數(shù)字電子技術(shù)時序邏輯電路習(xí)題1課件

第六章習(xí)題時序邏輯電路習(xí)題一、時序邏輯電路的基本概念二、一般時序邏輯電路的分析和設(shè)計三、寄存器和移存器四、計數(shù)器五、序列碼發(fā)生器和順序脈沖發(fā)生器一、時序邏輯電路的基本概念1.定義2.結(jié)構(gòu)特點(1)電路由組合電路和存儲電路構(gòu)成，含記憶元件；(2)電路中含有從輸出到輸入的反饋回路；3.功能描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移表；狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；功能表；表達(dá)式；卡諾圖；電路圖；波形圖節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)③各觸發(fā)器的次態(tài)方程④電路的輸出方程(3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或波形圖(4)電路的邏輯功能描述作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表時，先列草表，再從初態(tài)(預(yù)置狀態(tài)或全零狀態(tài))按狀態(tài)轉(zhuǎn)移的順序整理。節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)2.設(shè)計步驟(1)根據(jù)要求，建立原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（或圖）；

①輸入/出變量個數(shù)；③狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系（輸入條件、輸出要求）

②狀態(tài)個數(shù)；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(2)化簡原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（狀態(tài)簡化或狀態(tài)合并）；②進(jìn)行順序比較，作隱含表①作狀態(tài)對圖③進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較④作最簡狀態(tài)轉(zhuǎn)移表a.列出所有的等價對。b.列出最大等價類。c.進(jìn)行狀態(tài)合并，并列出最簡狀態(tài)表。節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)三、寄存器和移存器1.寄存器和移存器電路結(jié)構(gòu)特點2.MSI移存器的功能及其典型應(yīng)用(1)74194的簡化符號、功能表(2)用74194實現(xiàn)串并行轉(zhuǎn)換四、計數(shù)器1.由SSI構(gòu)成的二進(jìn)制計數(shù)器的一般結(jié)構(gòu)(1)同步計數(shù)器(2)異步計數(shù)器節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)2.MSI二進(jìn)制、十進(jìn)制計數(shù)器3.任意進(jìn)制計數(shù)器(1)用觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計任意進(jìn)制計數(shù)器(2)用MSI計數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器(3)采用MSI任意進(jìn)制計數(shù)器①復(fù)0法（利用復(fù)位端）

②置數(shù)法（利用置數(shù)控制端，并行輸入端）

a.置最小數(shù)法b.預(yù)置0法c.置最大數(shù)法

節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)五、序列碼發(fā)生器和順序脈沖發(fā)生器1.序列碼發(fā)生器結(jié)構(gòu)類型2.計數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計（已知序列碼）3.移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計（已知序列碼）

4.順序脈沖發(fā)生器的構(gòu)成(1)輸出端較多時：采用計數(shù)器和譯碼器(2)輸出端較少時：采用環(huán)形計數(shù)器節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)解：(1)分析電路結(jié)構(gòu)(2)寫出四組方程觸發(fā)器的激勵方程②觸發(fā)器的次態(tài)方程節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)③電路的輸出方程節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表(4)電路邏輯功能：一位二進(jìn)制全加器，本位和由Z端子輸出，進(jìn)位由JKFF的Q端輸出。6.2試作出101序列檢測器的狀態(tài)圖。該同步電路有一根輸入線X，一根輸出線Z，對應(yīng)于輸入序列101的最后一個“1”，輸出Z=1，其余情況下輸出為“0”。(1)101序列可以重疊，例如：(2)101序列不可以重疊，例如：X：010101101Z：000101001X：0101011010Z：0001000010節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)③狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系S2S1S01/00/01/1題6.2(1)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖10101…X/Z節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)題6.2(1)的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/011…100…X/ZS2S1S01/00/01/1節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(2)解：①輸入變量為X、輸出變量為Z；檢測器XCPZ題6.2(2)的示意圖初態(tài)（沒有序列信號輸入時電路的狀態(tài)）為S0,設(shè)X恰為101。②狀態(tài)個數(shù)的確定；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)題6.2(2)的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/011…100…X/ZS2S1S01/00/01/1節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)[題6.5]串行數(shù)據(jù)檢測器，連續(xù)輸入4個或4個以上的1時，輸出為1，否則為0可逆二進(jìn)制計數(shù)器，A＝0時做加計數(shù)，A＝1時做減計數(shù)[題6.32]JK觸發(fā)器和門電路，4位循環(huán)碼計數(shù)器[題6.33]用D觸發(fā)器和門電路設(shè)計一個十一進(jìn)制計數(shù)器電路圖略。檢查自啟動略，能自啟動。[題6.34]控制步進(jìn)電動機(jī)。1表示電機(jī)繞組導(dǎo)通，0表示截止。M為輸入控制變量，M=1為正轉(zhuǎn)，M＝0為反轉(zhuǎn)。電路圖略。不能自啟動。例：設(shè)計一“011”序列檢測器，每當(dāng)輸入011碼時，對應(yīng)最后一個1，電路輸出為1。選T觸發(fā)器1、畫出原始狀態(tài)圖與原始狀態(tài)表輸入端X：輸出端Z：當(dāng)X出現(xiàn)011序列時，Z=1；否則Z=0ABCD1/00/00/01/10/00/01/01/0XSn01ABCDB/0A/0B/0C/0B/0D/1B/0A/0Sn+1/Zn2、狀態(tài)簡化XSn01ABCDB/0A/0B/0C/0B/0D/1B/0A/0原始狀態(tài)表XSn01ABCB/0A/0B/0C/0B/0A/13、狀態(tài)編碼00011011ABCQ1Q0--兩個觸發(fā)器狀態(tài)XQ1nQ0n0001011001/000/001/010/001/000/14、確定觸發(fā)器類型，編寫狀態(tài)表，求函數(shù)。

