數(shù)字電子電路

1、數(shù)字電子電路數(shù)字電子電路授課人：莊友誼授課人：莊友誼6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念 6.2 時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序邏輯電路的分析方法 6.3 同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 aibicisici+1QCPD一、時(shí)序邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：一、時(shí)序邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念組合邏輯電路組合邏輯電路: :串行加法器串行加法器01010011011111110010時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路: :電路某一時(shí)刻的輸出僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān)電路某一時(shí)刻的輸出僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān).電路某一時(shí)刻的輸出除與該時(shí)刻

2、輸入有關(guān)外，電路某一時(shí)刻的輸出除與該時(shí)刻輸入有關(guān)外，還與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)。還與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)。Z1ZjY1Yr存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路組合電路組合電路1、電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 0110+0111 =1101X1Xi Q1 Qk)(),()(nnntQtXFtY)(),()(1nnntQtYGtQ)(),()(nnntQtXHtZ輸出方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程2、三條方程三條方程:組合電路組合電路存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路X1XiZ1ZjY1Yr Q1 Qk二、時(shí)序邏輯電路的分類二、時(shí)序邏輯電路的分類: :按狀態(tài)變化的特點(diǎn)分：按狀態(tài)變化的特點(diǎn)分：按有無(wú)輸入信號(hào)分：按有無(wú)輸入信號(hào)分：三、時(shí)序

3、邏輯電路功能的描述三、時(shí)序邏輯電路功能的描述: :邏輯方程式、邏輯方程式、同步同步和和異步異步時(shí)序電路。時(shí)序電路。米里型米里型（有）和（有）和摩爾型摩爾型（無(wú)）。（無(wú)）。狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖時(shí)序圖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器:按計(jì)數(shù)的增減規(guī)律：按計(jì)數(shù)的增減規(guī)律：按循環(huán)模數(shù)按循環(huán)模數(shù)Z=1JKQQJKQQ&CPF1F0XZ&CPDQQF1DQQF0加法加法、減法減法和和可逆可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟：一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟：1由邏輯圖寫(xiě)每個(gè)觸發(fā)器的由邏輯圖寫(xiě)每個(gè)觸發(fā)器的CP方程、驅(qū)動(dòng)方程、驅(qū)動(dòng) 方程和輸出方程。方程和輸出方程。 2把驅(qū)

4、動(dòng)方程代入每個(gè)觸發(fā)器的特性方程，把驅(qū)動(dòng)方程代入每個(gè)觸發(fā)器的特性方程， 得到狀態(tài)方程。得到狀態(tài)方程。3根據(jù)狀態(tài)方程及輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)根據(jù)狀態(tài)方程及輸出方程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn) 換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。4分析邏輯功能。分析邏輯功能。二、同步時(shí)序邏輯電路分析舉例：二、同步時(shí)序邏輯電路分析舉例：例例1 1：分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空表示接：分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空表示接1 1）解：解：1 1、驅(qū)動(dòng)方程：、驅(qū)動(dòng)方程： ,213QQJ ,12QJ ,321QQJ 23QK 312QQK 11K輸出方程：輸出方程：32QQY 1 J KQQJKQQJKQQ&CPYF

5、1F2F32 2、狀態(tài)方程：、狀態(tài)方程：JK觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：nnnQKQJQ1 故得狀態(tài)方程為：故得狀態(tài)方程為：nnQQQQ13211nnnQQQQQQ2312112nnnQQQQQQ3232113 ,213QQJ ,12QJ ,321QQJ 23QK 312QQK 11K3 3、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表： 把電路的輸入和各個(gè)初態(tài)代入狀把電路的輸入和各個(gè)初態(tài)代入狀態(tài)方程和輸出方程，算出電路的次態(tài)方程和輸出方程，算出電路的次態(tài)和輸出，列出表格。態(tài)和輸出，列出表格。如初態(tài)為如初態(tài)為000，代入狀態(tài)方程，得到：，代入狀態(tài)方程，得到：由上表可知：在電路的一個(gè)循環(huán)中，缺少由上表可知：

