以及邏輯功能的描述方法；2.同步時(shí)序邏輯電路的分析方法

1、1本章的重點(diǎn)：本章的重點(diǎn)： 1 1時(shí)序邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)，時(shí)序邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)，以及邏輯功能的描述方法；以及邏輯功能的描述方法； 2 2同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法；同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法； 3 3常用的中規(guī)模集成時(shí)序邏輯電路器件的應(yīng)用。常用的中規(guī)模集成時(shí)序邏輯電路器件的應(yīng)用。本章的難點(diǎn)：本章的難點(diǎn)： 本章難點(diǎn)是同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方本章難點(diǎn)是同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法既是本法。同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法既是本章的一個(gè)難點(diǎn)，又是一個(gè)重點(diǎn)。這些方法不僅適用于章的一個(gè)難

2、點(diǎn)，又是一個(gè)重點(diǎn)。這些方法不僅適用于用中小規(guī)模器件設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路，而且也是第八章用中小規(guī)模器件設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路，而且也是第八章中使用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路所必須具備中使用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路所必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)。的基礎(chǔ)知識(shí)。第五章第五章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路2第五章第五章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、定義：任一時(shí)刻電路的穩(wěn)定輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入一、定義：任一時(shí)刻電路的穩(wěn)定輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)，或者說(shuō)，還與以前的輸入信號(hào)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)，或者說(shuō)，還與以前的輸入有關(guān)。有關(guān)。結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)

3、：1. 必須包含存儲(chǔ)器，通常還包含組合電路；必須包含存儲(chǔ)器，通常還包含組合電路； 2.存儲(chǔ)器的輸出狀態(tài)必須反饋到組合電路的輸入端。存儲(chǔ)器的輸出狀態(tài)必須反饋到組合電路的輸入端。CP ai bi ci-1(Q) si ci(D) 0 a0 b0 0 s0 c01 a1 b1 c0 s1 c12 a2 b2 c1 s2 c2由此可歸納出時(shí)序電路的框圖：由此可歸納出時(shí)序電路的框圖：3二二 、時(shí)序電路的框圖時(shí)序電路的框圖外外部部輸輸入入外外部部輸輸出出原狀態(tài)原狀態(tài): qn1qnl新?tīng)顟B(tài)：新?tīng)顟B(tài)：qn 11qnl1三、描述其邏輯功能的方程組三、描述其邏輯功能的方程組驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程狀狀態(tài)態(tài)變變量量輸出方程

4、輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程狀態(tài)用狀態(tài)用qlq1表示。表示。4四、時(shí)序電路的分類(lèi)四、時(shí)序電路的分類(lèi) 同步時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序邏輯電路：電路中所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都在同一：電路中所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都在同一 時(shí)鐘信號(hào)的同一邊沿發(fā)生。時(shí)鐘信號(hào)的同一邊沿發(fā)生。 異步時(shí)序邏輯電路異步時(shí)序邏輯電路：不滿(mǎn)足同步時(shí)序邏輯電路的條件。：不滿(mǎn)足同步時(shí)序邏輯電路的條件。 不在同一時(shí)鐘邊沿翻轉(zhuǎn)；不在同一時(shí)鐘邊沿翻轉(zhuǎn)； 沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)。沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)。按輸出信號(hào)的特點(diǎn)分按輸出信號(hào)的特點(diǎn)分，可分為，可分為米利型米利型（Mealy）和）和 穆?tīng)栃湍聽(tīng)栃停∕oore）兩種。）兩種。米利型米利型：輸出信號(hào)與電路的狀態(tài)和輸入變量都有關(guān)

5、。：輸出信號(hào)與電路的狀態(tài)和輸入變量都有關(guān)。穆?tīng)栃湍聽(tīng)栃停狠敵鲂盘?hào)只取決于電路的狀態(tài)。：輸出信號(hào)只取決于電路的狀態(tài)。（電路可能沒(méi)有輸入信號(hào)）。（電路可能沒(méi)有輸入信號(hào)）。按電路中觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)可分為：按電路中觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)可分為：同步時(shí)序邏輯電路；同步時(shí)序邏輯電路；異步時(shí)序邏輯電路。異步時(shí)序邏輯電路。5五、本章重點(diǎn)五、本章重點(diǎn) 時(shí)序電路的分析；時(shí)序電路的分析； 時(shí)序電路的設(shè)計(jì)；時(shí)序電路的設(shè)計(jì)； 常用電路。常用電路。包括同步和異步時(shí)序電路，包括同步和異步時(shí)序電路，以同步電路為重點(diǎn)以同步電路為重點(diǎn)只要求同步電路的設(shè)計(jì)；只要求同步電路的設(shè)計(jì)；包括計(jì)數(shù)器和串行數(shù)據(jù)包括計(jì)數(shù)器和串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器檢測(cè)器包括寄

