電阻式傳感器性能測(cè)試及應(yīng)用

1、第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.1 同步時(shí)序邏輯電路的分析同步時(shí)序邏輯電路的分析 14.5.2 二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器14.5 時(shí)序邏輯電路的分析時(shí)序邏輯電路的分析 14.5.3 BCD2421碼同步計(jì)數(shù)器碼同步計(jì)數(shù)器14.5.4 二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 時(shí)序數(shù)字電路分兩類時(shí)序數(shù)字電路分兩類: :同步時(shí)序數(shù)字電路同步時(shí)序數(shù)字電路 異步時(shí)序數(shù)字電路異步時(shí)序數(shù)字電路。 同步時(shí)序數(shù)字電路同步時(shí)序數(shù)字電路的特點(diǎn)是電路中起存儲(chǔ)作用的特點(diǎn)是電路中起存儲(chǔ)作用的觸發(fā)器是時(shí)鐘

2、觸發(fā)器，時(shí)鐘觸發(fā)器的狀態(tài)是在同的觸發(fā)器是時(shí)鐘觸發(fā)器，時(shí)鐘觸發(fā)器的狀態(tài)是在同一個(gè)時(shí)鐘的控制下，一一個(gè)時(shí)鐘的控制下，一 齊翻轉(zhuǎn)的。齊翻轉(zhuǎn)的。 異步時(shí)序數(shù)字電路異步時(shí)序數(shù)字電路中觸發(fā)器的狀態(tài)不是由同一中觸發(fā)器的狀態(tài)不是由同一個(gè)時(shí)鐘源控制，觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)可以有先有后；有的個(gè)時(shí)鐘源控制，觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)可以有先有后；有的異步時(shí)序電路可以沒有時(shí)鐘觸發(fā)器。異步時(shí)序電路可以沒有時(shí)鐘觸發(fā)器。第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.1 同步時(shí)序邏輯電路的分析同步時(shí)序邏輯電路的分析 試分析圖試分析圖14.5.1所示同步邏輯電路的功能。分析邏輯功能，所示同步邏輯電路的功能。分析邏輯功

3、能，是在已知邏輯圖的前提下，做出邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出是在已知邏輯圖的前提下，做出邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和做出邏輯說(shuō)明。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和做出邏輯說(shuō)明。圖圖14.5.1 同步時(shí)序邏輯電路分析例同步時(shí)序邏輯電路分析例第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 14.5.1.1 確定組成部分確定組成部分 圖圖14.5.1所示同步邏輯電路是由兩個(gè)所示同步邏輯電路是由兩個(gè)JK觸發(fā)器作為存儲(chǔ)單觸發(fā)器作為存儲(chǔ)單元，同步方式工作。組合邏輯電路部分由與門、反相器和或非元，同步方式工作。組合邏輯電路部分由與門、反相器和或非門構(gòu)成，門構(gòu)成，X是外部輸入信號(hào)，是外部輸入信號(hào)，

4、F是輸出信號(hào)。時(shí)序電路的狀態(tài)是是輸出信號(hào)。時(shí)序電路的狀態(tài)是由觸發(fā)器由觸發(fā)器Q端狀態(tài)的集合來(lái)表示的，對(duì)于同步時(shí)序數(shù)字電路而端狀態(tài)的集合來(lái)表示的，對(duì)于同步時(shí)序數(shù)字電路而言它的狀態(tài)數(shù)言它的狀態(tài)數(shù)N2n 14.5.1.2 確定觸發(fā)器數(shù)據(jù)端的驅(qū)動(dòng)方程和輸出端確定觸發(fā)器數(shù)據(jù)端的驅(qū)動(dòng)方程和輸出端 的邏輯表達(dá)式的邏輯表達(dá)式觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程 112JXQQ1KX2JX22KQ12FXQQ第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 14.5.1.3 確定觸發(fā)器新狀態(tài)的邏輯表達(dá)式確定觸發(fā)器新狀態(tài)的邏輯表達(dá)式 由由JK觸發(fā)器的特性方程式和數(shù)據(jù)端的邏輯表達(dá)式求出。觸發(fā)器的特性