6、在電路的一個(gè)循環(huán)中，缺少111，只有七個(gè)狀態(tài)。，只有七個(gè)狀態(tài)。 000 0 01 1 1CP的順序的順序Q3 Q2 Q1 Y 112345670 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 00 0 000000010113211nnQQQQ0002312112nnnQQQQQQ0003232113nnnQQQQQQ10 0 00nnQQY324 4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：Q3 Q2 Q1/0000001010011100101110111/0/0/0/0/0/1/1入入/出出5 5、時(shí)序圖：、時(shí)序圖：6 6、功能分析：、功能分析：CPQ1Q2YQ312345678電路實(shí)現(xiàn)電路實(shí)

7、現(xiàn)7 7進(jìn)制加法計(jì)數(shù)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)是同步七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器是同步七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器例例2 2：分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空為：分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空為1 1）：）：解：解：1 1、驅(qū)動(dòng)方程：、驅(qū)動(dòng)方程：100 KJ011QXKJ輸出方程：輸出方程：10QQZ Z=1JKQQJKQQ&CPF1F0X2 2、狀態(tài)方程：、狀態(tài)方程：JK觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：nnnQKQJQ1故得狀態(tài)方程為：故得狀態(tài)方程為：nnQQ010nnnQQXQQXQ101011)(nQQX10100 KJ011QXKJ3 3、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：0 Z011011010nnnnQQXQQQ11

8、1011010nnnnQQXQQQ依次計(jì)算出各個(gè)次態(tài)，列出表格。依次計(jì)算出各個(gè)次態(tài)，列出表格。 把電路的輸入和各個(gè)初態(tài)代入狀把電路的輸入和各個(gè)初態(tài)代入狀態(tài)方程和輸出方程，算出電路的次態(tài)方程和輸出方程，算出電路的次態(tài)和輸出，列出表格。態(tài)和輸出，列出表格。如初態(tài)為如初態(tài)為00：當(dāng)當(dāng)X=0：當(dāng)當(dāng)X=1：Q1n Q0n0 11 01 10 0Q1n+1 Q0n+1 Z 1 10 00 11 0Z 00010001X=0X=1Q1n+1 Q0n+1 0 00 11 01 14 4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：0/0000111100/00/00/11/01/01/01/1Q1n Q0n0 11 01 10

9、 0Q1n+1 Q0n+1 Z 1 10 00 11 0Z 00010001X=0X=1Q1n+1 Q0n+1 0 00 11 01 15 5、時(shí)序圖：、時(shí)序圖：6 6、功能分析：、功能分析：二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。Q0Q1ZCPX12345678三、異步時(shí)序邏輯電路分析舉例：三、異步時(shí)序邏輯電路分析舉例：例例1 1：分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空為分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空為1 1）：）：解：解：1 1、驅(qū)動(dòng)方程：、驅(qū)動(dòng)方程：1100,QDQD2 2、狀態(tài)方程：、狀態(tài)方程：D觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程：特性方程：nnnnQQQQ111010DQn110QQZ 故得狀態(tài)方程為：故

10、得狀態(tài)方程為：輸出方程：輸出方程：010;QCPCPCPZ&CPDQQF1DQQF0CP方程方程: :010;QCPCPCP3 3、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：0 0 4 4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：/000011110/0/0/1nnnnQQQQ11101010QQZ 0 11 01 1Q1n Q0nQ1n+1 Q0n+1CP0CP1Z110000100011010;QCPCPCP5 5、時(shí)序圖：、時(shí)序圖：6 6、功能分析：功能分析：二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。Q0Q1ZCP123456Z&CPDQQF1DQQF0例例2 2：分析圖示時(shí)序電路分析圖示時(shí)序電路解：解：該

