù)置數(shù)。RCO為進(jìn)位輸出端。為進(jìn)位輸出端。 保持。保持。41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74161891011121413RD3DDLEPETQ0RCOQCPQ0Q21Q3LDRDDD0D21D3EPETRCO121314150120清零異步同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)

19、保持（2）4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74191LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q7419141235671516Vcc741918910111214133D0Q1GNDD1EN D/UQ3Q2QD2LDMAX/MINRCOCP0D二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模N計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。當(dāng)當(dāng)N=2n時(shí)，就是前面討論的時(shí)，就是前面討論的n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；當(dāng)當(dāng)N2n時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1 1 8

20、4218421BCD碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器QQ1KR1J2QC10C111JFFRQ計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖CR0Q1JRFFQ11KC13FF1KRFFC1CP2Q1Q1K1J3&用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程：）寫出驅(qū)動(dòng)方程：10J10KnnQQJ031nQK01nnQQJ012nnQQK012nnnQQQJ0123n03QK 然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：（2）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程：）

21、轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程： 先寫出先寫出JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnQQJ03110J10KnQK01nnQQJ012nnQQK012nnnQQQJ0123n03QK nnnQKQJQ1nnnnQQKQJQ0000010nnnnnnnnQQQQQQKQJQ10103111111nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ201201222212nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ303012333313（3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為Q3 3Q2 2Q1 1Q0 0=0000=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如下表所示。得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如下表

22、所示。（4 4）作狀態(tài)圖及時(shí)序圖。）作狀態(tài)圖及時(shí)序圖。2310QQQ Q0000100001000011000100101001010101100111CPQ0Q1Q2Q312345678910（5）檢查電路能否自啟動(dòng)）檢查電路能否自啟動(dòng) 用同樣的分析的方法分別求出用同樣的分析的方法分別求出6種無效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)種無效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖?？梢?，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)。轉(zhuǎn)換圖?？梢?，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)。 由于電路中有由于電路中有4個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有16種。而在種。而在8421BCD碼碼計(jì)數(shù)器中只用了計(jì)數(shù)器中只用了10種，稱為有效狀態(tài)

23、。其余種，稱為有效狀態(tài)。其余6種狀態(tài)稱為無效狀態(tài)。種狀態(tài)稱為無效狀態(tài)。 當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有自啟動(dòng)自啟動(dòng)能力能力。231 0QQQ Q0000100001000011000100101001010101100111101010111101110011111110有效循環(huán)2 2集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例（1 1）84218421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器碼同步加法計(jì)數(shù)器74160741603Q2QETCP0D

24、1D2D3DRCO1Q0Q7416041235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74160891011121413RD3DDLEPETQ0RCOEPRDDL（2 2）二）二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器7429074290二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP1 1，輸出端為，輸出端為Q0 0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP2 2，輸出端為，輸出端為Q1 1、Q2 2、Q3 3。7429074290包含一個(gè)獨(dú)立的包含一個(gè)獨(dú)立的1 1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

25、如果將如果將Q0 0與與CP2 2相連，相連，CP1 1作時(shí)鐘脈沖輸入端，作時(shí)鐘脈沖輸入端，Q0 0Q3 3作輸出端，則作輸出端，則為為84218421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。RQC1C1RQC11KCPR1K1J1J1J1J1KQ1KRC1Q&SS&3Q0Q1QQ220(1)R0(2)R9(1)R9(2)1CPR 7429074290的功能：的功能： 異步清零。異步清零。 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 異步置數(shù)（置異步置數(shù)（置9 9）。）。 4123567891011121314GNDVcc74LS2909(1)NC9(2)NC0(1)0(2)21Q3Q0Q1Q2CPCPRRR

26、R三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（1 1）同步級(jí)聯(lián)。）同步級(jí)聯(lián)。例例1 1：用兩片：用兩片4 4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器7416174161采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的8 8位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為161616=25616=256。1 1計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74161(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74161(2)L21ETQDQR2DEP111計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖0132Q Q Q Q4576Q Q Q Q（2 2）異步級(jí)聯(lián)）異步級(jí)聯(lián) 例例2：用兩片：用兩片

