《数字电子技术 》课件第5章 (2).pptVIP

图5.5.3双向移位寄存器74LS194D逻辑功能仿真实验电路用鼠标双击数字信号发生器图标，打开数字信号发生器面板，设置对应串行输入信号SR和SL代码的4位十六进制数码；设置输出数据的起始地址（Inital）和终止地址（Final）；设置循环（Cycle）和单帧（Burse）输出速率的输出频率（Frequency）；选择循环（Cycle）输出方式，如图5.5.4所示。图5.5.4数字信号发生器控制面板分别按下键盘［1］或［0］键，设置S1S0参数，决定双向移位寄存器的工作方式。通过观测逻辑指示灯的显示状态可以发现，当S1S0＝00时，寄存器输出保持原态不变，当S1S0＝01时，寄存器工作在向右移位方式，此时右移输入端SR的串行输入数据如图5.5.4右图所示的“0011”四个数循环，所以可以观测到4个逻辑指示灯状态为依次向右同时点亮两盏指示灯。当S1S0＝10时，工作在向左移位方式，此时左移输入端SL的串行输入数据如图5.5.4右图所示的“0101”四个数循环，所以可以观测到4个指示灯分QA、QC和QB、QD两组间隔点亮；当S1S0＝11时，工作在并行输入方式，可观测到并行输出端QA、QB、QC、QD的四个指示灯的状态与输入端A、B、C、D的四个指示灯的状态一一对应且完全相同。最后打开逻辑分析仪面板观测时序图，如图5.5.5所示，仿真结果与工作原理完全相符。图5.5.5测试电路工作波形图2.简单时序逻辑电路设计

［例5.4.3］试设计一个序列脉冲检测器，当连续输入信号110时，该电路输出为1，否则输出为0。

［解］由设计要求可知，要设计的电路有一个输入信号X和一个输出信号Z，电路功能是对输入信号进行检测。（1）由给定的逻辑功能确定电路应包含的状态，并画出原始状态图。因为该电路在连续收到信号110时，输出为1，其他情况下输出为0，因此要求该电路能记忆收到的输入为0，收到1个1，连续收到两个1，连续收到110后的状态，由此可见,该电路应有4个状态，用S0表示输入为0时的电路状态（或称初始状态），S1、S2、S3分别表示收到一个1，连续收到两个1和连续收到110时的状态。先假设电路处于状态S0，在此状态下，电路可能输入有X=0和X=1两种情况。若X=0，则输出Z=0，且电路应保持在状态S0不变；若X=1，则Z=0，但电路应转向状态S1，表示电路收到一个1。现在以S1为现态，若这时输入X=0，则输出Z=0，且电路应回到S0，重新开始检测；若X=1，则输出Z=0，且电

路应进入S2，表示已连续收到两个1。又以S2为现态，若输入X=0，则输出Z=1，电路应进入S3状态，表示已连续收到110；若X=1，则Z=0，且电路应保持在状态S2不变。再以S3为现态，若输入X=0，则输出Z=0，电路应回到状态S0，重新开始检测；若X=1，则Z=0，电路应转向状

态S1，表示又重新收到了一个1。根据上述分析，可以画出该例题的原始状态图，如图5.4.10（a）所示。图5.4.10例5.4.3状态图（a）原始状态图;（b）简化状态图;（c）状态编码（2）状态化简。观察图5.4.1便知，S0和S3是等价状态，因为当输入X=0时，输出Z都为0，而且次态均转向S0；当X=1时，输出Z都为0，而且次态均转向S1，所以

S0和S3可以合并。去掉S3的圆圈及由此圆圈出发的连线，将指向S3的连线指向S0，得到简化后的状态图，如图5.4.10（b）所示。（3）状态编码及画编码形式的状态图和状态表。由图5.4.10（b）可知，该电路有3个状态，可以用2位二进制代码组合（00、01、10、11）中的任意三个代码表示，这里取00、01、11分别表示S0、S1、S2，即令S0=00，S1=01，S2=11。图5.4.10（c）是该例的编码形式的状态图。

由编码形式的状态图可画出编码后的状态表如表5.4.4

所示。（4）选择触发器类型并确定各触发器的驱动方程及电路的输出方程。

①根据式2n-1M≤2n可知，3个状态需用两个触发器，这里选用JK触发器。

②确定各触发器的驱动方程及电路的输出方程：

根据表5.4.4及JK触发器的驱动表，画出各触发器驱动信号及电路输出信号的真值表，如表5.4.5所示，由此表画出各触发器JK端和电路输出端Z的卡诺图，如图5