6、存器和計(jì)數(shù)器包括寄存器和計(jì)數(shù)器6第二節(jié)第二節(jié) 同步時(shí)序電路的分析方法同步時(shí)序電路的分析方法例例1：分析七進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器。：分析七進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器。要求：要求：解：解：分析：必須求出三組方程分析：必須求出三組方程: 輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程。狀態(tài)方程。第第1步：求驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程步：求驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程J1= Q3Q2K1= 1J2= Q1 K2= Q1 Q3J3= Q2Q1K3= Q2驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)方方程程輸出方程輸出方程:Y = Q3Q2 邏輯圖邏輯圖 邏輯功能邏輯功能7第第2步：求狀態(tài)方程步：求狀態(tài)方程 方法：將驅(qū)動(dòng)方程代入所方法：將驅(qū)動(dòng)方程代入所用觸發(fā)器的特性方程。用觸

7、發(fā)器的特性方程。Qn+1=J Qn + K Qn QQQQnnnn12311省略表示原狀態(tài)的省略表示原狀態(tài)的n：QQQQn12311QQQQQQn2312112QQQQQQn3232113 為了更直觀的描述時(shí)序電路的功能，還要引進(jìn)新的描述方為了更直觀的描述時(shí)序電路的功能，還要引進(jìn)新的描述方法。如：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖（波形圖）。法。如：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖（波形圖）。J1= Q3Q2K1= 1J2= Q1 K2= Q1 Q3J3= Q2Q1K3= Q28第第3步：求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表步：求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表第第4步步: 求狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖求狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 有時(shí)還要畫(huà)電有時(shí)還要畫(huà)電路的工作波形圖，路的

8、工作波形圖，也叫時(shí)序圖。也叫時(shí)序圖。XQQQQn12311QQQQQQn2312112QQQQQQn3232113注意注意Q端順序和端順序和X,Y的標(biāo)法的標(biāo)法9第第5步：步： 求時(shí)求時(shí)序圖序圖10例例2：分析圖示：分析圖示有輸入信號(hào)的有輸入信號(hào)的時(shí)序電路：時(shí)序電路：第第1步步:驅(qū)動(dòng)方程、驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程輸出方程第第3步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表解：解：第第2步：狀態(tài)方程步：狀態(tài)方程可稱(chēng)為次態(tài)卡諾圖可稱(chēng)為次態(tài)卡諾圖11 分析分析：這是一個(gè)：這是一個(gè)可控計(jì)數(shù)器。當(dāng)可控計(jì)數(shù)器。當(dāng)A=0時(shí)，是加法計(jì)數(shù)器，時(shí)，是加法計(jì)數(shù)器，其狀態(tài)由其狀態(tài)由00遞增到遞增到11，再?gòu)脑購(gòu)?0開(kāi)始；當(dāng)開(kāi)始；當(dāng)A=1時(shí)，是

9、減法計(jì)數(shù)器，時(shí)，是減法計(jì)數(shù)器，其狀態(tài)由其狀態(tài)由11遞減到遞減到00，再?gòu)脑購(gòu)?1開(kāi)始。開(kāi)始。第四步：狀態(tài)轉(zhuǎn)第四步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖換圖12第三節(jié)第三節(jié) 若干常用時(shí)序邏輯電路若干常用時(shí)序邏輯電路一、寄存器和移位寄存器一、寄存器和移位寄存器（一）（一） 寄存器寄存器功能：寄存二值代碼。功能：寄存二值代碼。構(gòu)成：用各種結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器均可實(shí)現(xiàn)。構(gòu)成：用各種結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器均可實(shí)現(xiàn)。下面分析下面分析CC4076的功能：的功能：13功能表：功能表：置數(shù)置數(shù)清零清零010D0110000高高阻阻 1 cpENA+ENBLDA+LDBRDQ0Q0保持保持14（二）移位寄存器（二）移位寄存器功能：存儲(chǔ)的代碼能夠在移位脈沖的