27、74191采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成8位二進(jìn)制位二進(jìn)制異步可逆計(jì)數(shù)器。異步可逆計(jì)數(shù)器。LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q74191(2)LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q74191(1)計(jì)數(shù)脈沖D/UENL0132Q Q Q QQ6Q7Q4Q5D（3）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位/借位端借位端有的集成計(jì)數(shù)器沒有進(jìn)位有的集成計(jì)數(shù)器沒有進(jìn)位/借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)Q3、Q2、Q1、Q0產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位/借位。借

28、位。例例3：如用兩片：如用兩片74290采用異步級(jí)聯(lián)方式組成的二位采用異步級(jí)聯(lián)方式組成的二位8421BCD碼十碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 模為模為1010=1003Q2Q1Q0Q74290(1)CP1CP2R0(2)R0(1)R9(1)9(2)RQ0Q12QQ374290(2)CP1CP20(2)RR0(1)9(1)RR9(2)計(jì)數(shù)脈沖置數(shù)脈沖清零脈沖個(gè)位輸出十位輸出01Q2QQ3Q01Q2QQ3Q2 2組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器（1）異步清零法）異步清零法 異步清零法適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。異步清零法適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例例4：用集成計(jì)數(shù)器：用集成

29、計(jì)數(shù)器74160和與非門組成的和與非門組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。QDQ1074160Q32Q3DETQ10Q211CPLD31DQEPQ計(jì)數(shù)脈沖RCO20DRD&Q0Q0000Q00010100001100102100101100101100010111Q3（2）同步清零法）同步清零法同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例例5：用集成計(jì)數(shù)器：用集成計(jì)數(shù)器74163和與非門組成的和與非門組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器。QDRETEP74163DRCO33QD211QL010QDCPDD1計(jì)數(shù)脈沖2&0132Q Q Q Q3

30、Q0010000000011Q0001Q1Q010020101（3）異步預(yù)置數(shù)法）異步預(yù)置數(shù)法異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例例6：用集成計(jì)數(shù)器：用集成計(jì)數(shù)器74191和與非門組成的余和與非門組成的余3碼碼10進(jìn)制計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器。LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q7419100計(jì)數(shù)脈沖&Q30QQ21Q1100011001101001101002Q11011QQQ3010101111001011010001010（4）同步預(yù)置數(shù)法）同步預(yù)置數(shù)法同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)

31、器。同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例例7：用集成計(jì)數(shù)器：用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門組成的和與非門組成的7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。QDRETEP74160DRCO33QD211QL010QDCPDD1計(jì)數(shù)脈沖200111Q30QQ21Q3Q0101000110111Q0100Q1Q1000210010110例例8 8 用用7416074160組成組成4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成100100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 然后再用異步清零法組成了然后再用異步清零法組成了4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：解：因?yàn)橐?/p>

32、為N4848，而，而7416074160為模為模1010計(jì)數(shù)器，所以要用兩片計(jì)數(shù)器，所以要用兩片7416074160構(gòu)成構(gòu)成此計(jì)數(shù)器。此計(jì)數(shù)器。3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74160(2)L21ETQDQR2DEP1計(jì)數(shù)脈沖&113 3組成分頻器組成分頻器 前面提到，模前面提到，模N計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖頻率的脈沖頻率的1/1/N，因此可用模，因此可用模N計(jì)數(shù)器組成計(jì)數(shù)器組成N分頻器。分頻器。解：解： 因?yàn)橐驗(yàn)?2768=232768=21515，經(jīng)，經(jīng)

