8系數(shù)電數(shù)電課件時(shí)序

1、10.1轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10.1.1 數(shù)字控制系統(tǒng)10.1.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)10.1.3 自動(dòng)測試與測量設(shè)備 10.1.4 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 10.2數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）10.2.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換原理和一般組成10.2.2 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC10.2.3 R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC 10.2.4 單值電流型網(wǎng)絡(luò)DAC 10.2.5 DAC的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度 10.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）10.3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換基本原理10.3.2 并聯(lián)比較型ADC10.3.3 逐次逼近型ADC10.3.4 雙積分型ADC10.4 集成ADC10.4.1 雙積分型集成ADC10.4.2 逐次逼近型集成ADC10.4.3 AD

2、C的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度第六章 時(shí)序邏輯電路 第1節(jié) 時(shí)序邏輯電路概述 第2節(jié) 時(shí)序邏輯電路分析 第3節(jié) 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 第4節(jié) 序列信號(hào)發(fā)生器6.2.1時(shí)序邏輯電路的分析步驟 6.2時(shí)序邏輯電路分析6.2.3同步計(jì)數(shù)器 6.2.2寄存器、移位寄存器 6.2.4異步計(jì)數(shù)器 6.3 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 6.3.1同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟 6.3.2采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器 6.3.3采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)異步計(jì)數(shù)器6.3.4采用中規(guī)模集成器件實(shí)現(xiàn)任意模值 計(jì)數(shù)（分頻）器6.4 序列信號(hào)發(fā)生器 6.4.1設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路6.4.2根據(jù)序列循環(huán)長度M的要求設(shè)計(jì)發(fā)生器電路序列信號(hào)

3、：在每個(gè)循環(huán)周期中，1和0數(shù)碼按一定的規(guī)則順序排列的一種串行周期性信號(hào)。移存型序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生序列信號(hào)的電路?；舅悸罚翰捎靡莆患拇嫫髯鳛橹饕鎯?chǔ)部件。將給定長度為M的序列信號(hào)，按移存規(guī)律組成M個(gè)狀態(tài)組合，完成狀態(tài)轉(zhuǎn)移，然后求出移位寄存器的串行輸入激勵(lì)函數(shù)，即構(gòu)成該序列信號(hào)的產(chǎn)生電路。6.4.1設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 序列信號(hào)：例6-13設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)11000、11000的發(fā)生器電路。解依題意，序列的循環(huán)長度為M=5，因此確定移位寄存器的位數(shù)為n=3，依次取3位序列碼元，構(gòu)成5個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。1104100300020011011

4、0Q1Q2Q3 序 號(hào)表6-4-1 例6-13狀態(tài)轉(zhuǎn)移表由于狀態(tài)轉(zhuǎn)移符合移存規(guī)律，因此只需設(shè)計(jì)第級(jí)的激勵(lì)信號(hào)。通常采用D觸發(fā)器構(gòu)成移位寄存器，由卡諾圖得：100100001111001圖6-4-1 例6-13卡諾圖110011100001000010101111有效狀態(tài)圖6-4-2 例6-13狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖檢查自啟動(dòng)特性。 根據(jù)激勵(lì)方程和移存規(guī)律，求得偏離態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，得到狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可見，該發(fā)生器電路具有自啟動(dòng)特性。 1D1Q1C1R1D2Q2Q2C1S1D3Q3C1S&CP 預(yù)置 圖6-4-3 例6-13邏輯圖作發(fā)生器電路邏輯圖。 必須指出，根據(jù)給定的序列信號(hào)列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表時(shí)，可能出