10、作用下依次左移或右移。功能：存儲(chǔ)的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。應(yīng)用：數(shù)據(jù)的串行應(yīng)用：數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理等。并行轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理等。構(gòu)成：各種主構(gòu)成：各種主從結(jié)構(gòu)、邊沿結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器。以從結(jié)構(gòu)、邊沿結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器。以D觸發(fā)器最方便。觸發(fā)器最方便。分類(lèi)：右移、左移、雙向。分類(lèi)：右移、左移、雙向。1.右移右移連接方程：連接方程： Di = Qi-115連接方程：連接方程： Di = Qi-12.左移左移連接方程：連接方程： Di = Qi+13.雙向雙向連接方程：連接方程： DI = S QI-1 + S QI+1S=1 右移，右移， S=0 左移。左移。1

11、64.集成移位寄存器集成移位寄存器74LS194A工作模式控制工作模式控制異步異步清零清零17（三）擴(kuò)展與應(yīng)用（三）擴(kuò)展與應(yīng)用 擴(kuò)展擴(kuò)展例如例如: 用兩片用兩片74LS194A連成連成8位雙向移位寄存器。位雙向移位寄存器。18應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例數(shù)值運(yùn)算數(shù)值運(yùn)算Y =8M+2N置置數(shù)數(shù)右右移移19二、計(jì)數(shù)器二、計(jì)數(shù)器（一）同步計(jì)數(shù)器（一）同步計(jì)數(shù)器2.分類(lèi)：分類(lèi)：同步、異步；同步、異步；加法（遞增）、減法、可逆（加加法（遞增）、減法、可逆（加/減）；減）；二進(jìn)制、二二進(jìn)制、二十進(jìn)制、任意進(jìn)制。十進(jìn)制、任意進(jìn)制。3.參數(shù)：參數(shù)：模模：一個(gè)工作循環(huán)包含的狀態(tài)數(shù)。也稱(chēng)為：一個(gè)工作循環(huán)包含的狀態(tài)數(shù)。也稱(chēng)為

12、進(jìn)制進(jìn)制。1.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器模為二的整數(shù)次冪。模為二的整數(shù)次冪。構(gòu)成：一般用構(gòu)成：一般用T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 下面以四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器為例，研究下面以四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器為例，研究分析分析方法。而減法方法。而減法和可逆計(jì)數(shù)器只作一般介紹。和可逆計(jì)數(shù)器只作一般介紹。1.功能：對(duì)輸入的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。功能：對(duì)輸入的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)情況分類(lèi)情況分類(lèi)按計(jì)數(shù)器中數(shù)按計(jì)數(shù)器中數(shù)字增減分類(lèi)字增減分類(lèi)按計(jì)數(shù)器中數(shù)按計(jì)數(shù)器中數(shù)字編碼分類(lèi)字編碼分類(lèi)20第第1步：驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程步：驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程C=Q3Q2Q1Q0第第2步：狀態(tài)方程步：狀態(tài)方程=Q0 Q1=Q0Q1 Q

13、2第三步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表第三步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表見(jiàn)下頁(yè)。見(jiàn)下頁(yè)。T1=Q0T2=Q0Q1T3=Q0Q1Q2T0=1=Q0Q1 Q2 Q321Q0n+1=Q0Q1n+1=Q0 Q1Q1n+1=Q0Q1 Q2Q2n+1=Q0Q1 Q2Q3n+1=Q0Q1Q2 Q322第第4步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第第5步：時(shí)序圖步：時(shí)序圖Q0為為2分頻分頻;Q1為為4分頻；分頻；Q2為為8分頻；分頻；Q3和和C為為16分頻。分頻。應(yīng)用：應(yīng)用：分頻器。分頻器。23中規(guī)模集成中規(guī)模集成4位同步二位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161同步預(yù)同步預(yù)置數(shù)置數(shù)異步清零異步清零工作狀工作狀態(tài)控制態(tài)控制數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入74LS162,

