数字电子技术第六章时序逻辑电路的设计方法.ppt

6.6用multisim分析时序逻辑电路 例:分析下图的计数器电路。求电路的时序图.说明这是几进制的计数器。 比较，得驱动方程： 电路图 检查电路能否自启动 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。 例 设计一个“111…”序列检测器，用来检测串行二进制序列，要求每当连续输入3个（或3个以上）1时，检测器输出为1，否则输出为0。其典型输入输出序列如下。 输入x：0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 输出Z：0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 A 1/0 B C 0/0 1/1 0/0 1/0 （b） 0/0 1/1 0/0 D 建立原始状态图 状态化简 B/0 C/0 D/1 D/1 A/0 A/0 A/0 A/0 A B C D X=1 X=0 次态/输出Z 现态 B/0 C/0 C/1 A/0 A/0 A/0 A B C X=1 X=0 次态/输出Z 现态 因最小化状态表中有3个状态，故状态编码的长度为2，设状态变量为y2和y1。由状态分配的基本原则分别可得： （1）状态对BC，AB，AC应分配相邻代码； （2）状态对AB，AC，应分配相邻代码； （3）状态对AB应分配相邻代码； （4）状态A应为逻辑0 状态分配 1 A B C y2 y1 0 1 0 状态分配方案 01/0 11/0 11/1 00/0 00/0 00/0 00 01 11 X=1 X=0 现 态 y2 y1 选触发器，求输出、次态、驱动方程 次态 0 0 0 d 0 0 1 d 0 d 0 d 0 d d 1 d 1 d 1 d d d d 1 d 1 d 1 d 1 d d 0 d 0 d d d d 0 0 0 0 0 0 d d 0 1 1 1 1 1 d d 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 输出 Z 激励函数 J2 K2 J1 K1 现态 y2 y1 输入x 检查电路能否自启动 次态 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 输出 Z 激励函数 J2 K2 J1 K1 现态 y2 y1 输入x 一旦电路处于无用状态“10”，不管输入为1还是为0，经过一个时钟节拍，电路可自动进入有效序列。说明电路无挂起现象，但从输出来看，若电路处于无用状态“10”，当输入为1时，电路错误地输出一个1。为了消除这个错误输出。电路输出应修改如下 Y2 J2 K2 X CP Y1 J1 K1 1 Y1 Z 电路图 由输出卡诺图可得电路的输出方程： 根据次态卡诺图和D触发器的驱动表可得各触发器的驱动卡诺图： 由各驱动卡诺图可得电路的驱动方程： 若用D触发器实现，画出电路的次态和输出卡诺图。 0/0 1/0 10 0/0 01 Q 1/1 0/0 11 1/1 1/0 1 X/Y 0 00 0/0 Q Q 0 ∧ C1 1D Q ∧ C1 1D Q X CP Q 1 Y 电路无挂起现象；但从输出来看，若电路处于无用状态“10”，当输入为1时，电路错误地输出一个1。为了消除这个错误输出。电路输出应修改如下 画逻辑图。根据驱动方程和输出方程，画出逻辑图。 检查能否自启动。 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 建立原始状态图 S0 S1 S2 S3 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； 1/0 X/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。 0/0 0/0 0/0 0/0 状态分配不同得到的结果不同 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 状态分配 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=10 选触发器，