11、電路是異步該電路是異步注：注：異步電路的分析應(yīng)考慮時(shí)鐘信號(hào)異步電路的分析應(yīng)考慮時(shí)鐘信號(hào)1.驅(qū)動(dòng)方程和時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程和時(shí)鐘方程20QJ 10 K111 KJ12QQJ0 12 KCPCPCP 2001QCP 2.狀態(tài)方程狀態(tài)方程當(dāng)時(shí)鐘脈沖當(dāng)時(shí)鐘脈沖 跳變沿跳變沿到來(lái)時(shí)，方程成立到來(lái)時(shí)，方程成立無(wú)時(shí)鐘，保持原態(tài)無(wú)時(shí)鐘，保持原態(tài)nnnQKQJQ000001 nnQQ02 nnnQKQJQ111111 n1Q nnnQKQJQ222221 nnnQQQ012 3、狀態(tài)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：轉(zhuǎn)換表：計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖CP Q2Q1Q0CP2CP1CP00000000100120103011410050000模模

12、5異步異步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器nnnQKQJQ000001 nnQQ02 nnnQKQJQ111111 n1Q nnnQKQJQ222221 nnnQQQ012 CPCPCP 2001QCP 4、時(shí)序圖、時(shí)序圖五進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器五進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器5、邏輯功能：、邏輯功能：設(shè)初態(tài)設(shè)初態(tài) 為：為： 000 一、設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路的原則和一般步驟：一、設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路的原則和一般步驟：一般步驟：一般步驟：原則：原則：最簡(jiǎn)（即使用的器件個(gè)數(shù)和種類最少）最簡(jiǎn)（即使用的器件個(gè)數(shù)和種類最少）1.1.邏輯抽象，得出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：邏輯抽象，得出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：(1)(1)分析邏輯問(wèn)題，確定輸入、輸出變量及電路狀態(tài)數(shù)。分析邏

13、輯問(wèn)題，確定輸入、輸出變量及電路狀態(tài)數(shù)。(2)(2)定義輸入、輸出變量含義，并將狀態(tài)順序編號(hào)。定義輸入、輸出變量含義，并將狀態(tài)順序編號(hào)。(3)(3)按要求畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。按要求畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有兩個(gè)狀態(tài)，在同樣的輸入下，轉(zhuǎn)換到如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有兩個(gè)狀態(tài)，在同樣的輸入下，轉(zhuǎn)換到同一個(gè)次態(tài)，同一個(gè)次態(tài)，并并有同樣的輸出，這兩個(gè)狀態(tài)為有同樣的輸出，這兩個(gè)狀態(tài)為等價(jià)等價(jià)狀態(tài)，狀態(tài)，等價(jià)等價(jià)狀態(tài)可以合并為一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài)可以合并為一個(gè)狀態(tài)。5.5.由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖。由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖。6.6.檢查自啟動(dòng)。檢查自啟動(dòng)。2.2.狀態(tài)化簡(jiǎn)：狀態(tài)化簡(jiǎn)：nnM221 3. 3. 狀態(tài)分配并選擇觸發(fā)器

14、：狀態(tài)分配并選擇觸發(fā)器：4. 寫(xiě)出狀態(tài)方程、輸出方程，再求驅(qū)動(dòng)方程寫(xiě)出狀態(tài)方程、輸出方程，再求驅(qū)動(dòng)方程如有如有M M個(gè)狀態(tài)，觸發(fā)器個(gè)數(shù)個(gè)狀態(tài)，觸發(fā)器個(gè)數(shù)n n，應(yīng)滿足：，應(yīng)滿足：直到?jīng)]有等價(jià)狀態(tài)為止直到?jīng)]有等價(jià)狀態(tài)為止對(duì)各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行編碼，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。對(duì)各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行編碼，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。二、同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例：二、同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例：例例1：設(shè)計(jì)一個(gè)序列脈沖檢測(cè)器，要求設(shè)計(jì)一個(gè)序列脈沖檢測(cè)器，要求：當(dāng)連續(xù)當(dāng)連續(xù)輸入信號(hào)輸入信號(hào)110時(shí)，該電路輸出為時(shí)，該電路輸出為1 1。解：解：1 1、邏輯抽象：、邏輯抽象：電路有一個(gè)輸入信號(hào)電路有一個(gè)輸入信號(hào)X X，一個(gè)輸出信號(hào)一個(gè)輸出信號(hào)Z Z。

