數(shù)字電路基礎(chǔ)ch同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)演示文稿

數(shù)字電路基礎(chǔ)ch同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有38頁\編輯于星期一優(yōu)選數(shù)字電路基礎(chǔ)ch同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)ppt現(xiàn)在是2頁\一共有38頁\編輯于星期一6.3同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)

同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)是分析的逆過程,其任務(wù)是根據(jù)實(shí)際邏輯問題的要求，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)給定邏輯功能的電路?，F(xiàn)在是3頁\一共有38頁\編輯于星期一設(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(dòng)12466.3時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6.3.1時(shí)序電路的設(shè)計(jì)步驟：選觸發(fā)器，求時(shí)鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程5狀態(tài)分配3化簡現(xiàn)在是4頁\一共有38頁\編輯于星期一(1)根據(jù)給定的邏輯功能建立原始狀態(tài)圖和原始狀態(tài)表(2)狀態(tài)化簡-----求出最簡狀態(tài)圖；合并等價(jià)狀態(tài)，消去多余狀態(tài)的過程稱為狀態(tài)化簡等價(jià)狀態(tài)：在相同的輸入下有相同的輸出，并轉(zhuǎn)換到同一個(gè)次態(tài)去的兩個(gè)狀態(tài)稱為等價(jià)狀態(tài)。①明確電路的輸入條件和相應(yīng)的輸出要求，分別確定輸入變量和輸出變量的數(shù)目和符號。②找出所有可能的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系。③根據(jù)原始狀態(tài)圖建立原始狀態(tài)表?，F(xiàn)在是5頁\一共有38頁\編輯于星期一(3)狀態(tài)編碼（狀態(tài)分配）；(4)選擇觸發(fā)器的類型(6)畫出邏輯圖并檢查自啟動(dòng)能力。給每個(gè)狀態(tài)賦以二進(jìn)制代碼的過程。根據(jù)狀態(tài)數(shù)確定觸發(fā)器的個(gè)數(shù)，(5)求出電路的激勵(lì)方程和輸出方程；（M:狀態(tài)數(shù);n:觸發(fā)器的個(gè)數(shù)）2n-1<M≤2n

現(xiàn)在是6頁\一共有38頁\編輯于星期一例1用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)8421BCD碼同步十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器。

8421碼同步十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表000010019100100018000111107111001106011010105101000104001011003110001002010010001100000000次態(tài)現(xiàn)態(tài)計(jì)數(shù)脈沖CP的順序6.3.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例現(xiàn)在是7頁\一共有38頁\編輯于星期一000010019100100018000111107111001106011010105101000104001011003110001002010010001100000000次態(tài)現(xiàn)態(tài)計(jì)數(shù)脈沖CP的順序(2)確定激勵(lì)方程組0000100100011110011010100010110001001000激勵(lì)信號D3、D2、D1、D0是觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)的函數(shù)D3、D2、D1、D0、是觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)還是次態(tài)的函數(shù)？現(xiàn)在是8頁\一共有38頁\編輯于星期一畫出各觸發(fā)器激勵(lì)信號的卡諾圖

現(xiàn)在是9頁\一共有38頁\編輯于星期一畫出完全狀態(tài)圖電路具有自啟動(dòng)能力(3)畫出邏輯圖，并檢查自啟動(dòng)能力現(xiàn)在是10頁\一共有38頁\編輯于星期一畫出邏輯圖T現(xiàn)在是11頁\一共有38頁\編輯于星期一復(fù)位電路VCCVCCRESETRESET現(xiàn)在是12頁\一共有38頁\編輯于星期一例2:例2設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測器。電路的輸入信號X是與時(shí)鐘脈沖同步的串行數(shù)據(jù)，其時(shí)序關(guān)系如下圖所示。輸出信號為Z；要求電路在X信號輸入出現(xiàn)110序列時(shí)，輸出信號Z為1，否則為0。a——初始狀態(tài);b——A輸入1后;c——A輸入11后;d——A輸入110后。2.）定義輸入輸出邏輯狀態(tài)和每個(gè)電路狀態(tài)的含義；1.）確定輸入、輸出變量及電路的狀態(tài)數(shù):輸入變量：A狀態(tài)數(shù)：4個(gè)輸出變量：Z解:(1)根據(jù)給定的邏輯功能建立原始狀態(tài)圖和原始狀態(tài)表現(xiàn)在是13頁\一共有38頁\編輯于星期一

2.狀態(tài)化簡列出原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換表b/0a/0dc/0d/1cc

/0a

/0bb

/0a

/0aA=1A=0次態(tài)/輸出現(xiàn)態(tài)c/0a/1cc/0a/0bb/0a/0aA=1A=0次態(tài)／輸出現(xiàn)態(tài)abc0/01/00/01/01/00/1現(xiàn)在是14頁\一共有38頁\編輯于星期一3、狀態(tài)分配令a=00，b=01，c=11，11

/000

/11111

/000

/00101

/000

/000A=1A=0Q1n+1Q0n+1／Y現(xiàn)態(tài)Q1Q04、選擇觸發(fā)器的類型觸發(fā)器個(gè)數(shù):兩個(gè)。類型：采用對CP下降沿敏感的JK觸發(fā)器。abc0/01/00/01/01/00/1現(xiàn)在是15頁\一共有38頁\編輯于星期一

5.求激勵(lì)方程和輸出方程11

/000

/11111

/000

/00101

/000

/000A=1A=0Q1n+1Q0n+1／Y現(xiàn)態(tài)Q1Q0J=XK=1J=1K=XJ=XK=0J=0K=X狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及激勵(lì)信號K0J0K1J1激勵(lì)信號YA0000000××00010100××1010000

