第5章 同步时序逻辑电路第章 同步时序逻辑电路第5章 同步时序逻辑电路第5章 同步时序逻辑电路.ppt

例 某序列检测器有一个输入端x和一个输出端Z。输 入端 x 输入一串随机的二进制代码，当输入序列中出现“011” 时，输出Z产生一个1输出，平时Z输出0 。典型输入、输出序列如下。　输入x:　1　0　1　0　1　1　1　0　0　1　1　0 　　　　输出Z:　0　0　0　0　0　1　0　0　0　0　1　0 　　试作出该序列检测器的原始状态图和原始状态表。 　　解　1. 假定用Mealy型同步时序逻辑电路实现该序列检测器的逻辑功能. 　　设: 　　　状态A------电路的初始状态； 　　　状态B------表示收到了序列“011”中的第一个信号“0”； 　　　状态C------表示收到了序列“011”中的前面两位“01” ； 　　　状态D------表示收到了序列“011”。 可画出状态图如下：　　 相应状态表如下：　　 　　2．假定用Moore型同步时序逻辑电路实现该序列检测器的逻辑功能. 　　由于电路输出完全取决于状态 ，而与输入无直接联系。在作状态图时，应将输出标记在代表各状态的圆圈内。 　　设电路初始状态为A，并用状态B、C、D分别表示收到了输入x送来的0、01、011。显然，根据题意，仅当处于状态D时电路输出为1，其他状态下输出均为0。 构造Moore型原始状态图如下： 相应的原始状态表如下表所示。 1 　　例　设计一个用于引爆控制的同步时序电路，该电路有一 个输入端x和一个输出端Z。平时输入x始终为0，一旦需要引爆， 则从 x 连续输入4个1信号(不被0间断)，电路收到第四个1后在 输出端Z产生一个1信号点火引爆，该电路连同引爆装置一起被 炸毁。试建立该电路的Mealy型状态图和状态表。 　　（该问题的实际意义？----------施工的安全性！） 　　解　分析:该电路实际上是一个用于特殊场所的“1111”序 列检测器。它与一般序列检测器有两点不同： 　　1.　输入带有约束条件，即一旦输入出现1，则一定是不被 0间断的连续4个1； 　　2.　收到4个1后，输出产生的引爆信号使电路自毁，故此 时不再存在次态问题。 　　设：状态A---电路初始状态； 　　　　状态B---表示收到了第一个1输入； 　　　　状态C---表示收到了连续2个1输 入； 　　　　状态D---表示收到了连续3个1输入。 　　根据题意，可得到该电路的Mealy型原始状态图和原始状态表如下。图、表中用“d”表示不确定次态或不确定输出。 　　注意: 　　在时序电路设计中，状态化简时利用不完全确定状态表中不确定次态和不确定输出的随意性，通常可使设计方案变得更简单。这一点类似包含无关最小项的组合电路设计，只不过在处理上要复杂一些。 5.3.2　状态化简 　　什么叫状态化简？ 所谓状态化简，是指采用某种化简技术从原始状态表中消去多余状态，得到一个既能正确地描述给定的逻辑功能，又能使所包含的状态数目达到最少的状态表，通常称这种状态表为最小化状态表。 　　目的：简化电路结构。状态数目的多少直接决定电路中所 需触发器数目的多少。设状态数目为n,所需触发器数目为m,则应满足如下关系： 　　　　　　　　　2m ≥ n ＞ 2 m-1　　 　　方法：常用方法有观擦法、输出分类法、隐含表法等。下面讨论最常用的一种方法----隐含表法。 一、 完全确定状态表的化简 1．几个概念 (1)等效状态 　　①定义 　　设状态Si和Sj是完全确定状态表中的两个状态，若对于所 有可能的输入序列，分别从状态Si和状态Sj出发，所得到的输 出响应序列完全相同，则状态Si和Sj是等效的，记作(Si，Sj)， 又称状态Si和Sj 为等效对。 请注意掌握三点：定义、判断方法和性质。 　　② 判断方法 　　若状态Si和Sj 是完全确定的原始状态表中的两个现态，则Si和Sj 等效的条件可归纳为在一位输入的各种取值组合下满足如下两条： 　　第一，输出相同； 　　第二，次态属于下列情况之一： 　　　　a.次态相同； 　　　　b.次态交错或为各自的现态； 　　　　c.次态循环或为等效对。 　　③ 性质 　　等效状态具有传递性。即假若S1和S2等效，S2和S3等效,那 么，一定有S1和S3等效。记作 　　　　　(S1，S2)，(S2，S3)　　　　(S1，S3) 　　(2)等效类 　　等效类：由若干彼此等效的状态构成的集合。在同一个等 效类中的任意两个状态都是等效的。 　　例如，由(S1，S2)和(S2，S3)可以推出(S1，S3)，进而可知 S1、S2、S3属于同一等效类，记作{ S1，S2，S3}，即 　　　(S1，S2) ，(S2，S3)　　　　　{ S1，S2，S3} 　　(3) 最大等效类 　　所谓最大等效类，是指不被任何别的等效类所包含的等