15、狀態(tài)：狀態(tài)：未輸入，輸入一未輸入，輸入一個(gè)個(gè)1 1，連續(xù)輸入二個(gè)，連續(xù)輸入二個(gè)1 1，輸入輸入110110。分別用。分別用S0、S1、S2、S3表示。表示。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：1/0S0S1S3S21/00/00/10/01/00/01/02、狀態(tài)化簡(jiǎn)：狀態(tài)化簡(jiǎn)：容易看出：容易看出：S0和和S3等價(jià)，可合并。等價(jià)，可合并。1/00/00/11/00/01/0S0S2S13、狀態(tài)分配：狀態(tài)分配：由于只有由于只有3個(gè)狀態(tài)，只要個(gè)狀態(tài)，只要2個(gè)個(gè)二進(jìn)制位表示即可。二進(jìn)制位表示即可。以以00表示表示S0，01表示表示S1，10表示表示S2。列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：0 00 11 0Q1n

16、Q0n Z 0 00 11 0Z 001000X=0X=1Q1n+1 Q0n+1 Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 0 00 00 00 11 01 01/00/00/11/00/01/00010014、選擇選擇JK觸發(fā)器觸發(fā)器: :XQ1n Q0n100001 11 10Q1n+11xx1000111 10XQ1n Q0n10Q0n+11xxZXQ1n Q0n100001 11101xxnnnnnnnnnQQXQQQQXQQXQ01101101011)()(nnnQKQJQ1XKXQJKQXJ1010101nQXZ1由于由于JK觸發(fā)器的特性方程為觸發(fā)器的特性方程為: :因此驅(qū)動(dòng)方程為：

17、因此驅(qū)動(dòng)方程為：輸出方程為輸出方程為: :需要需要2 2個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器，其狀態(tài)方程為：觸發(fā)器，其狀態(tài)方程為：0 00 11 0Q1n Q0n Z 0 00 11 0Z 001000X=0X=1Q1n+1 Q0n+1 Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 0 00 00 00 11 01 05.5.由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖: :&JKQQ1JKQQCPXZ6.6.檢查自啟動(dòng)檢查自啟動(dòng): :當(dāng)當(dāng)X=0，Q1nQ0n為為11時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，Q1Q0變?yōu)樽優(yōu)?0，當(dāng)當(dāng)X=1，Q1nQ0n為為11時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，Q1Q0變?yōu)樽優(yōu)?0。

18、因此，電路能因此，電路能自啟動(dòng)自啟動(dòng)。 XKXQJKQXJ1010101例例2 2：設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)邏輯電路：一種商品設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)邏輯電路：一種商品1.51.5 元，投幣口可投入元，投幣口可投入1 1元和元和0.50.5元硬幣。投入元硬幣。投入1.51.5元給元給 出該商品，投入出該商品，投入2 2元給出該商品同時(shí)找元給出該商品同時(shí)找0.50.5元。元。解：解：1 1、邏輯抽象：、邏輯抽象：取投入硬幣的狀態(tài)為輸入變量：取投入硬幣的狀態(tài)為輸入變量： 當(dāng)投入一枚當(dāng)投入一枚1元硬幣時(shí)，元硬幣時(shí)，A=1，否則，否則，A=0 當(dāng)投入一枚當(dāng)投入一枚0.5元硬幣時(shí)，元硬幣時(shí)，B=1，否則，否則，B=