5、方程式和數(shù)據(jù)端的邏輯表達(dá)式求出。JK觸發(fā)器的特性方程式如下觸發(fā)器的特性方程式如下nnnn1nQKQJQ可得可得 n 1nnnnnnnn111111112QJ QK QQ XQ XQ Qn 1nnnnnnnn222222222QJ QK QQ XQ QQ X14.5.1.4 做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 由由 可知，電路的輸出取決于輸入信號(hào)與觸發(fā)可知，電路的輸出取決于輸入信號(hào)與觸發(fā)器的狀態(tài)器的狀態(tài)Q1 Q2，共有，共有00、01、10、11四種組態(tài)，加上四種組態(tài)，加上X=0、X=1兩種情況，整個(gè)電路共有八種狀態(tài)兩種情況，整個(gè)電路共有八種狀態(tài) 12FXQQ第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和

6、時(shí)序邏輯電路 2010.03表表14.12 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入輸入原狀態(tài)原狀態(tài)觸發(fā)器控制信號(hào)觸發(fā)器控制信號(hào)新狀態(tài)新狀態(tài)輸出輸出XQ1 Q2J1 K1J2 K2Q1n+1 Q2 n+1000011110 00 11 01 10 00 11 01 11 11 11 11 10 01 00 00 00 00 10 00 11 01 11 01 11 01 00 00 00 11 01 11 000000010 表表14.12稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，有時(shí)將觸發(fā)器的控制信號(hào)去掉稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，有時(shí)將觸發(fā)器的控制信號(hào)去掉也稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。由表可知，觸發(fā)器的控制信號(hào)、電路的輸也稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。由表可知，觸發(fā)器

7、的控制信號(hào)、電路的輸出取決于輸入出取決于輸入X和觸發(fā)器的原狀態(tài)和觸發(fā)器的原狀態(tài)Q1、Q2，故在時(shí)鐘作用后就，故在時(shí)鐘作用后就可以決定觸發(fā)器的新狀態(tài)，從而就可以確定電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換后的可以決定觸發(fā)器的新狀態(tài)，從而就可以確定電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換后的新狀態(tài)。新狀態(tài)。第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 有時(shí)為了更加醒目，將表有時(shí)為了更加醒目，將表14.12精簡(jiǎn)成表精簡(jiǎn)成表14.13的形式。的形式。 表表14.13 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 表表14.14 狀態(tài)表狀態(tài)表 如果用數(shù)字編號(hào)來(lái)代替狀態(tài)的二進(jìn)制編碼，可得到表如果用數(shù)字編號(hào)來(lái)代替狀態(tài)的二進(jìn)制編碼，可得到表14.14，表，表14

8、.14稱為狀態(tài)表。稱為狀態(tài)表。 14.5.1.5 畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 根據(jù)表根據(jù)表14.13可以做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。圖中圓圈代表一個(gè)狀可以做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。圖中圓圈代表一個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)中的態(tài)，狀態(tài)中的00、01、10、11與與Q1Q2對(duì)應(yīng)。狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方向?qū)?yīng)。狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方向用箭頭表示，轉(zhuǎn)換的條件和輸出以用箭頭表示，轉(zhuǎn)換的條件和輸出以X/F的形式標(biāo)注在箭頭旁。的形式標(biāo)注在箭頭旁。第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03圖圖14.5.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖14.5.1.6 做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換的說(shuō)明做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換的說(shuō)明 同步時(shí)序電路隨時(shí)鐘節(jié)拍動(dòng)作，輸入也應(yīng)該隨時(shí)鐘節(jié)拍按同步

9、時(shí)序電路隨時(shí)鐘節(jié)拍動(dòng)作，輸入也應(yīng)該隨時(shí)鐘節(jié)拍按一定的序列輸入數(shù)據(jù)。例如一定的序列輸入數(shù)據(jù)。例如 CP序列序列 1 2 3 4 5 X序列序列 1 0 1 0 0第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.031. 設(shè)設(shè)Q1Q2=00為初始狀態(tài)，即初態(tài)為為初始狀態(tài)，即初態(tài)為1號(hào)，此時(shí)輸出號(hào)，此時(shí)輸出F=0。 CP序列序列 1 2 3 4 5 X序列序列 1 0 1 0 0 狀態(tài)序列狀態(tài)序列 輸出序列輸出序列 0 0 0 1 0 0第第3號(hào)時(shí)鐘來(lái)到，號(hào)時(shí)鐘來(lái)到，X=1，電路從狀態(tài)，電路從狀態(tài)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)，電路輸，電路輸出出F=1。在其他情況下電路的輸出等于。在其他情況