33、1515級(jí)二分頻，就可獲得頻率為級(jí)二分頻，就可獲得頻率為1 1Hz的脈沖的脈沖信號(hào)。因此將四片信號(hào)。因此將四片7416174161級(jí)聯(lián)，從高位片（級(jí)聯(lián)，從高位片（4 4）的）的Q2 2輸出即可。輸出即可。例例9 9 某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為3276832768Hz，用，用7416174161組成分頻器，將其分頻為頻率為組成分頻器，將其分頻為頻率為1 1Hz的脈沖信號(hào)。的脈沖信號(hào)。D13DD3DCPQ Q00RCO74161(4)L21ETQDQR2DEP1RRCO0CP0D3DDD1QQETQ3DQEPL1D1274161(3)2QCP332Q1

34、EP74161(2)D0D2DQD10QDRETLRCOD3RQ1DQDCP0EPD1L2D1RCO3ETDQD074161(1)2Q111111ff=1Hz=32768Hz4 4組成序列信號(hào)發(fā)生器組成序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)序列信號(hào)在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號(hào)在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號(hào)。例例10：用：用74161及門電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。及門電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。其中其中74161與與G1構(gòu)成了一個(gè)模構(gòu)成了一個(gè)模5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 ，因此，這是一個(gè)，因此，這是一個(gè)01010序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度P=5。6.4 6.4 數(shù)碼寄存器與

35、移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器集成數(shù)碼寄存器集成數(shù)碼寄存器74LSl75 ：一、一、 數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件1DRC1FFQ01DRC1QQR1DC1QRC11D0Q0Q1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1CPDD3012DD1DR7474LS175175的功能的功能: :RD是異步清零控制端。是異步清零控制端。D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端。為時(shí)鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。是并行數(shù)據(jù)輸出端。二、移位寄存器二、移位寄存器 移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖

36、不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1 1位。位。1 1單向移位寄存器單向移位寄存器 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3 設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為00000

37、000，串行輸入數(shù)碼，串行輸入數(shù)碼D DI I=1101=1101，從，從高位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：高位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3右移寄存器的時(shí)序圖：右移寄存器的時(shí)序圖： 由于右移寄存器移位的方向?yàn)橛捎谟乙萍拇嫫饕莆坏姆较驗(yàn)镈IQ0 0Q1 1Q2 2Q3 3，即由低，即由低位向高位移，所以又稱為位向高位移，所以又稱為上移寄存器上移寄存器。 在在4 4個(gè)移位脈沖作用下，輸入的個(gè)移位脈沖作用下，輸入的4 4位串行數(shù)碼位串行數(shù)碼1101110

38、1全部存入了全部存入了寄存器中。寄存器中。這種輸入方式稱為這種輸入方式稱為串行輸入方式串行輸入方式。CPQ0Q1Q21234567893QID1110（2 2）左移寄存器）左移寄存器 2 2 雙向移位寄存器雙向移位寄存器 將右移寄存器和左移寄存器組合起來，并引入一控制端將右移寄存器和左移寄存器組合起來，并引入一控制端S便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。1DC1RQ1DQRC1Q1D1DC1C1RQRCPCRD01DFF0FF1

39、FF23FF20并 行 輸 出3QQ1QQID串行輸入串行輸出2D3D當(dāng)當(dāng)S=1時(shí)，時(shí)，D0=DSR、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2，實(shí)現(xiàn)右移操作；，實(shí)現(xiàn)右移操作；其中，其中，DSR為右移串行輸入端，為右移串行輸入端，DSL為左移串行輸入端。為左移串行輸入端。當(dāng)當(dāng)S=0時(shí)，時(shí)，D0=Q1、D1=Q2、D2=Q3、D3=DSL，實(shí)現(xiàn)左移操作。，實(shí)現(xiàn)左移操作。RFF1DC13Q&1R1DC12FFQ&1R1DC11FFQ&1FF&C1R01DQ1111QQQQ1302CPCR串行輸入SLD（左移）串行輸入DSR（右移）串行輸出DOR（右移）串行輸出DOL（左移）

