數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課件1

1、5.1.1 時(shí)序電路的基本分析方法時(shí)序電路的基本分析方法1. 分析步驟分析步驟時(shí)序電路時(shí)序電路時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)表狀態(tài)表狀態(tài)圖狀態(tài)圖時(shí)序圖時(shí)序圖CP觸觸發(fā)發(fā)沿沿特性方程特性方程輸出方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程計(jì)算計(jì)算2. 分析舉例分析舉例時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程CPCPCPCP 210輸出方程輸出方程nnnQQQY012 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程nnQK,QJ2020 nnQK,QJ0101 nnQK,QJ1212 狀態(tài)方程狀態(tài)方程特性方程特性方程nnnnnnQQQQQQ2020210 nnnnnnQQQQQQ0101011 nnnnnnQQQQQQ1212112 例例 5.1.1 解解 1

2、J1KC10Q0Q1J1KC11J1KC11Q2Q1Q2Q&FF1FF0FF2CPYnnQQ210 nnQQ011 nnQQ112 nnnQQQY012 CP Q2 Q1 Q0 Y0123450120 0 010 0 110 1 111 1 111 1 0101 0 00 1 011 0 110 1 01000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效狀態(tài)和有效循環(huán)有效狀態(tài)和有效循環(huán)010101/1/1無(wú)效狀態(tài)和無(wú)效循環(huán)無(wú)效狀態(tài)和無(wú)效循環(huán)能否自啟動(dòng)能否自啟動(dòng)?能自啟動(dòng)：能自啟動(dòng)： 存在無(wú)效狀態(tài)，但沒(méi)有存在無(wú)效狀態(tài)，但沒(méi)有形成循環(huán)。形成循環(huán)。不能自啟動(dòng)：不能自啟動(dòng)： 無(wú)效狀態(tài)形成

3、循環(huán)。無(wú)效狀態(tài)形成循環(huán)。方法方法2 利用卡諾圖求狀態(tài)圖利用卡諾圖求狀態(tài)圖nnQQ210 nnQQ011 nnQQ112 11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 011111101000 010 110100000 001 011111 110 100010 101 000001/1011/1111/1110/1100/1/01 2 3 4 5

4、 6CPCP下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)Q2Q1Q0000001011111110100000Y 例例 5.1.2 時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程CPCPCPCP 210輸出方程輸出方程nnQSQY021 nnnQQQY0122 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程100 KJnnnQKSQQJ01201 , SQQKQQJnnnn102012 , nnnQKQJQ 1nnQQ010 狀態(tài)方程狀態(tài)方程nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 解解 nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 nnQQ010

5、10110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10010010010001 11 1010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10101010000001 11 1010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10100110010001 11 10S = 0Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 010 100 011101 110 000 111S = 1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 010 100 011101 000 000 111輸入輸入現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)輸

6、出輸出SQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y1Y200000000111111110 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 10 0 01 1 10 0 00 00 00 00 00 00 00 00 10 00 00 00 00 01 00 01 1000 001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/

7、001110/000/011/101101111/00能自啟動(dòng)能自啟動(dòng)012QQQS/Y1Y21/11000 001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/001110/000/011/101101111/00當(dāng)當(dāng) S = 0 時(shí)，每時(shí)，每 8 個(gè)個(gè) CP 一個(gè)循環(huán)；一個(gè)循環(huán)；當(dāng)當(dāng) S =1 時(shí)，每時(shí)，每 6 個(gè)個(gè) CP 一個(gè)循環(huán)。一個(gè)循環(huán)。 例例 5.1.3 異步時(shí)序電路異步時(shí)序電路1DC10Q0Q1DC11DC11Q1Q&FF1FF0FF2CP&2Q2Q 解解 時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程CPCPCP 2001QCP 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)狀態(tài)方程方程nnQQD020