14、74LS163等是等是同步清零方式同步清零方式24用用T觸發(fā)器構(gòu)成觸發(fā)器構(gòu)成CC4520特點(diǎn)：通過(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)的有無(wú)來(lái)控制觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：通過(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)的有無(wú)來(lái)控制觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)。Q0=1時(shí)，時(shí)，CP可通過(guò)可通過(guò)Q0Q1=1時(shí)，時(shí)，CP可通過(guò)可通過(guò)Q0Q1Q2=1時(shí)，時(shí)，CP可通過(guò)可通過(guò)25同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器10ijjiQT 同理，也可以用控制時(shí)鐘同理，也可以用控制時(shí)鐘信號(hào)的方法，用信號(hào)的方法，用T觸發(fā)器來(lái)構(gòu)觸發(fā)器來(lái)構(gòu)成。成。CC14526就是這樣一種電就是這樣一種電路。路。使用使用T 觸發(fā)器，控制信號(hào)均來(lái)觸發(fā)器，控制信號(hào)均來(lái)自前級(jí)的自前級(jí)的 端。端。Q(i=1,2n

15、-1)26二進(jìn)制加二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器（可逆計(jì)數(shù)器）減計(jì)數(shù)器（可逆計(jì)數(shù)器） a.單時(shí)鐘式（加單時(shí)鐘式（加/減控制式）減控制式） 將加和減計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)將加和減計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程組合起來(lái)，就得到可逆方程組合起來(lái)，就得到可逆計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程。計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程。電路的時(shí)序圖請(qǐng)參閱圖電路的時(shí)序圖請(qǐng)參閱圖5.3.18。74LS191加加/減控制端減控制端異步置數(shù)異步置數(shù)27b.雙時(shí)鐘式雙時(shí)鐘式74LS193異步置數(shù)異步置數(shù)異步清零異步清零282.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器 重點(diǎn)介紹加法計(jì)數(shù)器。減重點(diǎn)介紹加法計(jì)數(shù)器。減法和可逆計(jì)數(shù)器情況與二進(jìn)制法和可逆計(jì)數(shù)器情況與二進(jìn)制計(jì)數(shù)器類(lèi)似。計(jì)數(shù)器類(lèi)似。

16、功能：模為十的計(jì)數(shù)器。功能：模為十的計(jì)數(shù)器。C=Q3Q029 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖有效循環(huán)有效循環(huán)無(wú)效狀態(tài)無(wú)效狀態(tài)無(wú)效狀態(tài)無(wú)效狀態(tài)由于有十個(gè)狀態(tài)循環(huán)，由于有十個(gè)狀態(tài)循環(huán)，故稱(chēng)為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。故稱(chēng)為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由于六個(gè)無(wú)效狀態(tài)都可由于六個(gè)無(wú)效狀態(tài)都可以在時(shí)鐘信號(hào)作用下進(jìn)入以在時(shí)鐘信號(hào)作用下進(jìn)入有效循環(huán)，故稱(chēng)為有效循環(huán)，故稱(chēng)為可自啟可自啟動(dòng)動(dòng)的計(jì)數(shù)器。的計(jì)數(shù)器。30時(shí)序圖時(shí)序圖c0t74LS1605分分頻頻10分分頻頻其各輸入端的功能與其各輸入端的功能與74LS161完全相同。完全相同。31減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器323.任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 可用觸發(fā)器設(shè)計(jì)；也可用觸發(fā)

17、器設(shè)計(jì)；也可用中規(guī)模計(jì)數(shù)器構(gòu)可用中規(guī)模計(jì)數(shù)器構(gòu)成成后面將單獨(dú)介紹。后面將單獨(dú)介紹。可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器74LS190是加減控制式是加減控制式.33（二）異步計(jì)數(shù)器（二）異步計(jì)數(shù)器1.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器Q2Q1Q0000001010011100101110111與同步計(jì)數(shù)器比，具有如下特點(diǎn)：與同步計(jì)數(shù)器比，具有如下特點(diǎn)：* 電路簡(jiǎn)單；電路簡(jiǎn)單；* 速度慢；速度慢；tpd3 常見(jiàn)常見(jiàn)MSI有：有：74LS293、74LS393、74HC3934位；位；CC4024（7位）、位）、CC4040(12位位)、CC4060(14位位).特點(diǎn)：當(dāng)特點(diǎn)：當(dāng)Qi-1有下降沿時(shí)，有下降