10、下電路的輸出等于0。第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.032. 設(shè)設(shè)Q1Q2=01為初始狀態(tài)，即初態(tài)為為初始狀態(tài)，即初態(tài)為2號(hào)，此時(shí)輸出號(hào)，此時(shí)輸出F=0。 CP序列序列 1 2 3 4 5 X序列序列 1 0 1 0 0 狀態(tài)序列狀態(tài)序列 輸出序列輸出序列 0 0 0 0 0 0 若若為初始狀態(tài)，那么在輸入序列為初始狀態(tài)，那么在輸入序列10100作用下，電路的作用下，電路的狀態(tài)雖然有轉(zhuǎn)移，但輸出始終為狀態(tài)雖然有轉(zhuǎn)移，但輸出始終為0。由此可見，對(duì)于同一個(gè)輸。由此可見，對(duì)于同一個(gè)輸入序列，不同的初始狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列和輸出序列將不同；入序列，不同的初始狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)

11、換序列和輸出序列將不同；當(dāng)輸入序列當(dāng)輸入序列X不同時(shí)，顯然狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列和輸出序列也將不同。不同時(shí)，顯然狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列和輸出序列也將不同。 由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，要想輸出為由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，要想輸出為“1”，輸入序列必須將電，輸入序列必須將電路的狀態(tài)路的狀態(tài)Q1Q2引導(dǎo)到引導(dǎo)到，如果輸入序列僅將電路的狀態(tài)，如果輸入序列僅將電路的狀態(tài)在在之間轉(zhuǎn)換，電路的輸出不會(huì)出現(xiàn)之間轉(zhuǎn)換，電路的輸出不會(huì)出現(xiàn)“1”。 第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.2 二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有采用小規(guī)模集成電路觸發(fā)器和邏輯門二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有采用小規(guī)模集成電路

12、觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)成，也有中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)周期，也稱構(gòu)成，也有中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)周期，也稱計(jì)數(shù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)長(zhǎng)度N=2n式中式中N為計(jì)數(shù)周期，為計(jì)數(shù)周期，n為觸發(fā)器的級(jí)數(shù)。所以，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器為觸發(fā)器的級(jí)數(shù)。所以，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用了觸發(fā)器的全部狀態(tài)。利用了觸發(fā)器的全部狀態(tài)。1.1.確定電路是否是同步時(shí)序數(shù)字電路確定電路是否是同步時(shí)序數(shù)字電路 分析步驟：分析步驟： 2.2.確定觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程確定觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程 3.3.做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 HIT集成電子技術(shù)電子教案集成電子技術(shù)電子教案- SSIC同步時(shí)序數(shù)字電路同步時(shí)序數(shù)字電路 的分析的分

13、析 2006.064.4.做出分析結(jié)論做出分析結(jié)論 第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.2.1 確定電路是否是同步時(shí)序數(shù)字電路確定電路是否是同步時(shí)序數(shù)字電路圖圖14.5.3 二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器 結(jié)論：同步時(shí)序數(shù)字電路結(jié)論：同步時(shí)序數(shù)字電路第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.2.2 確定觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程確定觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程 J1=1 K1=1 J2= Q1 K2= Q1 J3= Q2Q1 K3= Q2Q1 J4= Q3Q2Q1 K4= Q3Q2Q1 將觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程

14、代入將觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程式中，得觸發(fā)器的特性方程式中，得到狀態(tài)方程式到狀態(tài)方程式第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03n11n1QQn2n1n2n11n2QQQQQn3n1n2n3n1n21n3QQQQQQQn4n1n2n3n4n1n2n31n4QQQQQQQQQ 14.5.2.3 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 時(shí)序電路的狀態(tài)時(shí)序電路的狀態(tài)用觸發(fā)器用觸發(fā)器Q端狀態(tài)的集合來(lái)表示的，端狀態(tài)的集合來(lái)表示的，對(duì)于同步時(shí)序數(shù)字電路而言它的狀態(tài)數(shù)與觸發(fā)器的級(jí)對(duì)于同步時(shí)序數(shù)字電路而言它的狀態(tài)數(shù)與觸發(fā)器的級(jí)數(shù)有關(guān)，若觸發(fā)器級(jí)數(shù)為數(shù)有關(guān)，若觸發(fā)器級(jí)數(shù)為n，時(shí)

