4.时序逻辑电路.ppt

* J2=x K2=x J1=xy2 K1=xy2 Z=xy2y1 * 计数器设计 例2 用T触发器作为存储元件，设计一个2位二进制减1计数器。电路工作状态受输入信号x的控制。当x=0时，电路状态不变；当x=1时，在时钟脉冲作用下进行减1计数。计数器有一个输出Z，当产生借位时Z为1，其他情况下Z为0。 * 解：题中对电路的状态数目及状态转换关系均十分清楚，设计过程如下： ①作出状态图和状态表。根据问题要求，设状态变量用y2、y1表示，可直接作出计数器的二进制状态图和二进制状态表。 输入 y2y1 X=0 X=1 Y2 Y1 /Z Y2 Y1 /Z 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 * 输入 y2y1 X=0 X=1 Y2 Y1 /Z T2 T1 Y2 Y1 /Z T2 T1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 输入 y2y1 X 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 T2=xy1 输入 y2y1 X 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 T1=x 输入 y2y1 X 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 Z=xy2y1 ②确定激励函数和输出函数并化简。 根据表所示的状态表和T触发器的激励表，（次态和现态相同→T=0；次态和现态不同→T=1）可作出激励函数和输出函数卡诺图如上图。化简后，激励函数和输出函数表达式为： T2=xyl T1=x Z=xy2y1 * ③画出逻辑电路图。 根据激励函数和输出函数表达式，可画出逻辑电路图如下图。 * 练习 设计一个同步模10计数器电路，控制信号x=0，逆序计数，x=1，顺序计数。 * 寄存器设计 例3 设计一个两位串行输入、并行输出双向移位寄存器。该寄存器有x1和x2两个输入端，其中x2为控制端，用于控制移位方向，x1为数据输入端。 当x2=0时，x1往寄存器高位串行送数，寄存器中的数据从高位移向低位； 当x2=1时，x1往寄存器低位串行送数，寄存器中的数据从低位移向高位。 寄存器的输出为触发器状态本身。 * x2x1 y2y1 00 01 11 10 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 解：根据题意，设电路的状态变量为y2和y1，其中y2为高位，y1为低位，因而可直接画出寄存器的二进制状态图如下图，状态表如下表。 * 假定采用D触发器作为存储元件，根据D触发器的激励表和状态表，可作出激励函数卡诺图如下图。 x2x1 y2y1 00 01 11 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 Y2=D2=x2x1+x2y1 x2x1 y2y1 00 01 11 10 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 Y1=D1=x2x1+x2y2 x2x1 y2y1 00 01 11 10 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 * 根据以上函数表达式，可画出该寄存器的逻辑电路如下图。 D2=x2x1+x2y1 D1=x2x1+x2y2 * 编码检测器 例4 设计一个3位二进制码的串行奇偶检测器。该电路从输入端x串行输入二进制代码，每三位为一组，当三位代码中含1的个数为偶数时，输出Z产生一个1输出，平时Z输出为0。 * 解：代码检测器的特点是输入信号是按位分组的，每组的检测过程相同，即一组检测完后，电路回到初始状态，接着进行下一组的检测。 ①建立原始状态图和原始状态表。根据题意，可作出该电路的原始状态图如右图，原始状态表如右表。 输入 状态 X=0 X=1 A B/0 C/0 B D/0 E/0 C F/0 G/0 D A/1 A/0 E A/0 A/1 F A/0 A/1 G A/1 A/0 * ②状态化简。用隐含表法化简原始状态表，可