5、現(xiàn)同一狀態(tài)的下一狀態(tài)發(fā)生兩種不同的轉(zhuǎn)移情況，在沒有外加控制信號(hào)的條件下，是無法實(shí)現(xiàn)的。只有通過增加位數(shù)n直至得到M個(gè)獨(dú)立狀態(tài)構(gòu)成循環(huán)為止。 增加的位數(shù)越多，偏離態(tài)也越多，電路越不節(jié)省，工作越不可靠。計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器基本思路：在同步計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上增加輸出組合電路。例6-14設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列1111000100、1111000100、的計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器電路。01001000011111000110010100001011100101001100010000FQ0Q1Q2Q3 表6-4-2 例6-14輸出真值表由于給定序列長度為M=10，因此選用一個(gè)模10同步計(jì)數(shù)器如CT54160。令其狀態(tài)轉(zhuǎn)移

6、過程中，每一狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，輸出符合給定序列要求的信號(hào)，得出真值表。10010000011110000111101110圖6-4-4 例6-14輸出卡諾圖經(jīng)卡諾圖化簡得到輸出表達(dá)式。根據(jù)輸出方程得到邏輯電路。CTRDIV16CT54/74161 LD CTPCTT+CP 1CP CR84 21CO 1&1&F 圖6-4-5 例6-14計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器電路注意：采用中規(guī)模器件設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須給器件的所有控制端提供必要的信號(hào)，使之能夠正常工作，如圖中的CTP等。對于計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器電路，在同一計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)上，加上不同的輸出電路，可以得到循環(huán)長度相同的多組序列信號(hào)輸出，但是由于輸出是組合電路，因此

7、在輸出的序列中有可能產(chǎn)生“冒險(xiǎn)”的毛刺。6.4.2 根據(jù)序列循環(huán)長度M 的要求設(shè)計(jì)發(fā)生器電路最長線性序列信號(hào)（M=2n-1長度的序列）發(fā)生器基本思路：在n位移位寄存器的基礎(chǔ)上，加上異或反饋電路構(gòu)成。異 或 網(wǎng) 絡(luò)1D1Q1C11D2Q2C11Dn1Qn-1C11DnQnC1c1c2cn-1cn CP f 圖6-4-6 最長線性序列信號(hào)發(fā)生器一般結(jié)構(gòu)c1c2cn-1cn CP f 圖6-4-6 最長線性序列信號(hào)發(fā)生器一般結(jié)構(gòu)異 或 網(wǎng) 絡(luò)1D1Q1C11D2Q2C11Dn1Qn-1C11DnQnC11D1Q1C1S1D2Q2C1S1D3C1=1CP 圖6-4-7 M=15的序列信號(hào)發(fā)生器SS1D

8、4C1SQ3Q4SD當(dāng)ci=1時(shí)，表示第i級(jí)觸發(fā)器輸出參與反饋，否則不參與反饋。例如，c4=1，c3=1，其余為0，則當(dāng)初始狀態(tài)為1111時(shí)，在時(shí)鐘CP作用下，Q4端輸出序列為111100010011010，循環(huán)長度為24-1=15。nfnfnfnf111414,13,11,92727,26,25,224040,37,36,3522,11515,142828,254141,3833,21616,14,13,112929,274242,41,40,39,38,3744,31717,143030,29,26,244343,40,39,3755,31818,17,16,133131,284444,4

9、2,39,3866,51919, 18,17,143232,31,30,29,27,254545,44,42,4177,62020,173333,32,29,274646,45,44,43,41,3688,6,5,42121,193434,33,32,29,28,274747,4299,52222,213535,334848,47,46,44,43,411010,72323,183636,35,34,32,31,304949,45,44,431111,92424,23,21,203737,36,35,34,33,325050,48,47,461212,11,8,62525,223838,37,

10、33,321313,12,10,92626,25,24,203939,35表6-4-3 最長線性序列反饋函數(shù)對于n位移位寄存器產(chǎn)生2n-1長度的最長線性序列的反饋函數(shù)，可查表得到參與反饋的觸發(fā)器的號(hào)碼（f）。注意：最長線性序列信號(hào)發(fā)生器一共有2n-1個(gè)有效狀態(tài)，全0狀態(tài)是偏離態(tài)。且由于反饋網(wǎng)絡(luò)是異或結(jié)構(gòu)，當(dāng)各級(jí)觸發(fā)器處于0態(tài)時(shí)，輸出f =0，故不具備自啟動(dòng)特性。 修改D1的激勵(lì)函數(shù)，使之能夠自啟動(dòng)的一般形式為：例如圖6-4-7電路中，修改激勵(lì)為：則可得到具有自啟動(dòng)特性的循環(huán)長度為15的序列信號(hào)發(fā)生器，其電路圖如圖6-4-8所示。1D1Q1C1S1D2Q2C1S1D3C1CP 圖6-4-8 具有

