第五章 时序逻辑-zhao.ppt

* 预置端送0 * 在计数器计到最大数时，置入计数器状态转换图中的最小数，作为计数循环的起点； 可以在计数到某个数之后，置入最大数，然后接着从0开始计数。 如果用N进制计数器构成M进制计数器，需要跳过（N－M）个状态。或在N进制计数器计数长度中间跳过（N－M）个状态。 3、置数法 置数法即对计数器进行预置数，方法如下： * 例：试用74161采用置数法构成十二进制计数器。 Q3Q2Q1Q0=1111 QCC=1 Q3Q2Q1Q0=0100 * Q3Q2Q1Q0=1010 Q3Q2Q1Q0=1111 * Q3Q2Q1Q0=0101 Q3Q2Q1Q0=1010 * 5.6 时序逻辑电路的设计方法 步骤 设计要求 原始状态图 最简状态图 画电路图 检查电路能否自启动 1 2 4 6 选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程 5 状态分配 3 化简 * 例1 设计一个时序电路，要求如图所示状态图。 状态化简 2 状态分配 3 已经最简。 已是二进制状态。 4 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。 输出方程： 采用同步方案，故时钟方程为 状态方程 * 不化简，以便使之与JK触发器的特性方程的形式一致。 * 比较，得驱动方程： * 电路图 5 * 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。 * 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 输出Y 000000001000110 例2 1 建立原始状态图 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； 若继续输入1，由状态S1转入状态S2，并输出0； 如果仍接着输入1，由状态S2转入状态S3，并输出1； 此后若继续输入1，电路仍停留在状态S3，并输出1。 S0 S1 S2 S3 1/0 1/0 1/1 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 * 状态化简 2 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。 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。 * 状态分配 3 S0=00S1=01S2=10 * 4 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 * 比较，得驱动方程： * 电路图 5 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。 * 试设计一个能控制光点右移、左移、停止的控制电路。 光点右移表示电机正转，光点左移表示电机反转，光点停止移动表示电机停转。 电机运转规律如下：正转20秒—停10秒—反转20秒—停10秒—正转20秒……。 例5-10 * 解：光点移动可通过发光二极管的亮、灭变化显示出来。为此控制电路应包含两部分：发光二极管的驱动电路和产生控制脉冲的电路。 如果四个发光二极管中只有一个亮，并能从左向右或从右向左依次亮，就形成了光点的移动。 四位双向移位寄存器74194具有送数、左移、右移、保持功能。用74194驱动发光二极管，便可得到符合题目要求的功能。 S1S0=11送数， S1S0=01右移 20秒， S1S0=10左移 20秒， S1S0=00保持 10秒。 QAQBQCQD=1000 环型移位 六进制计数器 * 74161构成六进制计数器。Q2Q1Q0为74138地址输入A2A1A0，产生所需的S1S0的脉冲序列。真值表如表5-12示。 表5-10 六进制计数器真值表 送数 右移 右移 保持 左移 左移 保持 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 × × × 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 S1 S0 Q2 Q1 Q0 M 说 明 寄存器控制 计数器状态 控 制 * 图5-10为四位上升沿触发D触发器74LS175的逻辑图。在时钟