數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)第六章

數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)第六章第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、利用同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模M計(jì)數(shù)器的方法：(一）利用清除端的復(fù)位法。（反饋清零法）(二）利用置入控制端的置位法。（同步預(yù)置法）M<N,N為單片計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值利用清除端的復(fù)位法或置入控制端的置位法進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.M<N,N為多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)后的最大計(jì)數(shù)值當(dāng)要實(shí)現(xiàn)的模值M超過單片計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍時(shí)，必須首先將多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，以擴(kuò)大計(jì)數(shù)范圍（N=10n或16n），然后利用整體同步置入端的置數(shù)法和利用整體清除端復(fù)位法構(gòu)成模M計(jì)數(shù)器。多片74160、74162級(jí)聯(lián)，N=10n多片74161、74163級(jí)聯(lián)，N=16n6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1.M<N,N為單片計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值當(dāng)計(jì)數(shù)至SM時(shí)，利用SM狀態(tài)產(chǎn)生一清除信號(hào)，加到清0端，使計(jì)數(shù)器返回到S0狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)模M的計(jì)數(shù)器。(一）反饋清零法確定有效狀態(tài)（必須從全0開始）；產(chǎn)生異步清除端信號(hào)；畫邏輯圖。設(shè)計(jì)方法:第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例：應(yīng)用4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74161實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器，要求采用清除端復(fù)位法。分析：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定各種狀態(tài)0～9；

②畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；

(一）反饋清零法6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖為：注意：用來清0的瞬態(tài)為M，該狀態(tài)一經(jīng)出現(xiàn)馬上消失。(一）反饋清零法6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月☆為什么1010狀態(tài)不算在主循環(huán)內(nèi)，用波形圖說明畫出電路原理圖同步計(jì)數(shù)器最低位Q0在CP↑翻轉(zhuǎn)。先畫最低位Q0。

當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖上升沿到達(dá)后Q3Q2Q1Q0＝1010,/CR＝0。只要/CR=0,計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置0。1010只能使Q3Q1出現(xiàn)一個(gè)很窄的小毛刺。缺點(diǎn):Q1輸出波形上有毛刺。造成/CR脈沖寬度太窄，清0不可靠。&CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT741611(一）反饋清零法6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

&&0&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↑到來：1011G1G2G3010當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↓到來：01在第十個(gè)CP的作用下，Q端輸出的清0信號(hào)寬度和計(jì)數(shù)脈沖CP=1的持續(xù)時(shí)間相同。足以保證各級(jí)觸發(fā)器能正常工作?；居|發(fā)器Q=0，/CR=0,使Q3Q2Q1Q0=0000?；居|發(fā)器Q=1，/CR=1。000100加基本RS觸發(fā)器，使/CR脈沖寬度變寬克服清0不可靠的方法：CP1(一）反饋清零法第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工作波形圖：12345678910(一）反饋清零法第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)同步預(yù)置法：利用置數(shù)端，以置入某一固定二進(jìn)制數(shù)值的方法，從而使N進(jìn)制計(jì)數(shù)器跳躍(N-M)個(gè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)模值為M的計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)方法：

·確定有效狀態(tài)（連續(xù)的M個(gè)狀態(tài)）

·確定置入數(shù)據(jù)（由第1個(gè)狀態(tài)確定）

·產(chǎn)生同步置入端信號(hào)（由最后1個(gè)狀態(tài)確定）

·畫邏輯圖1.M<N,N為單片計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例、用74161的置入控制端構(gòu)成8進(jìn)制計(jì)數(shù)器（方法1）

若計(jì)數(shù)從QDQCQBQA=0000開始則有效狀態(tài)為00000001001000110111011001010100

置入數(shù)據(jù)為DCBA=0000同步置入信號(hào)(二)同步預(yù)置法第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例、用74161的置入控制端構(gòu)成8進(jìn)制計(jì)數(shù)器（方法2）

若計(jì)數(shù)從QDQCQBQA=0001開始則有效狀態(tài)為00010010001101001000011101100101

置入數(shù)據(jù)為DCBA=0001同步置入信號(hào)(二)同步預(yù)置法第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例、用74161的置入控制端構(gòu)成8進(jìn)制計(jì)數(shù)器（方法3）

