數(shù)字邏輯：第三章 時(shí)序邏輯5

根據(jù)邏輯功能要求，用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)邏輯電路。關(guān)鍵：1)確定應(yīng)有的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律；2)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，求得觸發(fā)器的激勵(lì)信號表達(dá)式?！?.7同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求原始狀態(tài)圖最簡狀態(tài)圖畫電路圖檢查電路能否自啟動1246時(shí)序電路的設(shè)計(jì)步驟：選觸發(fā)器，求輸出、驅(qū)動方程5狀態(tài)編碼3化簡輸入、輸出系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)每一狀態(tài)在規(guī)定條件下的轉(zhuǎn)移方向等價(jià)狀態(tài)

——如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上狀態(tài)，在相同的外部輸入下，各自的外部輸出相同，次態(tài)相同，則這幾個(gè)狀態(tài)為等價(jià)狀態(tài)。應(yīng)把等價(jià)狀態(tài)歸并為一個(gè)。2)狀態(tài)化簡：1)邏輯抽象，得狀態(tài)圖（表）：將化簡后的各狀態(tài)用二進(jìn)制代碼來表示。3)狀態(tài)編碼，得真值表：（1)確定觸發(fā)器個(gè)數(shù)（2）狀態(tài)分配（3）寫出編碼形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表4)由狀態(tài)圖（表）得驅(qū)動方程和輸出方程

（1)填卡諾圖：（2)化簡卡諾圖得激勵(lì)方程、輸出方程：例：用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)五進(jìn)制的加法計(jì)數(shù)器。觸發(fā)器個(gè)數(shù)nn＝31)原始狀態(tài)圖無輸入信號，有進(jìn)位輸出C，有5個(gè)狀態(tài)分別表示0—4。2)狀態(tài)化簡無需化簡。3)狀態(tài)編碼S0S1S4/1/0/0S2/0S3/0狀態(tài)分配按自然態(tài)序編碼。000001010011100/1/0/0/0/04)寫出輸出方程和驅(qū)動方程寫出編碼形式的狀態(tài)圖、真值表00000101001110010111011100011110Q1nQ0n01XXX10000Q2nC＝Q2n輸出方程：000001010011100101110111001010011100000xxxxxxxxx00001xxx00011110Q1nQ0n01XXX01010Q2nQ1的次態(tài)卡諾圖00011110Q1nQ0n01XXX01001Q2nQ0的次態(tài)卡諾圖驅(qū)動方程00011110Q1nQ0n01XXX00100Q2nQ2的次態(tài)卡諾圖對于D觸發(fā)器，要求狀態(tài)方程最簡；Q2n＋1

＝D2＝Q1nQ0nQ0n＋1

＝D0＝Q2nQ0n

000001010011100101110111000001010011100101110111001010011100000xxxxxxxxx00001xxxQ1n＋1

＝D1＝Q0nQ1n

＋Q0nQ1n5)畫出邏輯圖6)檢查自啟動將無效狀態(tài)101、110、111代入狀態(tài)方程計(jì)算：010101110/1/1100111/1電路能夠自啟動C＝Q2nQ2n＋1

＝D2＝Q1nQ0nQ0n＋1

＝D0＝Q2nQ0n

例設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)111序列檢測器，當(dāng)連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上1時(shí)，檢測器輸出為1，否則輸出為0。S0：初始狀態(tài)或序列失敗的狀態(tài)；輸入端X，輸出端YS0S1S21/01/01/10/00/00/01建立原始狀態(tài)圖S1：輸入一個(gè)1的狀態(tài)；S2：連續(xù)輸入二個(gè)1的狀態(tài)；X

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

0

0

0

0

1

1

1

1

00

01

10

11

00

01

10

11

x3選觸發(fā)器，求輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程2個(gè)D觸發(fā)器X

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

0

0

0

0

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1

1

1

00

01

10

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00

00xx01

10

10xx0

0

0

x0

01

x

狀態(tài)編碼2輸出方程狀態(tài)方程X

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Y

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00xx01

10

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0

0

x0

01

x

00011110Q1nQ0n011X000x00x00011110Q1nQ0n011X100x00x00011110Q1nQ0n010X010x00x電路圖4檢查電路能否自啟動5將無效狀態(tài)11代入狀態(tài)方程計(jì)算：1110001/10/0設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測器，當(dāng)輸入001或011序列時(shí)，檢測器輸出為1，否則輸出為0，且不重疊。如x：10011011，Y：00010001定狀態(tài)，建立原始狀態(tài)表（圖）輸入端X，輸出端YS0S1S2S30/00/00/00/01/11/01/01/11S0：初始狀態(tài)或序列失敗的狀態(tài)；S1：輸入一個(gè)0的狀態(tài)；S2：連續(xù)輸入二個(gè)0的狀態(tài)；S3：連續(xù)輸入01的狀態(tài)；狀態(tài)編碼列輸出方程和驅(qū)動方程Y=XQ1nX

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

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10

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xX

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1011++nnQQ

Y

0

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1

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01

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100100

11

00000

0

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01

1

00011110Q1nQ0n0111000000x2000110110/00/00/00/01/11/01/01/13列驅(qū)動方程選用D觸發(fā)器00011110Q1nQ0n0100101010xX

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

0

0

0

0

1

1

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1

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01

10

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00000

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01

1

00011110Q1nQ0n0100100101x例：設(shè)計(jì)一個(gè)自動售飲料機(jī)的邏輯電路：它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣。投入一元五角錢硬幣后機(jī)器自動給出一杯飲料；投入兩元（兩枚一元）硬幣后，在給出飲料的同時(shí)找回一枚五角的硬幣。輸入端A（1元)、B（5角），輸出端Y（飲）、Z（找）S0：未投幣；S0S1S201/0001/0000/0001/1010/1000/0010/0000/0010/11S1：投5角幣；S2：投1元幣；X

nnQQ01

1011++nnQQ

Y

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1011++nnQQ

Y

000000

00

1100

01

10

11

11

ABZ0000000100011010/0010/0000/0010/1001/1000/0001/0000/0001/11XXXX本章小結(jié)一、觸發(fā)器

基本RS觸發(fā)器

同步RS觸發(fā)器QRSQ

邊沿D觸發(fā)器Qn＋1＝D

邊沿JK觸發(fā)器

邊沿T觸發(fā)器En1．時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是：輸出不僅和輸入有關(guān)，且還和電路狀態(tài)有關(guān)。二、小規(guī)模時(shí)序電路

電路結(jié)構(gòu)：組合電路＋

觸發(fā)器。同步時(shí)序異步時(shí)序Moore型Mealy型2.