15、序電路的狀態(tài)數(shù)等于，時(shí)序電路的狀態(tài)數(shù)等于或小于或小于2n。將時(shí)序電路的狀態(tài)按照它的轉(zhuǎn)換順序排列。將時(shí)序電路的狀態(tài)按照它的轉(zhuǎn)換順序排列成表格就是狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是受時(shí)鐘的控制，成表格就是狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是受時(shí)鐘的控制，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換順序稱為狀態(tài)的轉(zhuǎn)換順序稱為態(tài)序態(tài)序。 第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的推導(dǎo)，先設(shè)一個(gè)電路的初態(tài)，一般是狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的推導(dǎo)，先設(shè)一個(gè)電路的初態(tài)，一般是設(shè)全部觸發(fā)器的狀態(tài)為設(shè)全部觸發(fā)器的狀態(tài)為“0”0”，即全，即全“0”0”為初態(tài)。由此為初態(tài)。由此推導(dǎo)出在時(shí)鐘作用下，電路狀態(tài)是如何變化的，具體方推導(dǎo)出在時(shí)鐘作用下，

16、電路狀態(tài)是如何變化的，具體方法是將狀態(tài)法是將狀態(tài)“0”0”代入以上驅(qū)動(dòng)方程式，得出對(duì)應(yīng)態(tài)序代入以上驅(qū)動(dòng)方程式，得出對(duì)應(yīng)態(tài)序0 0時(shí)的數(shù)據(jù)端的真值，然后根據(jù)觸發(fā)器的真值表，可以確時(shí)的數(shù)據(jù)端的真值，然后根據(jù)觸發(fā)器的真值表，可以確定在下一個(gè)時(shí)鐘作用后，對(duì)應(yīng)態(tài)序定在下一個(gè)時(shí)鐘作用后，對(duì)應(yīng)態(tài)序1 1的電路的新狀態(tài)。的電路的新狀態(tài)。然后再將對(duì)應(yīng)態(tài)序然后再將對(duì)應(yīng)態(tài)序1 1的狀態(tài)值代入驅(qū)動(dòng)方程式，得到對(duì)的狀態(tài)值代入驅(qū)動(dòng)方程式，得到對(duì)應(yīng)態(tài)序應(yīng)態(tài)序1 1的數(shù)據(jù)端的真值，在第二個(gè)時(shí)鐘來(lái)到時(shí)，電路的數(shù)據(jù)端的真值，在第二個(gè)時(shí)鐘來(lái)到時(shí)，電路將轉(zhuǎn)換到態(tài)序?qū)⑥D(zhuǎn)換到態(tài)序2 2，依次不斷進(jìn)行，直至電路狀態(tài)出現(xiàn)循，依次不斷進(jìn)行，直

17、至電路狀態(tài)出現(xiàn)循環(huán)為止。環(huán)為止。 態(tài)序 Q4 Q3 Q2 Q1 J4 K4 J3 K3 J2 K2 J1 K1表 二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 4 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 5 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1J1=1 K1=1J2=Q1 K2=Q1J4= Q1Q2Q3 K4= Q1Q2Q3 J3=Q1Q2 K3=Q1Q2 6 0 1 1 0 0 0

18、 0 0 0 0 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1J1=1 K1=1J2=Q1 K2=Q1J4= Q1Q2Q3 K4= Q1Q2Q3 J3=Q1Q2 K3=Q1Q2J1=1 K1=1J2=Q1 K2=Q1J4= Q1Q2Q3 K4= Q1Q2Q3 J3=Q1Q2 K3=Q1Q2 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 9 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 10 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 11 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 12 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 13 1 1 0 1 0 0

19、 0 0 1 1 1 1 14 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1J1=1 K1=1J2=Q1 K2=Q1J4= Q1Q2Q3 K4= Q1Q2Q3 J3=Q1Q2 K3=Q1Q2表表14.15 二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.2.4 結(jié)論結(jié)論1. 通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可以確定該電路是按二進(jìn)制碼增加的方向轉(zhuǎn)通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可以確定該電路是按二進(jìn)制碼增加的方向轉(zhuǎn)換的，它能根據(jù)