18、沿時(shí)，Qi翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。構(gòu)成：用構(gòu)成：用T/觸發(fā)器；觸發(fā)器；CPi=Qi-1CP0=cp34減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：前級(jí)特點(diǎn)：前級(jí) 端接后級(jí)端接后級(jí)CP端。端。Q 利用上升沿翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器也可構(gòu)成加法和減法計(jì)數(shù)器。利用上升沿翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器也可構(gòu)成加法和減法計(jì)數(shù)器。請(qǐng)同學(xué)自行分析。請(qǐng)同學(xué)自行分析。352.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 以十進(jìn)制計(jì)以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例介紹異數(shù)器為例介紹異步時(shí)序電路的分步時(shí)序電路的分析方法。析方法。 特點(diǎn)：步驟與特點(diǎn)：步驟與同步電路相同，區(qū)同步電路相同，區(qū)別在于要隨時(shí)注意別在于要隨時(shí)注意各觸發(fā)器的時(shí)鐘信各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)。號(hào)。第一步：驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程第一步：驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程

19、時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程第二步：狀態(tài)方程第二步：狀態(tài)方程CP0=CPCP1=Q0CP2=Q1CP3=Q0C=Q3Q0CP36CP第三步：狀態(tài)表第三步：狀態(tài)表第四步：狀態(tài)圖第四步：狀態(tài)圖3774LS290 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介置置9 端端：S9 1S9 2 = 1時(shí)，狀態(tài)置為時(shí)，狀態(tài)置為1001 (9).置置0 端端：S0 1S0 2 = 1時(shí)，狀態(tài)置為時(shí)，狀態(tài)置為0000 (0). 時(shí)鐘由時(shí)鐘由CP1輸入時(shí)，為輸入時(shí)，為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)鐘由時(shí)鐘由CP0輸入時(shí)，將輸入時(shí)，將Q0與與CP1相連，為相連，為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。異步異步置置9端端異步置異步置0端端二二五五十進(jìn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器制計(jì)數(shù)器等效為這

20、樣等效為這樣38（三）（三） 任意計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法任意計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法用狀態(tài)圖解釋上述三種方法：用狀態(tài)圖解釋上述三種方法：如何用如何用MSI計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。設(shè)已知設(shè)已知MSI計(jì)數(shù)器的模為計(jì)數(shù)器的模為N,要構(gòu)成的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的模為要構(gòu)成的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的模為M。方法：方法：1.用門(mén)（一般為與非門(mén)）譯出對(duì)應(yīng)狀態(tài)用門(mén)（一般為與非門(mén)）譯出對(duì)應(yīng)狀態(tài)S1;2.再清零或置數(shù)再清零或置數(shù)具體操作分三種情況：具體操作分三種情況：(1) 用用 端清零端清零異步置零法；異步置零法；RDLD(3) 用用 端置數(shù)端置數(shù)同步置數(shù)法；同步置數(shù)法；(2) 用用 端清零端清零同步置零法；同

21、步置零法；LD異步置異步置零法零法同步置同步置零法零法同步置同步置數(shù)法數(shù)法LD有的器件有的器件 端端是異步工作的是異步工作的39 MN如何處理如何處理兩級(jí)間連接方法兩級(jí)間連接方法 方法：用多片方法：用多片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器連成模大于進(jìn)制計(jì)數(shù)器連成模大于M的計(jì)數(shù)器，再的計(jì)數(shù)器，再用上述三種方法連成用上述三種方法連成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。也可由進(jìn)制計(jì)數(shù)器。也可由M=M1*M2，先，先構(gòu)成構(gòu)成M1、M2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再進(jìn)行級(jí)聯(lián)。進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再進(jìn)行級(jí)聯(lián)。1.并行進(jìn)位法并行進(jìn)位法同步工作方式同步工作方式注意此處注意此處連接方式連接方式432.串行進(jìn)位法串行進(jìn)位法異步工作方式異步工作方式注意非門(mén)的使用注意非門(mén)的使用44用

22、用RD端整體端整體置零置零譯碼的狀譯碼的狀態(tài)仍為態(tài)仍為MG1、G2門(mén)門(mén)均可作為進(jìn)均可作為進(jìn)位輸出位輸出用用LD端整體置數(shù)端整體置數(shù)例如：例如：29進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。仍為仍為29進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器（置計(jì)數(shù)器（置0法）法）45用用M=M1*M2級(jí)聯(lián)的方法級(jí)聯(lián)的方法M1=10 ，M2= 6 , M=60 。注意兩種進(jìn)位方式。注意兩種進(jìn)位方式。1 146（四）移位寄存器型計(jì)數(shù)器（四）移位寄存器型計(jì)數(shù)器1.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器 以移位寄存器為基礎(chǔ)，通過(guò)以移位寄存器為基礎(chǔ)，通過(guò)修改反饋邏輯，構(gòu)成計(jì)數(shù)器。修改反饋邏輯，構(gòu)成計(jì)數(shù)器。00011000010000100011100111000110011110