8、nQD11 nnQQD012 DQn 1nnnQQQ0210 (CP 有效有效)nnQQ111 (Q0 有效有效)nnnQQQ0112 (CP 有效有效)現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)輸出輸出Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1時(shí)鐘條件時(shí)鐘條件0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1CPCPCP 2001QCP CP2 CP0CP2 CP1 CP0CP2 CP0CP2 CP1 CP0CP2 CP0CP2 CP1 CP0CP2 CP0CP2 CP1 CP0nnnQQQ0210 nnQQ111 nnnQQQ0112 1010000001100110000100

9、01000001 010 011 100101 110 111能自啟動(dòng)能自啟動(dòng)CPCPCP 2001QCP 000001 010 011 100不畫(huà)無(wú)不畫(huà)無(wú)效狀態(tài)效狀態(tài)1 2 3 4 5CPQ0Q0Q1Q25.1.2 時(shí)序電路的基本設(shè)計(jì)方法時(shí)序電路的基本設(shè)計(jì)方法1. 設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì)的一般步驟時(shí)序邏輯時(shí)序邏輯問(wèn)題問(wèn)題邏輯邏輯抽象抽象狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）圖（表）狀態(tài)狀態(tài)化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)最簡(jiǎn)狀態(tài)最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式電路方程式（狀態(tài)方程）（狀態(tài)方程）求出求出驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程選定觸發(fā)選定觸發(fā)器的類(lèi)型器的類(lèi)型邏輯邏輯電路圖電路圖檢查能否檢查能否自啟動(dòng)自啟動(dòng)2. 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例按如下

10、狀態(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1nnnQQQ012 解解 已給出最簡(jiǎn)狀態(tài)圖，若用同步方式：已給出最簡(jiǎn)狀態(tài)圖，若用同步方式：00 01 11 1001 nQ2nnQQ01Y000001 02QQY 為方便，略去為方便，略去右上角右上角 標(biāo)標(biāo)n。00 01 11 1001 nQ2nnQQ0110 nQ101010 010QQn 11 nQ0100101211QQQQQQn 12 nQ0011020112QQQQQn 例例 5.1.3.4 010QQn 0101211QQQQQQn 020112QQQQQn 選用選用 JK 觸

11、發(fā)器觸發(fā)器100 KJ01021 , QKQQJ 約束項(xiàng)約束項(xiàng)022201)(QQQQQQ 02201201QQQQQQQQ 02201QQQQQ CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&110111000能能自啟動(dòng)自啟動(dòng)/0/102012 QK,QQJ 例例 5.1.5 按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000 /00001010011100101 /00 /001/001/001101/001111/00nnnQQQ012P/Y1Y2 解解 CPCPCPCP 210 0100PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000000000001 1

12、1 10Y1 0000PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000001000001 11 10Y2nnQQPY011 nnnQQQY0122 選用上升沿觸發(fā)的選用上升沿觸發(fā)的 D 觸發(fā)器觸發(fā)器000 /00001010011100101 /00 /001/001/001101/001111/00010QQn 010111QQQQQn 012021212 QQQPQQQQQn = D0= D1= D2Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+

13、1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q0n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10

14、0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q2n+1 Q0n+11/1 例例 5.1.6 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入3 或或 3 個(gè)以上數(shù)據(jù)個(gè)以上數(shù)據(jù)1時(shí)輸出為時(shí)輸出為 1，否則為，否則為 0。 解解 S0 原始狀態(tài)原始狀態(tài)(0)S1 輸入輸入1個(gè)個(gè)1S2 連續(xù)輸入連續(xù)輸入 2 個(gè)個(gè) 1S3 連續(xù)輸入連續(xù)輸入 3 或或 3 個(gè)以上個(gè)以上 1S0S1S2S3X 輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)Y 輸出入數(shù)據(jù)輸出入數(shù)據(jù)0/01/00/01/00/00/01/1S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/0S0S1S20/01/00/01/00/01/1M = 3，取取 n = 2S0 = 00S0 = 01S0 = 110001110/01/00/01/00/01/1選選 JK ( ) 觸發(fā)器觸發(fā)器