利用進(jìn)位信號(hào)CO來控制同步置入端則有效狀態(tài)為QDQCQBQA10001001101010111111111011011100

置入數(shù)據(jù)為DCBA=1000同步置入信號(hào)(二)同步預(yù)置法第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161設(shè)計(jì)8421BCD碼計(jì)數(shù)器。解：8421BCD碼計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖所示

從狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以看出，當(dāng)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為1001時(shí)，74161不再執(zhí)行計(jì)數(shù)功能，而是要執(zhí)行置數(shù)功能，使161跳過6個(gè)狀態(tài)，使1001的下一個(gè)狀態(tài)為0000?？梢缘玫剑?/p>

D3D2D1D0=0000(二）同步預(yù)置法第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月畫出邏輯圖如圖

D3D2D1D0=0000例：用四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161設(shè)計(jì)8421BCD碼計(jì)數(shù)器。(二）同步預(yù)置法第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161設(shè)計(jì)余3BCD碼計(jì)數(shù)器。解：余3BCD碼計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖所示D3D2D1D0=0000

畫出邏輯圖(二）同步預(yù)置法第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月★置0000法：

例如，設(shè)計(jì)M10計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)信號(hào)為10－1＝9，即:Q3Q2Q1Q0=1001,

例如，設(shè)計(jì)M12計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)信號(hào)為12－1＝11，即:Q3Q2Q1Q0=1011,★置0000-1111之間任意數(shù)法：

從所置入數(shù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)開始順序數(shù)到M個(gè)狀態(tài)，利用此狀態(tài)產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)/LD。

例如，設(shè)計(jì)M12計(jì)數(shù)器，假定預(yù)置數(shù)為8，從8數(shù)到12個(gè)狀態(tài)，與第12個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的數(shù)，即為置數(shù)信號(hào)。由3（0011）產(chǎn)生置數(shù)譯碼信號(hào)，同步預(yù)置法設(shè)計(jì)規(guī)律：計(jì)數(shù)模值M，就由M

-1組成置數(shù)信號(hào)。(二）同步預(yù)置法第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2）M<N,N為多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)后的最大計(jì)數(shù)值當(dāng)要實(shí)現(xiàn)的模值M超過單片計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍時(shí)，必須首先將多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，以擴(kuò)大計(jì)數(shù)范圍（N=10n或16n）。級(jí)聯(lián)的方法可采用計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展（級(jí)聯(lián)）。然后利用整體同步置入端LD的置數(shù)法和利用整體清除端CR復(fù)位法構(gòu)成模M計(jì)數(shù)器。多片74160、74162級(jí)聯(lián)，N=10n多片74161、74163級(jí)聯(lián)，N=16n(二）同步預(yù)置法第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

74160是模10計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模853計(jì)數(shù)，須用三片74160級(jí)聯(lián)。⑵用異步清0法，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖輸入到第853個(gè)脈沖時(shí)產(chǎn)整體置0信號(hào)使計(jì)數(shù)器返回到初始狀態(tài)0000。☆利用各片間進(jìn)位信號(hào)快速傳遞方法，組成計(jì)數(shù)模值為1000計(jì)數(shù)器。⑴先設(shè)計(jì)模1000計(jì)數(shù)器：M=M1×M2×M3=10×

10×

10=1000計(jì)數(shù)范圍：0~852共853個(gè)狀態(tài)第853個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生異步清0譯碼信號(hào)。所以第853個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)例：用74160構(gòu)成853計(jì)數(shù)分?jǐn)?shù)器&CP1D3D2D1D08421COCTPCTT74160(1)CPD3D2D1D08421COCTPCTT74160(2)CPD3D2D1D08421COCTPCTT74160(3)CP（一）反饋清零法第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

解：一片74161最大計(jì)數(shù)模值為16，要實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)必須用兩片74161。

M=M1XM2=6X10,用兩片74161分別組成模6、模10計(jì)數(shù)器，然后級(jí)聯(lián)組成模60計(jì)數(shù)器。用三種方法設(shè)計(jì)。方法一、（6）10＝（0110）2低位片預(yù)置數(shù)：高位片預(yù)置數(shù)：（10）10＝（1010）2利用計(jì)數(shù)器計(jì)滿值CO=1,提取置數(shù)譯碼信號(hào)。經(jīng)6個(gè)狀態(tài)計(jì)滿值經(jīng)10個(gè)狀態(tài)計(jì)滿值例：試用74161實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)。1010CPD3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(1)110110D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(2)11(二）同步預(yù)置法第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月方法二、整體同步反饋置0000：先將兩片74161級(jí)聯(lián)成M=M1XM2=256計(jì)數(shù)器，然后用整體置數(shù)法組成模60計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)范圍：0-59用什么產(chǎn)生置0譯碼信號(hào)？（59）10＝（00111011）2當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到59（00111011）時(shí)，兩片同時(shí)置0。CPD0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(1)1D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(2)1&(二）同步預(yù)置法第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(二）同步預(yù)置法方法三、整體同步反饋置數(shù)：（利用進(jìn)位輸出作為置數(shù)譯碼信號(hào)）