11、自啟動(dòng)特性M=15的序列信號(hào)發(fā)生器SS1D4C1SQ3Q4SDQ1Q2Q3Q4&15973116131051412812401111111011001000000000010010010010010011011011011010010110110111圖6-4-9 M=15狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖具有自啟動(dòng)特性M=15的序列信號(hào)發(fā)生器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。Q4Q3Q2Q1M2n-1任意長度的序列信號(hào)發(fā)生器基本思路：在2n-1最長線性序列信號(hào)發(fā)生器的基礎(chǔ)上，修改其第級(jí)的激勵(lì)函數(shù)。(1) 循環(huán)長度M=2n的序列信號(hào)發(fā)生器在循環(huán)長度為2n-1最長線性序列中，全0狀態(tài)為偏離態(tài)，現(xiàn)要求M=2n，只需將全0狀態(tài)插入到有效序列中成

12、為有效狀態(tài)即可。根據(jù)移存規(guī)律，全0狀態(tài)的前一狀態(tài)必定是1000；下一狀態(tài)為0001；其余狀態(tài)轉(zhuǎn)移按正常線性反饋進(jìn)行。 因此，可以將2n-1的反饋函數(shù)改為(2) 循環(huán)長度M2n-1的序列信號(hào)發(fā)生器必須在2n-1個(gè)有效狀態(tài)中跳過(2n-1)-M個(gè)狀態(tài)，形成M個(gè)有效狀態(tài)，且符合移存規(guī)律。例如要求M=10，則如圖6-4-9中虛線所示，從狀態(tài)(0011)跳過5個(gè)狀態(tài)，轉(zhuǎn)移到狀態(tài)(0111)，這樣既跳過了5個(gè)狀態(tài)，又符合移存規(guī)律。 15973116131051412812401111111011001000000000010010010010010011011011011010010110110111圖6

13、-4-9 M=15狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖Q4Q3Q2Q1因此，初始狀態(tài)為1111時(shí)，由Q4輸出的M=10的序列應(yīng)從2n-1的線性序列11 110001 0011 010中扣除掉5個(gè)碼元“01011”，成為11000100 11序列輸出。顯然，“0011”為起跳狀態(tài)，黃顏色的數(shù)碼為扣除掉的碼元。找到起跳狀態(tài)以后，即可修改反饋函數(shù)來設(shè)計(jì)電路：增加自啟動(dòng)功能后，反饋函數(shù)為：尋找起跳狀態(tài)的常用方法：根據(jù)M長度的要求，確定位數(shù)n，查表得到反饋函數(shù)f，從而得到2n-1長度的線性序列； 將序列向左移(2n-1-M)位，得到序列； 將序列、進(jìn)行異或運(yùn)算，得到序列； 在序列中找到1000(n-1個(gè)連0)的碼組，其對應(yīng)位置序列中的n位碼就是起跳狀態(tài)。例6-15設(shè)計(jì)M=10的序列信號(hào)發(fā)生器。解第一步確定移位寄存器的位數(shù)n。M=10，則n=4。第二步查表得反饋函數(shù)。第三步尋找起跳狀態(tài)?？梢?，起跳狀態(tài)為0011。第四步修改反饋函數(shù)，并使之具有自啟動(dòng)特性。1D1Q1C1S1D2Q2C1S1D3C1CP 圖6-4-10 例6-15邏輯圖SS1D4C1SQ3Q4SDQ1Q2Q3Q4&根據(jù)反饋函數(shù)畫電路圖。1514128