数字电路与数字逻辑 第6章_时序逻辑电路.ppt

安徽建工学院 孙虹 §6-1 概述 §6-2 时序逻辑电路的分析方法 §6-3 若干常用的时序逻辑电路 6-3-2 计数器 *6-3-3 顺序脉冲发生器 （选修） §6-4 时序逻辑电路的设计方法 （2）片 （1）片 CP顺序 Q3Q2Q1Q0 Q3Q2Q1Q0 状态数 1 … … 16 0 0 0 0 … 0 0 0 1 1 2 … 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 15 0 0 0 0 16 1 1 1 1 … … … … 31 0 0 0 1 32 1 1 1 1 32 0 0 1 0 33 0 0 0 0 … … … … 47 0 0 1 0 48 1 1 1 1 48 0 0 1 1 49 0 0 0 0 … … … … 63 0 0 1 1 64 1 1 1 1 64 0 1 0 0 65 0 0 0 0 67 65 0 1 0 0 0 0 0 1 66 0 1 0 0 0 0 1 0 3、进制 M: M = 16×4 + 3 = 67 2、计数状态表 66 67 LD=0 四、移位寄存器型计数器 一般结构： 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2 Q2 1D C1 FF3 Q3 1D C1 FF4 Q4 反 馈 逻 辑 电 路 D1 CP 反馈函数： D1 = F（Q1，Q2，… Qn） 反馈函数不同，电路循环输出的状态也就不同。 （一）环形计数器 1、电路结构 2、反馈函数 D1 = Qn 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2 Q2 1D C1 FF3 Q3 1D C1 FF4 Q4 D1 CP 3、状态转换图 0000 1111 1010 0101 (a) (b) (c) (d) (e) (Q1Q2Q3Q4) 若取(a)为有效循环，则(b)—— (e)就为无效循环。 (a)的循环长度为 n=4, (n是触发器的位数） 从状态转换图知，此电路不能自启动。 接入适当的反馈逻辑电路，可以将电路修改为能够自启动的电路（从略）。 1000 0100 0001 0010 1100 0110 1001 0011 1110 0111 1101 1011 （一）扭环形计数器 1、电路结构 2、反馈函数 3、状态转换图 若取(a)为有效循环，则(b)为无效循环。(a)的循环长度为2n。 在(a)循环状态中，由于电路每次状态转换时，只有一位触发器改变状态，因而将电路状态译码时不会产生竞争—冒险现象。 此电路不能自启动。接入适当的反馈逻辑电路，可以将电路修改为能够自启动的电路（从略）。 D1 = Qn （a) (b) 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2 Q2 1D C1 FF3 Q3 1D C1 FF4 Q4 D1 CP 0000 1000 0001 1110 1100 1111 0011 0111 1010 1101 0100 1011 0110 0101 1001 0010 （三）最大长度移位寄存器型计数器 1、最大长度 循环长度为2n-1 （除0以外） 2、一般电路结构 3、举例（以 n=3 为例） 1）电路结构 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2 Q2 1D C1 FFn Qn D1 CP … … … 反馈逻辑 =1 =1 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2 Q2 1D C1 FF3 Q3 D1 CP 3）状态转换图 (Q1Q2Q3) 001 100 010 101 011 111 110 000 4）此电路不能自启动。接入适当的反馈逻辑电路，能够使电路自启动（略）。 D1=Q2⊕Q3 2）反馈函数 4、常用3~12位最大长度移位寄存器式计数器的反馈函数 5、伪随机序列发生器 最大长度移位寄存器式计数器又称为m序列发生器或伪随机序列发生器，它除了作计数器以外，还可用于产生具有固定循环规律的脉冲序列。 寄存器的位数 反馈函数 D1=Q2⊕Q3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D1=Q3⊕Q4 D1=Q3⊕Q5 D1=Q5⊕Q6 D1=Q6⊕Q7 D1=Q2⊕Q3⊕Q4⊕Q8 D1=Q5⊕Q8 D1=Q7⊕Q10 D1=Q9⊕Q11 D1=Q6⊕Q8⊕Q11⊕Q13 在最大长度移位寄存器式计数器的基础上，经过简单的修改可以得到计数长度小于2n-1的大部分计数器。 顺序脉冲发生器可以产生顺序脉冲，也称节拍脉冲。 顺序脉冲发生器的组成： 一、用环形计数器组成 当环形计数器工作在每个状态中只有一个1的循环状态时，它就是顺序脉冲发生器。 1D C1 FF1 Q1 1D C1 FF2