時序邏輯電路的分析和設計課件

時序邏輯電路的分析和設計

時序邏輯電路的分析和設計1時序邏輯電路的基本概念時序邏輯電路的分析方法同步時序邏輯電路的設計第6章時序邏輯電路的分析和設計時序邏輯電路的基本概念第6章時序邏輯電路的分析和設計26.1概述一、時序電路的特點1.定義任何時刻電路的輸出，不僅和該時刻的輸入信號有關，而且還取決于電路原來的狀態(tài)。2.電路特點(1)與時間因素(CP)有關；(2)含有記憶性的元件(觸發(fā)器)。組合邏輯電路存儲電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql輸入輸出6.1概述一、時序電路的特點1.定義任何3二、時序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達式(1)輸出方程(3)狀態(tài)方程(2)驅(qū)動方程2.狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖和時序圖組合邏輯電路存儲電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP二、時序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達式(1)輸出方程4三、時序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計數(shù)器、寄存器、讀/寫存儲器、順序脈沖發(fā)生器等。2.按時鐘控制方式劃分：同步時序電路觸發(fā)器共用一個時鐘CP，要更新狀態(tài)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)。異步時序電路電路中所有觸發(fā)器沒有共用一個CP。3.按輸出信號的特性劃分：Moore型Mealy型存儲電路Y(tn)輸出WQX(tn)輸入組合電路CPY(tn)輸出CPX(tn)輸入存儲電路組合電路組合電路三、時序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計數(shù)器、寄存器、讀56.2時序電路的基本分析方法6.2.1時序電路的基本分析方法1.分析步驟時序電路時鐘方程驅(qū)動方程狀態(tài)表狀態(tài)圖時序圖CP觸發(fā)沿特性方程輸出方程狀態(tài)方程計算6.2時序電路的基本分析方法6.2.1時序電路的基本分析方法66.2.2同步時序邏輯電路分析舉例寫方程式時鐘方程輸出方程(同步)驅(qū)動方程狀態(tài)方程特性方程(Moore型)[例1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY6.2.2同步時序邏輯電路分析舉例寫方程式時鐘方程輸出方程(7計算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501200010011011111111101010001011011畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效狀態(tài)和有效循環(huán)010101/1/1無效狀態(tài)和無效循環(huán)能否自啟動?能自啟動：存在無效狀態(tài)，但沒有形成循環(huán)。不能自啟動：無效狀態(tài)形成循環(huán)。方法1

利用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表求狀態(tài)圖計算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y0123450128方法2

利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001011111101000010110100000001011111110100010101方法2利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+19畫時序圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿觸發(fā)Q2Q1Q0000001011111110100000Y畫時序圖000001/1011/1111/1110/110010Mealy型[例2]時鐘方程輸出方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程[解]寫方程式Mealy型[例2]時鐘方程輸出方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程[解]1110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00011110010010010001111010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00011110101010000001111010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n000111101001100100011110S=0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101110000111S=1Q1nQ0nQ2n01000111100010101000111010000001111111111110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n000112狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)圖000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00能自啟動S/Y1Y21/11狀態(tài)狀態(tài)圖000001/00010/0001113000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00畫時序圖當S=0時，每8個CP一個循環(huán)；當S=1時，每6個CP一個循環(huán)。000001/00010/00011/001014[例1]6.2.3異步時序電路分析舉例1DC11DC11DC1&FF1FF0FF2CP&[解]時鐘方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程(CP有效)(Q0有效)(CP有效)寫方程式[例1]6.2.3異步時序電路分析舉例1DC11DC11D15求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑CP↑000CP↑Q0↑0Q0↓1Q0↑1Q0↓0Q00Q0↓1Q01Q0↓0CP↑CP↑00CP↑0CP↑1CP↑0CP↑CP↑001CP↑000001010

011100101110111能自啟動求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑C16畫時序圖000001010

011

100不畫無效狀態(tài)12345CPQ0Q0Q1Q2畫時序圖000001010011不畫176.3同步時序電路的設計方法6.3.1設計的一般步驟時序邏輯問題邏輯抽象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）狀態(tài)化簡最簡狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式（狀態(tài)方程）求出驅(qū)動方程選定觸發(fā)器的類型邏輯電路圖檢查能否自啟動6.3同步時序電路的設計方法6.3.1設計的一般步驟時序邏186.3.2同步時序邏輯電路設計舉例按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1[解]已給出最簡狀態(tài)圖，若用同步方式：輸出方程0001111001Y000001為方便，略去右上角標n。狀態(tài)方程00011110011010100100011[例1]6.3.2同步時序邏輯電路設計舉例按如下狀態(tài)圖設計時序電路19選用JK觸發(fā)器驅(qū)動方程約束項邏輯圖CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&檢查能否自啟動：110111000能自啟動/0/1(Moore型)選用JK觸發(fā)器驅(qū)動方程約束項邏輯圖CP1KC1FF1&120[例2]按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01P/Y1Y2[解]時鐘方程輸出方程0100PQ2nQ1nQ0n000111100000000000011110Y10000PQ2nQ1nQ0n000111100000010000011110Y2選用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器[例2]按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/000010121000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01狀態(tài)方程驅(qū)動方程=