計(jì)數(shù)范圍196-255，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到255時(shí)，CO=1，使兩片74161置數(shù)控制端/LD=0，下一個(gè)CP到來時(shí)置數(shù)。預(yù)置輸入＝256－60＝196（196）10＝（11000100）2低位片預(yù)置數(shù)：0100高位片預(yù)置數(shù)：1100例：試用74161實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)。（方法三）CPD3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(1)1010011001D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(2)1第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于同步置數(shù)的加法計(jì)數(shù)器來說，只要用進(jìn)位輸出CO作為置數(shù)譯碼信號(hào)(使/LD=0),并設(shè)置：

預(yù)置輸入＝N-M，就可以實(shí)現(xiàn)模值為M的計(jì)數(shù)（或分頻）。若要改變計(jì)數(shù)模值M,只需要改變預(yù)置輸入數(shù)即可。N:最大計(jì)數(shù)值。M:要求計(jì)數(shù)值?？焖僭O(shè)計(jì)法：同步預(yù)置：預(yù)置數(shù)＝N–M＝[M]補(bǔ)計(jì)數(shù)值：M=[預(yù)置數(shù)]補(bǔ)例如：模60計(jì)數(shù)器M=（60）10＝[00111100]2預(yù)置數(shù)＝[M]補(bǔ)=[11000100]計(jì)數(shù)值：M=[預(yù)置數(shù)]補(bǔ)=[00111100]2=[60]10★利用進(jìn)位輸出作為置數(shù)譯碼信號(hào)具有通用性：(二）同步預(yù)置法第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

M

<N的實(shí)現(xiàn)方法：設(shè)需用模N集成計(jì)數(shù)器（異步清零、同步置數(shù)）組成模M計(jì)數(shù)器A）異步清0法B）同步置位法利用清零輸入端，使電路計(jì)數(shù)到M+1狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生清零操作，越過后續(xù)N–M個(gè)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)利用計(jì)數(shù)器的置數(shù)功能，通過進(jìn)位輸出給計(jì)數(shù)器置數(shù)N-M，跳過0至N-M的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)模M計(jì)數(shù)1）確定有效狀態(tài)（必須從全0開始）；3）畫邏輯圖。2）產(chǎn)生異步清除端信號(hào)1）確定有效狀態(tài)；2）確定置入數(shù)據(jù)；4）畫邏輯圖。3）產(chǎn)生異步清除端信號(hào)用集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器小節(jié)第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.5采用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

二、利用異步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模M計(jì)數(shù)器的方法：設(shè)計(jì)思路：利用集成器件的置0端和置9端，從N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表中跳過（N-M）個(gè)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)M進(jìn)制計(jì)數(shù)。(一）利用清除端復(fù)位法。異步置0法(二）利用置入控制端的置位法。異步置9法1.M<N,N為單片計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值利用清除端復(fù)位法和置入控制端的置位法進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.M>N,N為多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)后的最大計(jì)數(shù)值當(dāng)要實(shí)現(xiàn)的模值M超過單片計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍時(shí)，必須首先將多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，以擴(kuò)大計(jì)數(shù)范圍（N=10n），然后利用整體清除端復(fù)位法和利用整體置入控制端的置位法構(gòu)成模M計(jì)數(shù)器。多片74290級(jí)聯(lián)，N=10n第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計(jì)方法：

·確定有效狀態(tài)（連續(xù)的M個(gè)狀態(tài)）

·確定置0信號(hào)（由最后1個(gè)有效狀態(tài)的下一狀態(tài)確定，M的二進(jìn)制數(shù)）

·畫邏輯圖例：用74LS290構(gòu)成模七計(jì)數(shù)器。

1.M<N,N為單片計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值(一)利用清除端復(fù)位法（異步置0法）確定有效狀態(tài)QDQCQBQA為00000001001000110111011001010100確定置0信號(hào)R0AR0B＝QCQBQA第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)利用清除端復(fù)位法（異步置0法）圖（a）為邏輯電路圖圖（b）為時(shí)序電路圖圖（c）為保證可靠清0的邏輯電路圖第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)利用置入控制端的置位法（異步置9法）設(shè)計(jì)方法：