0××1×00111101××0110001×1×1111110×0現(xiàn)在是16頁\一共有38頁\編輯于星期一

卡諾圖化簡得激勵(lì)方程輸出方程Q1Q0AQ1Q0AQ0AQ1Q1Q0AQ0AQ1現(xiàn)在是17頁\一共有38頁\編輯于星期一

6.根據(jù)激勵(lì)方程和輸出方程畫出邏輯圖,并檢查自啟動(dòng)能力激勵(lì)方程輸出方程現(xiàn)在是18頁\一共有38頁\編輯于星期一當(dāng)=10時(shí)100001110/01/00/01/01/00/10/11/0輸出方程能自啟動(dòng)檢查自啟動(dòng)能力和輸出A=0

=00A=1

=11現(xiàn)在是19頁\一共有38頁\編輯于星期一輸出方程修改電路現(xiàn)在是20頁\一共有38頁\編輯于星期一思考若不用激勵(lì)表,而用求狀態(tài)方程的方法,結(jié)果如何?現(xiàn)在是21頁\一共有38頁\編輯于星期一現(xiàn)在是22頁\一共有38頁\編輯于星期一例3用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)狀態(tài)變化滿足下狀態(tài)圖的時(shí)序邏輯電路現(xiàn)在是23頁\一共有38頁\編輯于星期一1、列出原始狀態(tài)表原始狀態(tài)表f/1a/0gf/1g/0ff/1a/0ef/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次態(tài)/輸出（Sn+1/Y）現(xiàn)態(tài)（Sn）現(xiàn)在是24頁\一共有38頁\編輯于星期一f/1a/0gf/1g

/0ff/1a/0ef/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次態(tài)/輸出（Sn+1/Y）現(xiàn)態(tài)（Sn）第一次化簡狀態(tài)表f/1e

/0ff/1a/0ef/1e

/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次態(tài)/輸出（Sn+1/Y）現(xiàn)態(tài)（Sn）2、狀態(tài)表化簡現(xiàn)在是25頁\一共有38頁\編輯于星期一011/1000/0100011/1100/0011011/0000/0010011/0010/0001001/0000/0000A=1A=0次態(tài)/輸出（Sn+1/Y）現(xiàn)態(tài)（Sn）已分配狀態(tài)的狀態(tài)表3、狀態(tài)編碼a=000;b=001;c=010;d=011;e=100最后簡化的狀態(tài)表d/1a/0ed/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次態(tài)/輸出（Sn+1/Y）現(xiàn)態(tài)（Sn）現(xiàn)在是26頁\一共有38頁\編輯于星期一三種狀態(tài)分配方案狀態(tài)方案1自然二進(jìn)制碼方案2格雷碼方案3“一對一”a00000000001b00100100010c01001100100d01101001000e10011010000現(xiàn)在是27頁\一共有38頁\編輯于星期一狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表11101001000000011110111000010110011010100000001001101100001001000100100000000000Y(D0)(D1)(D2)A3、求激勵(lì)方程、輸出方程現(xiàn)在是28頁\一共有38頁\編輯于星期一

現(xiàn)在是29頁\一共有38頁\編輯于星期一畫出邏輯電路現(xiàn)在是30頁\一共有38頁\編輯于星期一畫出完整的狀態(tài)圖，檢查所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器能否自啟動(dòng).現(xiàn)在是31頁\一共有38頁\編輯于星期一1建立原始狀態(tài)圖例4設(shè)計(jì)一個(gè)按自然態(tài)序變化的7進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)規(guī)則為逢七進(jìn)一，產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位輸出。狀態(tài)化簡2狀態(tài)分配3已經(jīng)最簡。已是二進(jìn)制狀態(tài)?，F(xiàn)在是32頁\一共有38頁\編輯于星期一4選觸發(fā)器，求時(shí)鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程因需用3位二進(jìn)制代碼，選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。由于要求采用同步方案，故時(shí)鐘方程為：輸出方程：現(xiàn)在是33頁\一共有38頁\編輯于星期一狀態(tài)方程不化簡，以便使之與JK觸發(fā)器的特性方程的形式一致?，F(xiàn)在是34頁\一共有38頁\編輯于星期一比較，得驅(qū)動(dòng)方程：電路圖5也可直接畫驅(qū)動(dòng)的卡諾圖

YFF0FF1FF2CPQ1Q1Q2Q21JC11K1JC11K1JC11K&Q0Q0&1&&現(xiàn)在是35頁\一共有38頁\編輯于星期一檢查電路能否自啟動(dòng)6將無效狀態(tài)111代入狀態(tài)方程計(jì)算：可見111的次態(tài)為有效狀態(tài)000，電路能夠自啟動(dòng)?，F(xiàn)在是36頁\一共有38頁\編輯于星期一例5：設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測電路，當(dāng)連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上1時(shí)，電路的輸出為1，其它情況下輸出為0。例如：輸入Y 0000000010001101建立原始狀態(tài)圖S0S1S2S3設(shè)電路開始處于初始狀態(tài)為S0。第一次輸入1時(shí)，由狀態(tài)S0轉(zhuǎn)入狀態(tài)S1，并輸出0；1/0X/Y若繼續(xù)輸入1，由狀態(tài)S1轉(zhuǎn)入狀態(tài)S2，并輸出0；1/0如果仍接著輸入1，由狀態(tài)S2轉(zhuǎn)