D0=

D1=

D2邏輯圖等(略)Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

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0

00

1

00

0

11

1

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0

01

1

01

0

100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

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0

00

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00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

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1

00

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11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q0n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q2n+1Q0n+1000/00001010011100101/00/00221/1[例3]設計一個串行數(shù)據(jù)檢測電路，要求輸入3或3個以上數(shù)據(jù)1時輸出為1，否則為0。[解]邏輯抽象，建立原始狀態(tài)圖S0—原始狀態(tài)(0)S1—輸入1個1S2—連續(xù)輸入2個1S3—連續(xù)輸入3或3個以上1S0S1S2S3X—輸入數(shù)據(jù)Y—輸出數(shù)據(jù)0/01/00/01/00/00/01/1狀態(tài)化簡S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/01/1[例3]設計一個串行數(shù)據(jù)檢測電路，要求輸入[解]邏23狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/00/01/1M=3，取n=2S0

=00S1

=01S2

=110001110/01/00/01/00/01/1選觸發(fā)器、寫方程式選JK()觸發(fā)器,同步方式輸出方程Q1nQ0nX0100011110Y000001Q11Q01狀態(tài)方程狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/24驅(qū)動方程約束項&邏輯圖CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型)無效狀態(tài)

10000010000/01111111/1能自啟動Q11KC1FF1&1J驅(qū)約束項&邏CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型25[例4]設計一個帶進位輸出的七進制加法計數(shù)器。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110電路的狀態(tài)M=7，取觸發(fā)器的個數(shù)n=32、狀態(tài)分配Q2Q1Q0/C3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動方程和輸出方程。根據(jù)選擇JK觸發(fā)器組成這個邏輯電路，且所需觸發(fā)器的個數(shù)為3。[例4]設計一個帶進位輸出的七進制加法計數(shù)器。解：1、邏輯26由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖如下所示。()/1/0/0/0/0/0/00000100011010111001100100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1計數(shù)器的輸出進位信號由電路的110狀態(tài)譯出0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100100011狀態(tài)方程0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1010001111011100000100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100010101輸出方程由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到的卡諾圖如下所示。(27JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動方程JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動方程284、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0CP≥1≥11&C1KC1FF2&1JQ2&4、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1295、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)111狀態(tài)方程001輸出方程0/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110111/0能自啟動11111111111111115、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)111狀態(tài)方程00130CPC6、實際應用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0≥1≥11&1KC1FF2&1JQ2&Ya+VCC顯示譯碼器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A000010010201030114100510161107000180010CPC6、實際應用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ31[例5]設計一個自動售飲料機的邏輯電路。它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣。投入一元五角錢硬幣后機器自動給出一杯飲料；投入兩元（兩枚一元）硬幣后，在給出飲料的同時找回一枚五角的硬幣。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入變量：取投幣信號，用A和B表示輸出變量：給出飲料和找錢，用Y和Z表示投入一枚一元硬幣時A=1；未投入時A=0投入一枚五角硬幣時B=1；未投入時B=0給出飲料時Y=1，不給時Y=0找回一枚五角硬幣時Z=1，不找時Z=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11未投幣前電路的初始狀態(tài)投入五角硬幣后電路的狀態(tài)投入一元硬幣后電路的狀態(tài)[例5]設計一個自動售飲料機的邏輯電路。它的投幣口每次只能32狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11電路的狀態(tài)M=3根據(jù)取觸發(fā)器的位數(shù)n=2令觸發(fā)器狀態(tài)Q1Q0的00、01、10分別代表S0、S1、S2可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖AB00/0001/00/10/0000011110()0001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///2、狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/333、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動方程和輸出方程。選擇JK觸發(fā)器組成這個邏輯電路。將之前所得的卡諾圖分解為分別表示、、Y、Z的4個卡諾圖。AB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///狀態(tài)方程輸出方程AB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0101000001111000100011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0010100001111000000011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///1000000001111011000011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0000000001111010000011110Q1nQ0nAB3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動方程和輸出方程34JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程故得到驅(qū)動方程：JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程故得到驅(qū)動方程：354、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖。CP1KC1FF1&1JQ11KC1FF0&1JQ0B&≥1A≥111&&&≥1YZ4、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖。CP1KC1FF1&1JQ1365、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)11狀態(tài)方程1111100AB=00時，110011011AB=01時，不能自啟動；返回到S0狀態(tài)，100110100輸出方程1111100010但收費結果錯誤；AB=10時，返回到S2狀態(tài)，011001010011111但收費結果錯誤。改進措施：可在電路中加上異步清零端RD，開始工作時在RD端加上低電平信號將電路清零。5、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)11狀態(tài)方程111137時序邏輯電路的分析和設計