20、電路的狀態(tài)判斷出記下了幾個(gè)時(shí)鐘脈沖，換的，它能根據(jù)電路的狀態(tài)判斷出記下了幾個(gè)時(shí)鐘脈沖，所以這個(gè)電路稱為同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，也稱為四位二所以這個(gè)電路稱為同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，也稱為四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，共有進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，共有16個(gè)狀態(tài)，或稱為個(gè)狀態(tài)，或稱為2-16進(jìn)制加法計(jì)數(shù)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。器。2. 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表也可以用圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換表也可以用圖14.5.4和圖和圖14.5.5的形式表現(xiàn)，用于表的形式表現(xiàn)，用于表示計(jì)數(shù)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換順序。圖示計(jì)數(shù)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換順序。圖14.5.4中每一個(gè)圓圈表示一個(gè)中每一個(gè)圓圈表示一個(gè)狀態(tài)，圓圈中數(shù)碼表示計(jì)數(shù)器狀態(tài)的二進(jìn)制編碼。狀態(tài)，圓圈中數(shù)碼表示計(jì)數(shù)器狀態(tài)的二進(jìn)制編

21、碼。圖圖14.5.4 二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111CPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCPCP第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.3 BCD2421碼同步計(jì)數(shù)器碼同步計(jì)數(shù)器 分析步驟：分析步驟： 1.1.根據(jù)觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端的聯(lián)線寫出驅(qū)動(dòng)方程根據(jù)觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端的聯(lián)線寫出驅(qū)動(dòng)方程 2.做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 3.做出分析結(jié)論做出分析結(jié)論 有一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，電路如圖所示。試

22、分析是幾進(jìn)有一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，電路如圖所示。試分析是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器，列出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，并確定它的編碼方式，制計(jì)數(shù)器，列出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，并確定它的編碼方式，畫出畫出Q端波形。端波形。 第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03JA=1 KA=1JB=QA KB= QAQDJD= QAQB KD= QAQBQCJC=QAQBQD KC=QAQBQD 14.5.3.1 根據(jù)觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端的聯(lián)線寫出驅(qū)動(dòng)方程根據(jù)觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端的聯(lián)線寫出驅(qū)動(dòng)方程第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 14.5.3.2 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 設(shè)初始狀態(tài)

23、為設(shè)初始狀態(tài)為0000，代入上述驅(qū)動(dòng)方程式，算出，代入上述驅(qū)動(dòng)方程式，算出JA、KA、JB、KB、JC、KC、JD、KD各值，列入表中對(duì)應(yīng)各值，列入表中對(duì)應(yīng)“態(tài)序態(tài)序0”的一行之中。態(tài)序的一行之中。態(tài)序0的的J、K值為下一個(gè)值為下一個(gè)CP到來(lái)后，確定了各到來(lái)后，確定了各觸發(fā)器的新狀態(tài)。所以根據(jù)觸發(fā)器的真值表，就可求出在時(shí)觸發(fā)器的新狀態(tài)。所以根據(jù)觸發(fā)器的真值表，就可求出在時(shí)鐘作用后的下一個(gè)新狀態(tài)，填入鐘作用后的下一個(gè)新狀態(tài)，填入“態(tài)序態(tài)序1”的一行之中。如此的一行之中。如此不斷進(jìn)行直到出現(xiàn)不斷進(jìn)行直到出現(xiàn)狀態(tài)的循環(huán)狀態(tài)的循環(huán)為止。為止。JA=1 KA=1JB=QA KB= QAQDJD= QAQ

24、B KD= QAQBQCJC=QAQBQD KC=QAQBQDJA=1 KA=1JB=QA KB= QAQDJD= QAQB KD= QAQBQCJC=QAQBQD KC=QAQBQD第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.3.3 分析結(jié)論分析結(jié)論計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)進(jìn)制該計(jì)數(shù)器共有十個(gè)狀態(tài)，十個(gè)狀態(tài)一循環(huán)，該計(jì)數(shù)器共有十個(gè)狀態(tài)，十個(gè)狀態(tài)一循環(huán)，是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 編碼編碼根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，可知編碼為根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，可知編碼為BCD2421碼，碼，因?yàn)楦魑坏臋?quán)為因?yàn)楦魑坏臋?quán)為2、4、2、1。 進(jìn)位進(jìn)位若采用若采用RCO（Ripple Carry Ou