19、0 以給出商品和找錢為輸出：以給出商品和找錢為輸出： 給出商品時(shí)，給出商品時(shí)，X=1，否則，否則，X=0 找找0.5元時(shí)，元時(shí)，Y=1，否則，否則，Y=0 投幣前的狀態(tài)為投幣前的狀態(tài)為S0，投入，投入0.5元硬幣的狀態(tài)為元硬幣的狀態(tài)為S1，投入投入1元硬幣（包括元硬幣（包括2枚枚0. 5元硬幣）的狀態(tài)為元硬幣）的狀態(tài)為S2; ; S1時(shí)時(shí)再投入再投入0.5元硬幣，則進(jìn)入元硬幣，則進(jìn)入S1，X=0，Y=0；S1時(shí)再投時(shí)再投入入1元硬幣或元硬幣或S2時(shí)投入時(shí)投入0.5元硬幣，則返回元硬幣，則返回S0，且，且X=1，Y=0；S2時(shí)再投入時(shí)再投入1元硬幣，則返回元硬幣，則返回S0，且，且X=1，Y=1

20、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：S S0S S1S S20000010110101111S S0/00/00S S1/00/00S S2/00/00S S0/10/10S S1/00/00S S2/00/00S S0/11/11S S0/10/10S S0/10/10S S2/00/00 x/xxx/xx00/0000/00 01/10或或10/1101/00 10/1001/00S0S2S110/0000/00或或11/10狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：x/xxx/xx2、狀態(tài)分配：狀態(tài)分配：由于只有由于只有3個(gè)狀態(tài)，要個(gè)狀態(tài)，要2個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示。用個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示。用00表示表示S0，01表示表示S1，

21、 10表示表示S2 。列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：。列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：000001011010000001011010111100/0000/0001/0001/0010/0010/0000/1000/1001/0001/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XX00/1000/1010/0010/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX1111Q1Q0AB10/0010/0000/1100/1100/1000/10XX/XXXX/XXBAQBAQBQQQnnnnn100111)(BAQBAQQQnnnn001103、選擇選擇JK觸發(fā)器觸發(fā)器: :00000101101000000

22、1011010111100/0000/0001/0001/0010/0010/0000/1000/1001/0001/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XX00/1000/1010/0010/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX1111Q1Q0AB10/0010/0000/1100/1100/1000/10XX/XXXX/XX111Q1n+1AB01000001 11 10Q1n Q0n1110 xxxxxx11AB01000001 11 10Q1n Q0n1110 xxxxQ0n+1xx111AB01000001 11 10Q1n Q0n1110 xxxxx

23、x11AQABBAQXnn01)(AQYn1000001011010000001011010111100/0000/0001/0001/0010/0010/0000/1000/1001/0001/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XXXX/XX00/1000/1010/0010/00XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX1111Q1Q0AB10/0010/0000/1100/1100/1000/10XX/XXXX/XXAB01000001 11 10Q1n Q0n1110 xxxxxxBAQBAQQQnnnn00110AQABBAQXnn01)(狀態(tài)方程為狀態(tài)方程為: :輸出

24、方程為輸出方程為: :驅(qū)動(dòng)方程為驅(qū)動(dòng)方程為: :BAQBQJnn001BAQJn10BAK 0BAK 1BAQBAQBQQQnnnnn100111)(AQYn14 4、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖: :5 5、檢查自啟動(dòng)、檢查自啟動(dòng): :CPJ QK QJ QK Q&11AB&1XY例例3：設(shè)計(jì)一個(gè)十三進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求：設(shè)計(jì)一個(gè)十三進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求： 1313個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸出個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸出1 1個(gè)高電平。個(gè)高電平。解：解：1 1、邏輯抽象：、邏輯抽象：電路有一個(gè)輸出信號(hào)電路有一個(gè)輸出信號(hào)Z Z。有有1313個(gè)狀態(tài)：個(gè)狀態(tài)：S0、S1、S2、S3 、 S4、S5、

