时序逻辑电路习题幻灯片.ppt

例例11建立原始状态图建立原始状态图设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器，计数规则为逢七进一，产生一个进位输出。状态化简状态化简2状态分配状态分配3已经最简。已是二进制状态。14选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程因需用3位二进制代码，选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。由于要求采用同步方案，故时钟方程为：输出方程：2状状状状态态态态方方方方程程程程不化简，以便使之与JK触发器的特性方程的形式一致。3比较，得驱动方程：电电路路图图54检查电路能否自启动检查电路能否自启动6将无效状态111代入状态方程计算：可见111的次态为有效状态000，电路能够自启动。5 设计一个串行数据检测电路，当连续输入3个或3个以上1时，电路的输出为1，其它情况下输出为0。例如：输入X 101100111011110输入Y 000000001000110例例21建立原始状态图建立原始状态图S0S1S2S3设电路开始处于初始状态为S0。第一次输入1时，由状态S0转入状态S1，并输出0；1/0X/Y若继续输入1，由状态S1转入状态S2，并输出0；1/0如果仍接着输入1，由状态S2转入状态S3，并输出1；1/1此后若继续输入1，电路仍停留在状态S3，并输出1。1/1电路无论处在什么状态，只要输入0，都应回到初始状态，并输出0，以便重新计数。0/00/00/00/06原始状态图中，凡是在输入相同时，输出相同、要转换到的次态也相同的状态，称为等价状态。状态化简就是将多个等价状态合并成一个状态，把多余的状态都去掉，从而得到最简的状态图。状态化简状态化简2状态分配状态分配3所得原始状态图中，状态S2和S3等价。因为它们在输入为1时输出都为1，且都转换到次态S3；在输入为0时输出都为0，且都转换到次态S0。所以它们可以合并为一个状态，合并后的状态用S2表示。S0=00S1=01S2=1074选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程选用2个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1表示。采用同步方案，即取：输出方程状态方程8比较，得驱动方程：电电路路图图5检查电路能否自启动检查电路能否自启动6将无效状态11代入输出方程和状态方程计算：电路能够自启动。9例例3设计一个异步时序电路，要求如右图所示状态图。4选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程选用3个CP上升沿触发的D触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。输出方程10次态卡诺图时钟方程：FF0每输入一个CP翻转一次，只能选CP。选择时钟脉冲的一个选择时钟脉冲的一个选择时钟脉冲的一个选择时钟脉冲的一个基本原则：在满足翻基本原则：在满足翻基本原则：在满足翻基本原则：在满足翻转要求的条件下，触转要求的条件下，触转要求的条件下，触转要求的条件下，触发沿越少越好。发沿越少越好。发沿越少越好。发沿越少越好。FF1在t2、t4时刻翻转，可选Q0。FF2在t4、t6时刻翻转，可选Q0。1112电电路路图图5检查电路能否自启动检查电路能否自启动6将无效状态110、111代入输出方程和状态方程计算：电路能够自启动。特性方程：13例4 设计一个三位二进制同步加法计数器，设计一个三位二进制同步加法计数器，状态转换如下图所示：状态转换如下图所示：解：由状态转换图，得状态转换表解：由状态转换图，得状态转换表状态图14CPQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1C1 0 0 00 0 1020 0 10 1 0030 1 00 1 1040 1 11 0 0051 0 01 0 1061 0 11 1 0071 1 01 1 1081 1 1 0 0 0115(2)画出每个触发器的状态卡诺图 Q1nQ0nQ2n0001111000010101000111101110000111(3)求每个触发器的状态方程16输出方程：时钟方程：(4)选JK触发器，求驱动方程时钟方程、输出方程17（6）由于没有无效状态，电路能自启动(5)画电路图18例5 设计一个三位二进制同步减法计数器，设计一个三位二进制同步减法计数器，状态转换如下图状态转换如下图19时序图FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次FF1在Q0=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。20电路图由于没有无效状态，电路能自启动。推广到n位二进制同步减法计数器驱动方程输出方程213位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器设用U/D表示加减控制信号，且U/D0时作加计数，U/D 1时作减计数，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。输出方程22电路图23例6 设计一个三位二进制异步加法计数器设计一个三位二进制异步加法计数器状态图24时钟方程：时序图FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次，FF1在Q0由1变0时翻转，FF2在Q1由1变0时翻转。253个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T型。驱动方程：电路图263位二进制异步减法计数器位二进制异步减法计数器状态图选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。输出方程：27时钟方程：时序图FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次，FF1在Q0由0变1时翻转，FF2在Q1由0变1时翻转。283个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T型。驱动方程：电路图29二进制异步计数器二进制异步计数器级间连接规律级间连接规律30