数字电路第六章时序逻辑电路字电路第六章时序逻辑电路数字电路第六章时序逻辑电路数字电路第六章时序逻辑电路.ppt

F、逻辑功能分析： 当X=0时，状态转移按 00→01→10→11→00→…规 律变化，实现模4加法计数 器的功能。 当X=1时，状态转移按 00→11→10→01→00→…规 律变化，实现模4减法计数 器的功能。 该电路是一个同步模 4可逆计数器。X为加/减 控制信号，Z为借位输出。 2、 同步二进制加法计数器 A、逻辑电路图： B、输出与激励表达式： B、寻找所有最大等价类 1)、等价状态具有传递性：若A和B等价，A和C等 价，则B和C也等价，记作［BC］。 2)、相互等价状态的集合称为等价类，凡不被其它 等价类所包含的等价类称为最大等价类。 例如，根据等价状态的传递性可知，若有［AB］和［AC］，则有［BC］，它们都称为等价类，而只有［ABC］才是最大等价类。 3)、若某一状态和其它状态都不等价，则其本身就 是一个最大等价类。 4)、状态表的化简，实际就是寻找所有最大等价类， 最后得到最简状态表。 解法2：利用MSI器件设计一个同步模7计数器。 利用74LS161的预置数功能，置初始值为9，计满15后进位端输出进位脉冲。再利用进位脉冲控制预置数功能，置初始值为9。 P54 对于异步预置的计数器， 使置数(LD)有效的信号应从 Si+M状态译出。当Si+M状态一 出现，置数信号就有效， 立即将预置数置入计数器， 它不受CP控制，所以Si+M状 态只在极短的瞬间出现 （过渡态），稳定状态循环 中不包含Si+M ，如图中虚线所示。 若采用 8 选 1MUX实现逻辑函数，则令：选择QA(A1)、 QB(A2)、QD(A3)为地址变量， QC为多余变量。 由状态表可知余函数为： 4、 用D触发器设计一个模七同步加法计数器。  A、 画状态图，列状态表： 根据题意，该时序电路有三个状态变量。设状态变量为Q2、Q1、Q0，可作出二进制状态表如表所示。它是一个非完全描述时序电路的设计。  B、确定激励函数和输出函数： 由状态表画出Q2、Q1、Q0 的次态卡诺图如图所示。 当使用D触发器实现时序电路时，由于D触发器的特征方程为Q n+1=D，因此，可从次态卡诺图直接求出D触发器的激励函数： C、 自启动检查： 将多余状态111代入状态方程，求出次态为100，则电路的状态图如下图所示，该电路具有自启动能力。 D、逻辑图： 五、 采用MSI实现任意模值计数分频器 1、 采用集成计数器实现任意模值计数分频器 集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值 计数器。 设：计数器的最大计数值为N，若要得到一个模值为M(M＜N)的计数器，则只要在N进制计数器的顺序计数过程中，设法使之跳过(N-M)个状态，只在M个状态中循环就可以了。通常MSI计数器都有清0，置数等多个控制端，因此实现模M计数器的基本方法有： 反馈清0法(或称复位法)。 反馈置数法(或称置数法)。 A、反馈清0法 基本思想：计数器从全0状态S0开始计数，计满M个状 态后产生清0信号，使计数器恢复到初态 S0，然后再重复上述过程。 具体做法又分两种情况： 1)、异步清0： 计数器在S0～SM-1共M个 状态中工作，当计数器进入 SM状态时，利用SM状态进行 译码产生清0信号并反馈到异 步清0端，使计数器立即返回 S0状态。其示意图如图中虚线 所示。 由于是异步清0，只要SM状态一出现便立即被置成S0状态，因此SM状态只在极短的瞬间出现，通常称它为“过渡态”。所以在计数器的稳定状态循环中不包含SM状态。 2)、同步清0： 计数器在S0～SM-1共M个 状态中工作，当计数器进入 SM-1状态时，利用SM-1状态译 码产生清0信号并反馈到同步 清0端，此时输出状态不变， 要等下一个有效时钟来到时， 才完成清0动作，使计数器返回S0。可见，同步清0没有过渡状态，其示意图如图中实线所示。 B、反馈置数法 由于置数操作可以在任意状态下进行，它可以通过预置功能使计数器从某个预置状态Si开始计数，计满M个状态后产生置位信号，使计数器又进入预置状态Si，然后再重复上述过程。 对于同步预置的计数器， 使置数(LD)有效的信号应从 Si+M-1状态译出，等下一个CP 到来时，才将预置数置入计 数器，计数器在Si、Si+1、… Si+