時序邏輯電路的分析和設計38時序邏輯電路的基本概念時序邏輯電路的分析方法同步時序邏輯電路的設計第6章時序邏輯電路的分析和設計時序邏輯電路的基本概念第6章時序邏輯電路的分析和設計396.1概述一、時序電路的特點1.定義任何時刻電路的輸出，不僅和該時刻的輸入信號有關，而且還取決于電路原來的狀態(tài)。2.電路特點(1)與時間因素(CP)有關；(2)含有記憶性的元件(觸發(fā)器)。組合邏輯電路存儲電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql輸入輸出6.1概述一、時序電路的特點1.定義任何40二、時序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達式(1)輸出方程(3)狀態(tài)方程(2)驅(qū)動方程2.狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖和時序圖組合邏輯電路存儲電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP二、時序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達式(1)輸出方程41三、時序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計數(shù)器、寄存器、讀/寫存儲器、順序脈沖發(fā)生器等。2.按時鐘控制方式劃分：同步時序電路觸發(fā)器共用一個時鐘CP，要更新狀態(tài)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)。異步時序電路電路中所有觸發(fā)器沒有共用一個CP。3.按輸出信號的特性劃分：Moore型Mealy型存儲電路Y(tn)輸出WQX(tn)輸入組合電路CPY(tn)輸出CPX(tn)輸入存儲電路組合電路組合電路三、時序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計數(shù)器、寄存器、讀426.2時序電路的基本分析方法6.2.1時序電路的基本分析方法1.分析步驟時序電路時鐘方程驅(qū)動方程狀態(tài)表狀態(tài)圖時序圖CP觸發(fā)沿特性方程輸出方程狀態(tài)方程計算6.2時序電路的基本分析方法6.2.1時序電路的基本分析方法436.2.2同步時序邏輯電路分析舉例寫方程式時鐘方程輸出方程(同步)驅(qū)動方程狀態(tài)方程特性方程(Moore型)[例1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY6.2.2同步時序邏輯電路分析舉例寫方程式時鐘方程輸出方程(44計算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501200010011011111111101010001011011畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效狀態(tài)和有效循環(huán)010101/1/1無效狀態(tài)和無效循環(huán)能否自啟動?能自啟動：存在無效狀態(tài)，但沒有形成循環(huán)。不能自啟動：無效狀態(tài)形成循環(huán)。方法1

利用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表求狀態(tài)圖計算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501245方法2

利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001011111101000010110100000001011111110100010101方法2利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+146畫時序圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿觸發(fā)Q2Q1Q0000001011111110100000Y畫時序圖000001/1011/1111/1110/110047Mealy型[例2]時鐘方程輸出方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程[解]寫方程式Mealy型[例2]時鐘方程輸出方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程[解]4810110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00011110010010010001111010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00011110101010000001111010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n000111101001100100011110S=0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101110000111S=1Q1nQ0nQ2n01000111100010101000111010000001111111111110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n000149狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)圖000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00能自啟動S/Y1Y21/11狀態(tài)狀態(tài)圖000001/00010/0001150000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00畫時序圖當S=0時，每8個CP一個循環(huán)；當S=1時，每6個CP一個循環(huán)。000001/00010/00011/001051[例1]6.2.3異步時序電路分析舉例1DC11DC11DC1&FF1FF0FF2CP&[解]時鐘方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程(CP有效)(Q0有效)(CP有效)寫方程式[例1]6.2.3異步時序電路分析舉例1DC11DC11D52求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑CP↑000CP↑Q0↑0Q0↓1Q0↑1Q0↓0Q00Q0↓1Q01Q0↓0CP↑CP↑00CP↑0CP↑1CP↑0CP↑CP↑001CP↑000001010

011100101110111能自啟動求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑C53畫時序圖000001010