25、S6、S7 、 S8、S9、S10、 S11、S12表示。表示。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：/0S0S1S2S3S4S5S6S12/0/0/0/0/0/1S7S8S9S10S11/0/0/0/0/0/0/000000001001000110100010101101100/0/0/0/0/0/101111000100110101011/0/0/0/0/0/02、狀態(tài)分配：狀態(tài)分配：由于有由于有1 13個(gè)狀態(tài)，要個(gè)狀態(tài)，要4 4個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示。用個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示。用000000到到1100分別分別表示表示S0到到S12。并列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：。并列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：0 0 0 00 0 0 10 0 1 0

26、0 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0Q3nQ2nQ1nQ0n Y 0000000000001Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 00 0 0 00123456789101112CP3、選擇選擇JK觸發(fā)器觸發(fā)器: :nnnnnnnnnnnnQQQQQQQQQQQQ0123230122313 需要需要4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器，其狀態(tài)方

27、程為：觸發(fā)器，其狀態(tài)方程為：Q3n+1x 1Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110 1111 xxQ1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q2n+111111xxx)(012301212nnnnnnnnQQQQQQQQ Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Zxxx1Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q0n+111111xxx11Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q1n+11111xxx1nnnnnQQQQQ010111 nnnnnnnnQQQQQQQQ023

28、020310)( nnQQZ23 nnnQKQJQ 1 由于由于JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程特性方程為為: :因此因此驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程為：為：輸出方程為輸出方程為: :nnnnnnnnnnnnQQQQQQQQQQQQ0123230122313 )(012301212nnnnnnnnQQQQQQQQ nnnnnQQQQQ010111 nnnnnnnnQQQQQQQQ023020310)( nnQQZ23 狀態(tài)方程為狀態(tài)方程為: :nQK23 ,0123nnnQQQJ nnnnnnQQQQQQK0130132)( ,012nnQQJ nQK01 ,01nQJ ,23230nnnnQQQQJ 10

29、K4 4、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖: :JKQQ&JKQQCPZJKQQJKQQ1&nQK23 ,0123nnnQQQJ nnnnnnQQQQQQK0130132)( ,012nnQQJ nQK01 ,01nQJ ,23230nnnnQQQQJ 10 K5 5、檢查自啟動(dòng)、檢查自啟動(dòng): :Q3Q2Q1Q0為為1110和和1101時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，都變?yōu)槎甲優(yōu)?010 ，Q3Q2Q1Q0為為1111時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，變?yōu)樽優(yōu)?000。因此，電路能自啟動(dòng)。因此，電路能自啟動(dòng)。/000000001001000110100010

30、101101100/0/0/0/0/0/101111000100110101011/0/0/0/0/0/0111111101101/1/1/1例例4 4：用用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求：觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，要求： 5 5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸出個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸出1 1個(gè)高電平。個(gè)高電平。解：解：1 1、邏輯抽象：、邏輯抽象：電路有一個(gè)輸出信號(hào)電路有一個(gè)輸出信號(hào)Z Z。 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 Q2nQ1nQ0n Y 00001Q2n+1Q1n+1Q0n+1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 001234CP2、寫(xiě)出狀態(tài)方程、寫(xiě)

31、出狀態(tài)方程、輸出方程輸出方程: :nnnQQQ0112xQ1n Q0n100001 11 10Q2n xxQ2n+1 1nnnnnnnQQQQQQQ0101011111xQ1n Q0n100001 11 10Q2n xxQ1n+1狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：nnnQQQ0210nQZ2Q0n+111xQ1n Q0n100001 11 10Q2n xx Z1xQ1n Q0n100001 11 10Q2n xx狀態(tài)方程為狀態(tài)方程為: :nnnQQQ0112nnnQQQ0111nnnQQQ0210nQZ2輸出方程為輸出方程為: :DQn1由于由于D觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程特性方程為為: :因此因此驅(qū)動(dòng)方程