·確定有效狀態(tài)（連續(xù)的M個(gè)狀態(tài)）

·確定置9信號(hào)（由最后1個(gè)有效狀態(tài)的下一狀態(tài)確定）

·畫邏輯圖例：用74LS290構(gòu)成模七計(jì)數(shù)器。確定有效狀態(tài)QDQCQBQA為1001000000010010

0110010101000011確定置9信號(hào)S9AS9B＝QCQB第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用74LS290構(gòu)成模48計(jì)數(shù)器。解：由兩片74290構(gòu)成，每片74290的時(shí)鐘接成8421BCD碼計(jì)數(shù)。其中片I的R0AI=Q1I,R0BI=Q2I，計(jì)數(shù)模值為模6。片II的R0AII＝R0BII＝Q3II。計(jì)數(shù)模值為模8。2.M<N,N為多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)后的最大計(jì)數(shù)值第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.6采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器

6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器6.6.2采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)異步計(jì)數(shù)器

同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)過程可用下圖簡(jiǎn)要表示。第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)步驟：1.作原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表2.畫次態(tài)卡諾圖、輸出卡諾圖、寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、輸出函數(shù)3.根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程檢驗(yàn)自啟動(dòng)性4.重新確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程5.畫出新的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，驗(yàn)證自啟動(dòng)性6.選擇觸發(fā)器，由狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程得到激勵(lì)函數(shù)7.根據(jù)激勵(lì)函數(shù)及輸出函數(shù)畫出邏輯圖第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月監(jiān)測(cè)器例：試設(shè)計(jì)一個(gè)“111”序列檢測(cè)器，當(dāng)連接輸入三個(gè)或三個(gè)以上“1”時(shí)，檢測(cè)器輸出為1，否則為0解：被檢測(cè)的0，1信號(hào)以串行方式輸入到檢測(cè)器輸入端。當(dāng)輸入連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)或3個(gè)以上1時(shí)，輸出為1，否則為0。輸入和輸出之間的關(guān)系X：110111100100Z：000001100000☆連續(xù)3個(gè)1，輸出為1。☆輸入只要是0，輸出為0。串入X串出Z①確定輸入和輸出變量根據(jù)已知條件：設(shè)輸入為X，并以串行方式輸入設(shè)輸出為Z,并以串行方式輸出1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月②確定系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)（確保狀態(tài)沒有遺漏）設(shè)：S0接收到0以后的狀態(tài)S1接收到1個(gè)1以后狀態(tài)。S2接收到2個(gè)1以后狀態(tài)。S3接收到3個(gè)或3個(gè)以上1以后的狀態(tài)。共用四個(gè)狀態(tài)S0S1S2S3確定每一個(gè)狀態(tài)在規(guī)定條件下的轉(zhuǎn)換方向什么是規(guī)定條件？由題意給出。連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上1輸出為1，否則為0S0是接收0以后狀態(tài)，再接收0仍停留在S0連續(xù)接收3個(gè)以上1，停留在S3只要接收1個(gè)1，由S0→S1，連續(xù)接收2個(gè)以上1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換S2。S0S1S2S3連續(xù)接收3個(gè)以上1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換S3。0/01/01/01/11/10/00/00/0S1再接收0返回S0。若再接收0，返回S0。若再接收0，返回S0第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月由原始狀態(tài)圖作出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：次態(tài)/輸出X=0X=1現(xiàn)態(tài)S0/0S0/0S0/0S0/0S1/0S2/0S3/1S3/1S0S1S2S3狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：以真值表的形式表示電路次態(tài)／輸出，和現(xiàn)態(tài)及輸入X之間的關(guān)系?，F(xiàn)態(tài)S0,輸入X為0，次態(tài)為S0,輸出為0。S1S0S2S3第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月S0/0S0/0S0/0S2/0S3/1S3/1S1S2S32、狀態(tài)化簡(jiǎn)檢查原始狀態(tài)圖、表中的狀態(tài)是否有多余狀態(tài)，即是否有等價(jià)狀態(tài)。若有等價(jià)狀態(tài)，可以進(jìn)行化簡(jiǎn)，得出最簡(jiǎn)的狀態(tài)圖、表。若兩個(gè)狀態(tài)在相同的輸入下，有相同的輸出，而且轉(zhuǎn)換到相同的狀態(tài)稱為等價(jià)。兩個(gè)狀態(tài)等價(jià)時(shí)：