23、11110111100101101000001111主循環(huán)主循環(huán)主循環(huán)主循環(huán)1. 模模等于觸發(fā)器等于觸發(fā)器 個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)，即，即 N = n 。2. 不需譯碼。不需譯碼。3. 不能自起動(dòng)。不能自起動(dòng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：47解決自啟動(dòng)的方法：解決自啟動(dòng)的方法： 或非門(mén)的輸入不或非門(mén)的輸入不包括最右面觸發(fā)器包括最右面觸發(fā)器Q端。端。482. 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.模模等于觸發(fā)器個(gè)數(shù)的等于觸發(fā)器個(gè)數(shù)的2倍倍- N = 2 n；2.不能自啟動(dòng)；不能自啟動(dòng)；3.需要譯碼，但電路簡(jiǎn)單，且無(wú)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。需要譯碼，但電路簡(jiǎn)單，且無(wú)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。有效循環(huán)有效循環(huán)無(wú)效循環(huán)無(wú)效循環(huán)49解決自啟動(dòng)的方法：解決自啟動(dòng)

24、的方法： 在在D0驅(qū)動(dòng)方程中驅(qū)動(dòng)方程中或或一一個(gè)個(gè)與項(xiàng)，與項(xiàng)，使有效循環(huán)保持、使有效循環(huán)保持、無(wú)效循環(huán)被切斷：無(wú)效循環(huán)被切斷： D0= Q3 + P .Q0 n+1 = Q3 + Q1Q2有效循環(huán)有效循環(huán)無(wú)效循環(huán)無(wú)效循環(huán)P=Q0Q1Q2Q31110101110010010010110100Q0Q1Q2Q3P=Q1 Q2K圖中空格代表約束項(xiàng)。圖中空格代表約束項(xiàng)。Q0n+1K圖圖可用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)可用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)P式式=Q3 Q1Q25010110110010110100Q0Q1Q2Q3譯碼方法譯碼方法Y0 = Q0 Q3以以0000狀態(tài)為例：狀態(tài)為例：同理：同理：Y1 = Q0 Q1Y2 = Q1 Q

25、2Y3 = Q2 Q3Y4 = Q0 Q3Y5 = Q0 Q1Y6 = Q1 Q2Y7 = Q2Q30000狀態(tài)（譯碼為狀態(tài)（譯碼為Y0）的）的K圖圖51第四節(jié)第四節(jié) 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、設(shè)計(jì)的步驟：一、設(shè)計(jì)的步驟：任務(wù)：任務(wù)：功能功能 邏輯圖邏輯圖 邏輯圖邏輯圖 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程輸出方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步我們以圖示電我們以圖示電路為例，由后路為例，由后向前推出設(shè)計(jì)向前推出設(shè)計(jì)必要的步驟：必要的步驟：Qn+1=J Qn+K Qn52二、設(shè)計(jì)舉例二、設(shè)計(jì)舉例1. 計(jì)數(shù)

26、器設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 例例1:設(shè)計(jì)同步設(shè)計(jì)同步13進(jìn)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。制加法計(jì)數(shù)器。第一步：狀態(tài)圖第一步：狀態(tài)圖 計(jì)數(shù)器的狀態(tài)圖可直接畫(huà)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)圖可直接畫(huà)出。但要事先約定好編碼。出。但要事先約定好編碼。 13進(jìn)制計(jì)數(shù)器有進(jìn)制計(jì)數(shù)器有13個(gè)狀態(tài)循個(gè)狀態(tài)循環(huán)，可采用環(huán)，可采用4位編碼位編碼:01110000100010000110010000101001100010000100101010010110000011001第二步：狀態(tài)方程，輸出方程第二步：狀態(tài)方程，輸出方程要借助次態(tài)卡諾圖來(lái)求狀態(tài)方程；而輸出方程則很容易求出。要借助次態(tài)卡諾圖來(lái)求狀態(tài)方程；而輸出方程則很容易求出。101101001011

27、0100Q3Q2Q1Q0000100100100 00110101011010000000100110101100 10110111Q3Q2Q1Q0C53將次態(tài)卡諾圖分為將次態(tài)卡諾圖分為4個(gè)卡諾圖：個(gè)卡諾圖：QQQnnnKJ1Q3Q2Q3n+1=Q2Q1Q0 + Q2Q3Q2n+1=Q1Q0Q2+ (Q1+Q0)Q3Q2選擇選擇JK觸發(fā)器觸發(fā)器。1011010010110100Q3Q2Q1Q0000100100100 00110101011010000000100110101100 101101111011010010110100Q3Q2Q1Q011111Q3Q2101101001011010