25、tput）代表進(jìn)）代表進(jìn)位信號(hào)，進(jìn)位邏輯位信號(hào)，進(jìn)位邏輯RCO=Q4Q3Q2Q1。波形圖波形圖電路電路Q端的波形如圖所示。波形圖實(shí)際上是端的波形如圖所示。波形圖實(shí)際上是狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的波形化，按狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的波形化，按“0”、“1”值與值與CP對(duì)應(yīng)畫成波對(duì)應(yīng)畫成波形即可，但要注意觸發(fā)器的動(dòng)作沿。在此態(tài)序與形即可，但要注意觸發(fā)器的動(dòng)作沿。在此態(tài)序與CP是一是一一對(duì)應(yīng)的。一對(duì)應(yīng)的。 第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03CPRCOAQBQCQDQ100020001300000111111165411109870000000011111111111100001負(fù)載能力負(fù)載能

26、力 因?yàn)橛|發(fā)器采用的是因?yàn)橛|發(fā)器采用的是74LS系列，根據(jù)規(guī)范規(guī)定系列，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，的數(shù)值，Q端和端帶的負(fù)載數(shù)均不超出端和端帶的負(fù)載數(shù)均不超出20個(gè)，其中個(gè)，其中QA端最多，端最多，共六個(gè)，不超過(guò)規(guī)定值。共六個(gè)，不超過(guò)規(guī)定值。第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)表中的十個(gè)狀態(tài)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)，狀態(tài)表中的十個(gè)狀態(tài)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)，這個(gè)時(shí)序數(shù)字電路將按這個(gè)循環(huán)狀態(tài)確定的時(shí)序工作，這個(gè)時(shí)序數(shù)字電路將按這個(gè)循環(huán)狀態(tài)確定的時(shí)序工作，稱為稱為循環(huán)時(shí)序循環(huán)時(shí)序，或，或有效時(shí)序有效時(shí)序，或，或工作時(shí)序工作時(shí)序。 四個(gè)觸發(fā)器應(yīng)該有十六個(gè)狀態(tài)，那么其余的六

27、個(gè)狀四個(gè)觸發(fā)器應(yīng)該有十六個(gè)狀態(tài)，那么其余的六個(gè)狀態(tài)的情況如何呢？從舍去的六個(gè)狀態(tài)中設(shè)一個(gè)為初始狀態(tài)的情況如何呢？從舍去的六個(gè)狀態(tài)中設(shè)一個(gè)為初始狀態(tài)，按步驟態(tài)，按步驟3做表的方法可得到做表的方法可得到BCD2421碼的完整的狀態(tài)碼的完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如下圖所示。轉(zhuǎn)換圖，如下圖所示。 BCD2421碼同步計(jì)數(shù)器的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖碼同步計(jì)數(shù)器的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 0000000100100011101011111110110111001011100110000111011001010100第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.03 由完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可以清楚地看出，其余的六個(gè)處

28、由完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可以清楚地看出，其余的六個(gè)處于工作時(shí)序以外的非工作時(shí)序可以自動(dòng)進(jìn)入工作時(shí)序。時(shí)于工作時(shí)序以外的非工作時(shí)序可以自動(dòng)進(jìn)入工作時(shí)序。時(shí)序數(shù)字電路的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖只有一個(gè)序數(shù)字電路的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖只有一個(gè)循環(huán)時(shí)序循環(huán)時(shí)序，非工作，非工作時(shí)序也都通向工作時(shí)序，具有這樣特點(diǎn)的時(shí)序電路具有時(shí)序也都通向工作時(shí)序，具有這樣特點(diǎn)的時(shí)序電路具有自自啟動(dòng)啟動(dòng)的特性。的特性。 BCD2421碼同步計(jì)數(shù)器的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖碼同步計(jì)數(shù)器的完整狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 0000000100100011101011111110110111001011100110000111011001010100第第14章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 2010.0314.5.4 二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 圖示為圖示為三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器的電路圖，它由三的電路圖，它由三個(gè)個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成，每個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，每個(gè)D觸發(fā)器接成觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。每一級(jí)觸觸發(fā)器。每一級(jí)觸發(fā)器有兩個(gè)狀態(tài)，三級(jí)共有發(fā)器有兩個(gè)狀態(tài)，三級(jí)共有23=8個(gè)狀態(tài)，所以可以記下八個(gè)狀態(tài)，所以可以記下八個(gè)脈沖，第八個(gè)脈沖來(lái)到后電路返回初始狀態(tài)。