32、驅(qū)動(dòng)方程為：為：nnQQD012nnQQD011nnQQD0203 3、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖: :DQQCPZ1DQQDQQ=14 4、檢查自啟動(dòng)、檢查自啟動(dòng): :Q2Q1Q0為為101時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，變?yōu)樽優(yōu)?10 ，Q2Q1Q0為為110時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，變?yōu)樽優(yōu)?10 ，Q2Q1Q0為為111時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，變?yōu)樽優(yōu)?00。因此，電路能自啟動(dòng)。因此，電路能自啟動(dòng)。nnQQD012nnQQD011nnQQD020nQZ2/0 000 001 010 011 100/0/0/0/1111110101/1/

33、1/1例例5 5：設(shè)計(jì)電路控制紅設(shè)計(jì)電路控制紅R、綠、綠G、黃、黃Y三個(gè)交通信號(hào)燈，使一個(gè)三個(gè)交通信號(hào)燈，使一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)依次點(diǎn)亮：綠燈亮工作循環(huán)內(nèi)依次點(diǎn)亮：綠燈亮3030秒、黃燈亮秒、黃燈亮5 5秒、紅燈亮秒、紅燈亮3030秒。秒。解：解：1 1、邏輯抽象：、邏輯抽象： 只要輸入只要輸入CP=0.2Hz，則紅，則紅燈占燈占6 6個(gè)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)， 黃紅燈占黃紅燈占1 1個(gè)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)，綠紅燈占綠紅燈占6 6個(gè)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)，共計(jì)共計(jì)1313個(gè)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)，故可以用一個(gè)故可以用一個(gè)1313進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00

34、1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0Q3nQ2nQ1nQ0n G Y R 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 1 00 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 1Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 00 0 0 00123456789101112CP2、選擇選擇JK觸發(fā)器觸發(fā)器: :nnnnnnnnnnnnQQQ

35、QQQQQQQQQ0123230122313 需要需要4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器，其狀態(tài)方程為：觸發(fā)器，其狀態(tài)方程為：Q3n+1x 1Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110 1111 xxQ1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q2n+111111xxx)(012301212nnnnnnnnQQQQQQQQ Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q0n+111111xxx11Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Q1n+11111xxx1nnnnnQQQQQ010111 nnnnnnnnQQQQQQQQ

36、023020310)( )(1231323nnnnnnnQQQQQQQG其輸出方程為：其輸出方程為：Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Gxxx1 1 1 111Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Yxxx1Q1n Q0n01000001 11 10Q3n Q2n1110Rxxx1 1 1 111nnnQQQY012nnnnQQQQR0123nnnQKQJQ 1 由于由于JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程特性方程為為: :因此因此驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程為：為：nnnnnnnnnnnnQQQQQQQQQQQQ0123230122313 )(012301

37、212nnnnnnnnQQQQQQQQ nnnnnQQQQQ010111 nnnnnnnnQQQQQQQQ023020310)( 狀態(tài)方程為狀態(tài)方程為: :nQK23 ,0123nnnQQQJ nnnnnnQQQQQQK0130132)( ,012nnQQJ nQK01 ,01nQJ ,23230nnnnQQQQJ 10 K4 4、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖、由驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯圖: :nQK23 ,0123nnnQQQJ nnnnnnQQQQQQK0130132)( ,012nnQQJ nQK01 ,01nQJ ,23230nnnnQQQQJ 10 K)(123nnnQQQGnnnQQQY012nnnn

38、QQQQR0123JKQQ&JKQQCPJKQQJKQQ&G& 1&Y 1&R5 5、檢查自啟動(dòng)、檢查自啟動(dòng): :Q3Q2Q1Q0為為1110和和1101時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，都變?yōu)槎甲優(yōu)?010 ，Q3Q2Q1Q0為為1111時(shí)時(shí)，下一個(gè)下一個(gè)CP脈沖之后脈沖之后，變?yōu)樽優(yōu)?000。因此，電路能自啟動(dòng)。因此，電路能自啟動(dòng)。/100/100/10000000001001000110100010101101100/100/100/001/100/00101111000100110101011/010/001/001/001/001111111101101/001/011/001 例例4、數(shù)字控制裝置中常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有、數(shù)字控制裝置中常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有 A、B、C 三個(gè)繞組。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要求三個(gè)繞組循三