第5章++时序逻辑电路+自做精讲.ppt

* 2）设置状态。  分析题意可知，该电路必须记住以下几件事：收到了一个1；连续收到了两个1；连续收到了三个1。因此，加上初始状态，共需四个状态，并规定如下：  S0： 初始状态， 表示电路还没有收到一个有效的1。 S1： 表示电路收到了一个1的状态。  S2： 表示电路收到了连续两个1的状态。  S3： 表示电路收到了连续三个1的状态。 * 3） 画状态图，列状态表 当电路处于S0状态时，表示电路还没有收到一个有效的1，则输出Z=0；若输入X=0，则电路保持S0状态不变；若输入X=1， 电路应记住输入了一个1， 电路应转向新状态S1。当电路处于S1状态时，表示电路收到了一个1，则输出Z=0；若输入X=0，电路回到S0状态重新开始；若输入X=1，电路应记住连续输入了两个1，因此，电路应转向新状态S2。当电路处于S2状态时， 表示电路收到了两个1，则输出Z=0；若输入X=0，电路回到S0状态重新开始；若输入X=1，电路应记住连续输入了三个1， 因此，电路应转向新状态S3。当电路处于S3状态时，表示电路收到了三个1，则输出Z=1；若输入X=0，电路回到S0状态重新开始；若输入X=1，根据题意，电路可保持原状态S3不变即可。 这样，就可以得到原始状态图， 并可作状态表如下表所示。 * 图5-37 例5.4.2的原始状态图 * 例5.4.2型原始状态表 * （4）状态化简。状态化简就是合并等效状态。所谓等效状态就是那些在相同的输入条件下，输出相同、次态也相同的状态。观察图5-37可知，S2 和S3 是等价状态，所以将S2和S3 合并，并用S2 表示，图5-38是经过化简之后的状态图。 （5）状态分配，列状态转换编码表。本例中取S0 = 00 、S1 = 01 、S2 = 11。图5-39是该例的编码形式的状态图。 图5-38 化简后的状态图 图5-39 例5.5.1编码后的状态图 * 由图5-39可画出编码后的状态表如表5-13所示。 （6）选择触发器，求出状态方程、驱动方程和输出方程。 本例选用2个D触发器，列出D触发器的驱动表如表5-14所示。画出电路的次态和输出卡诺图如图5-40所示。由输出卡诺图可得电路的输出方程： 表5-13 例5.4.2的编码状态表 X 01/0 11/0 11/1 00/0 00/0 00/0 0 0 0 1 1 1 1 0 图14-41 例14.4.2次态和输出卡诺图 图5-40 例5.5.1次态和输出卡诺图 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 D Qn → Qn+1 表5-14 D触发器的驱动表 * 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如图5-41所示。由各驱动卡诺图可得电路的驱动方程： 图5-41 例5.5.1各触发器的驱动卡诺图 * （7）画逻辑图。根据驱动方程和输出方程，画出该串行数据检测器的逻辑图如图5-42所示。 （8）检查能否自启动。图5-43是图5-42电路的状态图，可见，电路能够自启动。 图5-42 例5.5.1的逻辑图 图5-43 检查自启动 * 选JK触发器完成的电路 ② 状态分配。 该时序电路共有三个状态，采用两个JK触发器，状态变量为Q1、Q0。 按原则一，S1S2相邻；按原则二，S0S1和S0S2相邻； 按原则三，S0S1相邻。综合考虑后分配S0S1和S1S2相邻，这样就不能兼顾S0S2相邻，状态分配编码表如图所示。 最后状态分配为S0=00, S1=10，S2=11。状态分配后得到如表二进制状态表，它是一个非完全描述时序电路的设计。 * * ③ 确定激励函数和输出函数。 根据状态表填写次态和输出函数卡诺图，从而求得次态和输出方程组，然后将各状态方程与所选用的触发器的特征方程对比，便可求出激励函数。这种方法称为状态方程法。 当选用JK触发器时，为了使状态方程与触发器的特征方程便于对比，尽可能将状态方程写成 的形式，因此，必须将次态卡诺图按现态Qi=1和Qi=0分成两个子卡诺图，然后分别在子卡诺图中画圈