對(duì)于任意的輸入序列，均能產(chǎn)生相同的輸出序列，即對(duì)輸入，輸出關(guān)系影響完全一樣。從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表中發(fā)現(xiàn):

所以S2、S3成為等價(jià)，從S2S3中去掉S3,即，凡出現(xiàn)S3的地方都用S2代替，最后得到最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表。次態(tài)/輸出X=0X=1現(xiàn)態(tài)S0/0S0/0S0/0S0/0S1/0S2/0S3/1S3/1S0S1S2S3第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、狀態(tài)分配：時(shí)序電路的狀態(tài)是用觸發(fā)器狀態(tài)的不同組合來表示的，因此首先確定觸發(fā)器的級(jí)數(shù)n，即用幾個(gè)觸發(fā)器。（a）選擇觸發(fā)器的級(jí)數(shù)的原則：N個(gè)觸發(fā)器共有2n個(gè)狀態(tài)組合，要獲得M個(gè)狀態(tài)組合，必須取2n-1＜M≤2n本例狀態(tài)數(shù)為3，M=3,即21＜3≤22取n＝2，表示用兩級(jí)觸發(fā)器22＝4共有四種狀態(tài)：00，01，10，11最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、和狀態(tài)表。S1S0S2次態(tài)/輸出X=0X=1現(xiàn)態(tài)S0/0S0/0S0/0S1/0S2/0S2/1S0S1S2第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（b）如何對(duì)選定的二級(jí)觸發(fā)器４種狀態(tài)進(jìn)行分配分配的原則是：☆最后的邏輯圖最簡(jiǎn)☆多余狀態(tài)不產(chǎn)生死循環(huán)如果狀態(tài)選擇不合適，出現(xiàn)死循環(huán)，就要修改設(shè)計(jì)。本例選：S0＝00，S1＝01，S2＝10。代入狀態(tài)化簡(jiǎn)后狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、表。將字母形式變換為代碼形式，得出代碼形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）。給邏輯變量賦值以后的代碼形式狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、表。(只用三種狀態(tài)）01001010/100/01010/000/00101/000/000X=1

X=0

第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、選擇觸發(fā)器類型選用RS、T、D、JK觸發(fā)器？D觸發(fā)器特性方程JK觸發(fā)器特性方程T觸發(fā)器特性方程RS觸發(fā)器特性方程第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月5、根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表及觸發(fā)器邏輯功能，導(dǎo)出設(shè)計(jì)電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。假定，選用JK觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移表00X001X100X010X000000001電路輸出為：10/100/01010/000/00101/000/000X=1

X=0

第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6、檢查是否有孤立狀態(tài)：具有自啟動(dòng)能力7、根據(jù)設(shè)計(jì)畫出邏輯電路圖采用JK觸發(fā)器和與非門實(shí)現(xiàn)&&1&1第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用觸發(fā)器設(shè)計(jì)模6同步計(jì)數(shù)器(1）作原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)分配如下：S0=000，S1=001，S2=011，S3=111，S4=110，S5=1006.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）次態(tài)卡諾圖、輸出卡諾圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、輸出函數(shù)6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程檢驗(yàn)自啟動(dòng)性從狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以看出無自啟動(dòng)性6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）重新確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(5）畫出新的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，驗(yàn)證自啟動(dòng)性具有自啟動(dòng)性6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(6）采用D觸發(fā)器，由狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程得到激勵(lì)函數(shù)輸出函數(shù)：6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器(7）根據(jù)激勵(lì)函數(shù)及輸出函數(shù)畫出邏輯圖1DRC1CP1DRC11DRC1&&&1123RDQ1Q2Q3Q2Z第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6.6.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器

小結(jié)：采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器的一般步驟。

列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，輸出方程檢驗(yàn)自啟動(dòng)特性確定驅(qū)動(dòng)方程（激勵(lì)函數(shù)）畫出邏輯電路不具有

具有第48頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月例、設(shè)計(jì)8421BCD二——十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，列出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表00000100000100100011010101