40、移位控制SS=1：右移S=0：左移并 行 輸 出三、集成移位寄存器三、集成移位寄存器741947419474194為四位雙向移位寄存器。為四位雙向移位寄存器。Q0和和Q3分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，Q0、Q1、Q2和和Q3為為并行輸出端。并行輸出端。DSL 和和DSR分別是左移和右移串行輸入。分別是左移和右移串行輸入。D0、D1、D2 2和和D3是并行輸是并行輸入端。入端。0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q7419441235671516D0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74194891011121413RD3D0SQ0SRDCPSLSR01SRSLS1C

41、PDDDD74194的功能表：的功能表：四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器 1. 環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器 環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)： 電路簡(jiǎn)單，電路簡(jiǎn)單，N位移位寄存器可以計(jì)位移位寄存器可以計(jì)N個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)器。狀態(tài)計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為為1的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q74194SRDCPDSLSRD01111000START0Q31000Q0100Q2Q0010100012扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，

42、可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。 一般來說，一般來說，N位移位寄存器可以組成模位移位寄存器可以組成模2N的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級(jí)輸出反相后，接到串行輸入端。只需將末級(jí)輸出反相后，接到串行輸入端。QD1SR013SQQSSLD74194DRDDCPQ02D1D32010清零Q100000012QQ00000300111Q11000111111011116.5 6.5 同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法1 1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟（

43、3 3）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。（1 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。（2 2）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）。）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）。（4 4）選擇觸發(fā)器的類型。）選擇觸發(fā)器的類型。（5 5）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)

44、方程。（6 6）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫出邏輯圖。）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫出邏輯圖。（7 7）檢查電路能否自啟動(dòng)。檢查電路能否自啟動(dòng)。2 2同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)舉例同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)舉例例例1 1 設(shè)計(jì)一個(gè)同步設(shè)計(jì)一個(gè)同步5 5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（2 2）狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。）狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。(1(1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。該狀態(tài)圖不須化簡(jiǎn)。畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。該狀態(tài)圖不須化簡(jiǎn)。S0S1S2S3S4（3 3）選擇觸發(fā)器。選用）選擇觸發(fā)器。選用JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。（4 4）求各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和進(jìn)位輸出方程。）求各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程

45、和進(jìn)位輸出方程。 列出列出JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表，畫出電路的次態(tài)卡諾圖。，畫出電路的次態(tài)卡諾圖。Q Q10n n2Qn10000111100010101000110001n2Q1n1Q1n0Q根據(jù)次態(tài)卡諾圖和根據(jù)次態(tài)卡諾圖和JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：Qn1Q0n2Qn10J200QnnQ1 02=J0001111010nQ12nQ Qn02KK =2001011010111Q Q10n n2Qn1000011110001010100011000Q Q10n n2Qn1000011110001010100011000nQ112n

46、Q Qn01J0nQ0J =10010110101011000211n0QQ1nQ00n1K1100n=Q1KnQ12nQ Qn00J0010110101011000211n0QQ1nQ0n0K1111012n=Q0JK0=1再畫出輸出卡諾圖再畫出輸出卡諾圖 可得電路的輸出方程：可得電路的輸出方程：（5） 將各驅(qū)動(dòng)方程與輸出方程歸將各驅(qū)動(dòng)方程與輸出方程歸納如下：納如下：（6 6）畫邏輯圖。）畫邏輯圖。100111YQ01QQ0nn1n20010000QC1C1Q1K1J1J1J1K1KC1Q&2Q0QQ1CPY進(jìn)位輸出利用邏輯分析的方法畫出電路完整的狀態(tài)圖。利用邏輯分析的方法畫出電路完

47、整的狀態(tài)圖。（7）檢查能否自啟動(dòng)）檢查能否自啟動(dòng)可見，如果電路進(jìn)入無效狀態(tài)可見，如果電路進(jìn)入無效狀態(tài)101、110、111時(shí)，在時(shí)，在CP脈沖作用下，脈沖作用下，分別進(jìn)入有效狀態(tài)分別進(jìn)入有效狀態(tài)010、010、000。所以電路能夠自啟動(dòng)。所以電路能夠自啟動(dòng)。0QQ1Q2/Y000001010011100/0/0/0/0/1/1101/1110111/13一般時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例一般時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例 典型的時(shí)序邏輯電路具有外部輸入變量典型的時(shí)序邏輯電路具有外部輸入變量X，所，所以設(shè)計(jì)過程要復(fù)雜一些。以設(shè)計(jì)過程要復(fù)雜一些。S0 0初始狀態(tài)或沒有收到初始狀態(tài)或沒有收到1 1時(shí)的狀態(tài)；時(shí)的狀態(tài)