觸發(fā)器類型：選T觸發(fā)器編寫狀態(tài)表：現(xiàn)入Xn現(xiàn)態(tài)Q1nQ0n現(xiàn)驅(qū)動入T1T0次態(tài)Q1n+1Q0n+1現(xiàn)輸出Zn0000001101110001100000010000100101010100110010111）填X=0與X=1時電路的現(xiàn)態(tài)與次態(tài)，及相應(yīng)的現(xiàn)輸出2）填寫相應(yīng)的Ｔ1、Ｔ0的狀態(tài)根據(jù)現(xiàn)態(tài)與次態(tài)決定T值同：T=0不同：T=13）填Ｔ1、Ｔ0的卡諾圖，求函數(shù)的表達(dá)式狀態(tài)轉(zhuǎn)換表表達(dá)式為：Q1Q0取11組合的狀態(tài)未使用，在卡諾圖中暫按無關(guān)項處理（保證Z只有一個1輸出）5、畫邏輯電路圖6、檢查自啟動00111011現(xiàn)入Xn現(xiàn)態(tài)Q1nQ0n現(xiàn)驅(qū)動入T1T0次態(tài)Q1n+1Q0n+1現(xiàn)輸出Zn000000110111000110000001000010010101010011001011全功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換表11100100000110110/00/00/00/01/01/01/01/1例：設(shè)計一個模可變的同步遞增計數(shù)器。當(dāng)控制信號Ｘ＝0時為三進(jìn)制計數(shù)器；Ｘ＝１時為四進(jìn)制計數(shù)器。1、列原始狀態(tài)圖設(shè)輸入控制端：輸出端：Ｚ1（三進(jìn)制計數(shù)器的進(jìn)位輸出端）Ｚ2（四進(jìn)制計數(shù)器的進(jìn)位輸出端）00011011X/Z1，Z20/00/00/11/01/12、選觸發(fā)器類型，求函數(shù)觸發(fā)器類型：D個數(shù)：21/01/0X011現(xiàn)入X現(xiàn)態(tài)Q1Q0現(xiàn)驅(qū)動入D1D0次態(tài)Q1Q000000011011110001011000011001000000現(xiàn)輸出Z1Z2000001011000000輸出：00101100010101100113、畫出邏輯圖4、畫出全狀態(tài)圖000110110/00/00/11/11/01/01/00/0電路是一個自啟動電路，完成設(shè)計要求例：設(shè)計一個咖啡產(chǎn)品包裝線上用的檢測邏輯電路。正常工作狀態(tài)下，傳送帶順序送出成品，每三瓶一組，裝入一個紙箱中，如圖示。每組含兩瓶咖啡和一瓶咖啡伴侶，咖啡的頂蓋為棕色，咖啡伴侶頂蓋為白色。要求在傳送帶上的產(chǎn)品排列次序出現(xiàn)錯誤時邏輯電路能發(fā)出故障信號，同時自動返回初始狀態(tài)。首先需要得到區(qū)別兩種瓶蓋顏色的信號?？梢圆捎霉怆姍z測電路，利用棕、白兩色瓶蓋對入射光的反射率不同，在光接收器的輸出得到兩種不同的輸出信號。假定檢測到棕色瓶蓋時輸出為A=1,B=0,檢測到白色瓶蓋時輸出為A=0,B=1,沒有檢測到瓶蓋時，光電檢測器接收不到反射光，A=0,B=0。以故障為輸出變量，用Y表示，正常工作時Y=0,有錯誤時Y=1。設(shè)電路開始處于初始狀態(tài)為S0。不需化簡令：S0——00 S1——01 S2——10選D觸發(fā)器Q1Q0--兩個觸發(fā)器狀態(tài)經(jīng)化簡后，得：D0=

Q1n+1=Q0A+Q1AB D1=

Q0n+1=Q1Q0A+Q0ABY＝Q1B+Q1A