同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)舉例教學(xué)

例：設(shè)計(jì)一個(gè)Mealy型’101’序列檢測(cè)器，當(dāng)輸入序列為101時(shí)，輸出Z為1，否則輸出為0，假設(shè)序列可以重疊。如：CP:12345678910X:0110101001Z:0000101000解：（1）形成原始狀態(tài)圖和原始狀態(tài)表。對(duì)將來(lái)輸出產(chǎn)生的影響不同,需用不同狀態(tài)表示；對(duì)將來(lái)輸出產(chǎn)生的影響相同,可用同一狀態(tài)表示S0:初始狀態(tài)，將來(lái)輸入為101時(shí)，輸出為1S1:輸入1個(gè)1后的狀態(tài)，將來(lái)輸入為01時(shí)，輸出為1S2:輸入10后的狀態(tài)，將來(lái)輸入為1時(shí)，輸出為1S0S1S21/00/00/01/00/01/1現(xiàn)態(tài)次態(tài)/輸出X=0X=1S0S0/0S1/0S1S2/0S1/0S2S0/0S1/1(2)狀態(tài)化簡(jiǎn)所謂狀態(tài)化簡(jiǎn)，就是采用某種化簡(jiǎn)技術(shù)從原始狀態(tài)表中消去多余狀態(tài)，得到一個(gè)既能正確地描述給定的邏輯功能，又能使所包含的狀態(tài)數(shù)目達(dá)到最少的狀態(tài)表，通常稱這種狀態(tài)表為最小化狀態(tài)表。狀態(tài)化簡(jiǎn)的方法最常用的一種方法是隱含表法,找出最大等效類①等效狀態(tài)：假定Si和Sj是完全確定的原始狀態(tài)表中的兩個(gè)現(xiàn)態(tài)，則Si和Sj等效的條件可歸納為在一位輸入的各種取值組合下滿足如下兩條。

第一，它們的輸出相同。第二，它們的次態(tài)屬于下列情況之一：

a．次態(tài)相同；

b．次態(tài)交錯(cuò)或?yàn)楦髯缘默F(xiàn)態(tài)；

c．次態(tài)循環(huán)或?yàn)榈刃?duì)。等效狀態(tài)具有傳遞性。即假若S1和S2等效，S2和S3等效，那么，一定有S1和S3等效。記作(S1，S2)，(S2，S3)→(S1，S3)

②等效類：所謂等效類是指由若干彼此等效的狀態(tài)構(gòu)成的集合。在一個(gè)等效類中的任意兩個(gè)狀態(tài)都是等效的。根據(jù)等效狀態(tài)的傳遞性，可以從等效對(duì)中尋找出等效類。例如，由(S1，S2)和(S2，S3)可以推出(S1，S3)，進(jìn)而可知S1、S2、S3屬于同一等效類，記作(S1，S2)，(S2，S3)→{S1，S2，S3}③最大等效類：

所謂最大等效類，是指不被任何別的等效類所包含的等效類。這里所指的最大，并不是指包含的狀態(tài)最多，而是指它的獨(dú)立性，即使是一個(gè)狀態(tài)，只要它不被包含在別的等效類中，也是最大等效類。換而言之，如果一個(gè)等效類不是任何其他等效類的子集，則該等效類稱為最大等效類。例中已是最小化狀態(tài)表（3）狀態(tài)編碼相鄰法的狀態(tài)編碼原則如下：①在相同輸入條件下，具有相同次態(tài)的現(xiàn)態(tài)應(yīng)盡可能分配相鄰的二進(jìn)制代碼；②在相鄰輸入條件下，同一現(xiàn)態(tài)的次態(tài)應(yīng)盡可能分配相鄰的二進(jìn)制代碼；③輸出完全相同的現(xiàn)態(tài)應(yīng)盡可能分配相鄰的二進(jìn)制代碼?，F(xiàn)態(tài)次態(tài)/輸出X=0X=10000/001/00110/001/01000/001/1S0:00S1:01S2:10（4）確定激勵(lì)函數(shù)和輸出函數(shù)表達(dá)式。根據(jù)選定的觸發(fā)器類型，列出激勵(lì)函數(shù)表，并求出激勵(lì)函數(shù)和輸出函數(shù)的最簡(jiǎn)表達(dá)式。xy2y1y2n+1y1n+1D2D1Z000001010011100101110111001000dd010101dd001000dd010101dd000d001d

0

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0

d101011010001Xy2y1

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1001011010001Xy2y1討論：電路處于狀態(tài)11時(shí)，是否存在掛起及錯(cuò)誤輸出現(xiàn)象y2y1=11,X=0時(shí)，y2y1=11,X=1時(shí)，無(wú)掛起現(xiàn)象有輸出錯(cuò)誤修正輸出函數(shù)：0001101/00/00/01/00/01/1現(xiàn)態(tài)次態(tài)/輸出X=0X=10000/001/001S2/001/01000/001/11110/001/0S0:00S1:01S2:10110/01/0D1&1&D1≥1&xy2y1y2n+1y1n+1J2K2J1K1Z000001010011100101110111001000dd010101dd0d0d1dd1d10dd1dd0d1d0dd0d11ddddd000d001dd

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