48、； 例例2 2 設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器。該檢測(cè)器有一個(gè)輸入端設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器。該檢測(cè)器有一個(gè)輸入端X，它，它的功能是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)連續(xù)輸入三個(gè)的功能是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)連續(xù)輸入三個(gè)1 1（以及三個(gè)以（以及三個(gè)以上上1 1）時(shí)，該電路輸出）時(shí)，該電路輸出Y=1=1，否則輸出，否則輸出Y=0=0。 解：解： （1 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài): :：S2 2連續(xù)收到兩個(gè)連續(xù)收到兩個(gè)1 1后的狀態(tài)；后的狀態(tài)；S1 1收到一個(gè)收到一個(gè)1 1后的狀態(tài)；后的狀態(tài)；S3 3連續(xù)收到三個(gè)連續(xù)收到三個(gè)1 1（以及三個(gè)以上（以及三個(gè)以上1 1）后的狀態(tài)。）后的狀態(tài)。 （3

49、3）狀態(tài)化簡(jiǎn)。）狀態(tài)化簡(jiǎn)。 觀察上圖觀察上圖可知，可知，S2和和S3是是等價(jià)狀態(tài)，所以將等價(jià)狀態(tài)，所以將S2和和S3合并，并用合并，并用S2表示，得簡(jiǎn)表示，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖化狀態(tài)圖:（2 2）根據(jù)題意可畫出）根據(jù)題意可畫出原始狀態(tài)圖：原始狀態(tài)圖：S0S1S2S3X/YS0/00/00/01/01/01/11/10/0S2SS10X/YS0/00/01/01/00/01/1 （4 4）狀態(tài)分配。）狀態(tài)分配。 該電路有該電路有3個(gè)狀態(tài)，可以用個(gè)狀態(tài)，可以用2位二進(jìn)制代碼組合（位二進(jìn)制代碼組合（00、01、10、11）中的中的 三個(gè)代碼表示。本例取三個(gè)代碼表示。本例取S0=00、S1=01、S2=11。

50、（5 5）選擇觸發(fā)器。）選擇觸發(fā)器。 本例選用本例選用2 2個(gè)個(gè)D觸發(fā)器。觸發(fā)器。1/00/01/00/00/0X/Y1/1Q1Q0000111例2 編碼后的狀態(tài)圖（6 6）求出狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程）求出狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。列出列出D觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表、觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表、畫出電路的次態(tài)和輸出卡諾圖。畫出電路的次態(tài)和輸出卡諾圖。由輸出卡諾圖可得電路的輸出方程：由輸出卡諾圖可得電路的輸出方程：根據(jù)次態(tài)卡諾圖和根據(jù)次態(tài)卡諾圖和D D觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：由各由各驅(qū)動(dòng)卡諾圖可得電路的驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)卡諾圖可得電路的驅(qū)動(dòng)方程：0Q0n1

51、011000D0D=0100n1Q111QnX011X1Q110010X0n010010Q0nD01110D =X（7 7）畫邏輯圖）畫邏輯圖 根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程，畫出邏輯圖根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程，畫出邏輯圖。（8 8）檢查能否自啟動(dòng)。）檢查能否自啟動(dòng)。0/01/0100/001Q1/10/0111/11/01X/Y0000/0QQ0C11DQC11DQX&CPQ1Y&二、異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法二、異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)比同步電路多一步，即比同步電路多一步，即求各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程求各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。（1 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定7 7個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)S0 0S6 6。進(jìn)行狀態(tài)編碼后，列出。進(jìn)行狀態(tài)編碼后，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表