28、0Q1Q011111Q2Q1Q0(Q3+Q3)Q3n+1=Q2Q1Q0Q3 + Q2Q3返回返回54Q1輸出方程：輸出方程： C= Q3Q2Q3Q21011010010110100Q1Q0111111Q3Q21011010010110100Q1Q0111111Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1Q0n+1=(Q3+Q2)Q0Q0為便于觀察我們把為便于觀察我們把Q3和和Q2的方的方程也列在下面：程也列在下面：Q3n+1=Q2Q1Q0Q3 + Q2Q3Q2n+1=Q1Q0Q2+ (Q1+Q0)Q3Q255第三步：驅(qū)動(dòng)方程第三步：驅(qū)動(dòng)方程Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1Q0n+1=(Q3+Q2)Q0QQQn

29、nnKJ1J3=Q2Q1Q0 K3= Q2Q2n+1=Q1Q0Q2+(Q1+Q0)Q3Q2Q3n+1 = Q2Q1Q0Q3+Q2Q3J1=Q0 K1 =Q0J2=Q1Q0 K2= Q3 Q1Q0第四步：畫(huà)邏輯圖第四步：畫(huà)邏輯圖J0=Q3Q2 K0= 1C=Q3Q2由于存在由于存在未使用狀未使用狀態(tài)，還有態(tài)，還有第五步。第五步。返回56Q3Q21011010010110100Q3Q2Q1Q011111Q3Q21011010010110100Q1Q011111Q3Q21011010010110100Q1Q0111111Q3Q21011010010110100Q1Q0111111Q1Q0第五步：檢查

30、自啟動(dòng)第五步：檢查自啟動(dòng)1101111011110010000011157 說(shuō)明：如電路能說(shuō)明：如電路能自啟動(dòng)，可在第一自啟動(dòng)，可在第一步中將狀態(tài)圖畫(huà)成步中將狀態(tài)圖畫(huà)成右圖形式。右圖形式。解：解：“111”序列檢測(cè)器序列檢測(cè)器XYCP 例例2：設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)：設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器。要求：連續(xù)輸據(jù)檢測(cè)器。要求：連續(xù)輸入三個(gè)或三個(gè)以上入三個(gè)或三個(gè)以上1時(shí)輸出時(shí)輸出為為1,其他情況下輸出為其他情況下輸出為0。2.序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)序列檢測(cè)器設(shè)計(jì) 步驟與計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)相同，只是第一步步驟與計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)相同，只是第一步-求狀態(tài)圖要復(fù)雜求狀態(tài)圖要復(fù)雜些，可將其分為些，可將其分為3小步：小步：1.求原始狀態(tài)圖；求原

31、始狀態(tài)圖；2.狀態(tài)化簡(jiǎn)；狀態(tài)化簡(jiǎn)；3.狀態(tài)編碼。狀態(tài)編碼。第一步：求狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。第一步：求狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。能自啟動(dòng)。能自啟動(dòng)。581.求原始狀態(tài)圖求原始狀態(tài)圖 因?yàn)椴恢锠顟B(tài)數(shù)（這點(diǎn)與計(jì)數(shù)器不同），因此先用字因?yàn)椴恢锠顟B(tài)數(shù)（這點(diǎn)與計(jì)數(shù)器不同），因此先用字母表示狀態(tài)，進(jìn)行邏輯抽象。母表示狀態(tài)，進(jìn)行邏輯抽象。S0 : 沒(méi)有收到?jīng)]有收到1；S1 : 收到收到1個(gè)個(gè)1；S2 : 收到收到2個(gè)個(gè)1；S3 : 收到收到3個(gè)個(gè)以上以上1。S0S1S2S30/00/01/00/01/01/10/02.進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn) 操作：尋找等價(jià)狀態(tài)，只保留操作：尋找等價(jià)狀態(tài)，只保留一個(gè)等價(jià)狀態(tài)在狀態(tài)圖中。一個(gè)等價(jià)狀態(tài)在狀態(tài)圖中。等價(jià)狀態(tài)：在同樣的輸入下有同等價(jià)狀態(tài)