011

100不畫無效狀態(tài)12345CPQ0Q0Q1Q2畫時序圖000001010011不畫546.3同步時序電路的設計方法6.3.1設計的一般步驟時序邏輯問題邏輯抽象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）狀態(tài)化簡最簡狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式（狀態(tài)方程）求出驅(qū)動方程選定觸發(fā)器的類型邏輯電路圖檢查能否自啟動6.3同步時序電路的設計方法6.3.1設計的一般步驟時序邏556.3.2同步時序邏輯電路設計舉例按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1[解]已給出最簡狀態(tài)圖，若用同步方式：輸出方程0001111001Y000001為方便，略去右上角標n。狀態(tài)方程00011110011010100100011[例1]6.3.2同步時序邏輯電路設計舉例按如下狀態(tài)圖設計時序電路56選用JK觸發(fā)器驅(qū)動方程約束項邏輯圖CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&檢查能否自啟動：110111000能自啟動/0/1(Moore型)選用JK觸發(fā)器驅(qū)動方程約束項邏輯圖CP1KC1FF1&157[例2]按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01P/Y1Y2[解]時鐘方程輸出方程0100PQ2nQ1nQ0n000111100000000000011110Y10000PQ2nQ1nQ0n000111100000010000011110Y2選用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器[例2]按如下狀態(tài)圖設計時序電路。000/000010158000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01狀態(tài)方程驅(qū)動方程=

D0=

D1=

D2邏輯圖等(略)Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q0n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q2n+1Q0n+1000/00001010011100101/00/00591/1[例3]設計一個串行數(shù)據(jù)檢測電路，要求輸入3或3個以上數(shù)據(jù)1時輸出為1，否則為0。[解]邏輯抽象，建立原始狀態(tài)圖S0—原始狀態(tài)(0)S1—輸入1個1S2—連續(xù)輸入2個1S3—連續(xù)輸入3或3個以上1S0S1S2S3X—輸入數(shù)據(jù)Y—輸出數(shù)據(jù)0/01/00/01/00/00/01/1狀態(tài)化簡S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/01/1[例3]設計一個串行數(shù)據(jù)檢測電路，要求輸入[解]邏60狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/00/01/1M=3，取n=2S0

=00S1

=01S2

=110001110/01/00/01/00/01/1選觸發(fā)器、寫方程式選JK()觸發(fā)器,同步方式輸出方程Q1nQ0nX0100011110Y000001Q11Q01狀態(tài)方程狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/61驅(qū)動方程約束項&邏輯圖CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型)無效狀態(tài)

10000010000/01111111/1能自啟動Q11KC1FF1&1J驅(qū)約束項&邏CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型62[例4]設計一個帶進位輸出的七進制加法計數(shù)器。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110電路的狀態(tài)M=7，取觸發(fā)器的個數(shù)n=32、狀態(tài)分配Q2Q1Q0/C3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動方程和輸出方程。根據(jù)選擇JK觸發(fā)器組成這個邏輯電路，且所需觸發(fā)器的個數(shù)為3。[例4]設計一個帶進位輸出的七進制加法計數(shù)器。解：1、邏輯63由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖如下所示。()/1/0/0/0/0/0/00000100011010111001100100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1計數(shù)器的輸出進位信號由電路的110狀態(tài)譯出0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100100011狀態(tài)方程0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1010001111011100000100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100010101輸出方程由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到的卡諾圖如下所示。(64JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動方程JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動方程654、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0CP≥1≥11&C1KC1FF2&1JQ2&4、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1665、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)111狀態(tài)方程001輸出方程0/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110111/0能自啟動11111111111111115、檢查設計的電路能否自啟動無效狀態(tài)111狀態(tài)方程00167CPC6、實際應用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0≥1≥11&1KC1FF2&1JQ2&Ya+VCC顯示譯碼器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A000010010201030114100510161107000180010CPC6、實際應用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ68[例5]設計一個自動售飲料機的邏輯電路。它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣。投入一元五角錢硬幣后機器自動給出一杯飲料；投入兩元（兩枚一元）硬幣后，在給出飲料的同時找回一枚五角的硬幣。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入變量：取投幣信號，用A和B表示輸出變量：給出飲料和找錢，用Y和Z表示投入一枚一元硬幣時A=1；未投入時A=0投入一枚五角硬幣時B=1；未投入時B=0給出飲料時Y=1，不給時Y=0找回一枚五角硬幣時Z=1，不找時Z=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11未投幣前電路的初始狀態(tài)投入五角硬幣后電路的狀態(tài)投入一元硬幣后電路的狀態(tài)[例5]設計一個自動售飲料機的邏輯電路。它的投幣口每次