時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)課件

時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)

時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)1時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的分析方法同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)第6章時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路的基本概念第6章時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)26.1概述一、時(shí)序電路的特點(diǎn)1.定義任何時(shí)刻電路的輸出，不僅和該時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。2.電路特點(diǎn)(1)與時(shí)間因素(CP)有關(guān)；(2)含有記憶性的元件(觸發(fā)器)。組合邏輯電路存儲(chǔ)電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql輸入輸出6.1概述一、時(shí)序電路的特點(diǎn)1.定義任何3二、時(shí)序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達(dá)式(1)輸出方程(3)狀態(tài)方程(2)驅(qū)動(dòng)方程2.狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖和時(shí)序圖組合邏輯電路存儲(chǔ)電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP二、時(shí)序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達(dá)式(1)輸出方程4三、時(shí)序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計(jì)數(shù)器、寄存器、讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器、順序脈沖發(fā)生器等。2.按時(shí)鐘控制方式劃分：同步時(shí)序電路觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘CP，要更新?tīng)顟B(tài)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)。異步時(shí)序電路電路中所有觸發(fā)器沒(méi)有共用一個(gè)CP。3.按輸出信號(hào)的特性劃分：Moore型Mealy型存儲(chǔ)電路Y(tn)輸出WQX(tn)輸入組合電路CPY(tn)輸出CPX(tn)輸入存儲(chǔ)電路組合電路組合電路三、時(shí)序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計(jì)數(shù)器、寄存器、讀56.2時(shí)序電路的基本分析方法6.2.1時(shí)序電路的基本分析方法1.分析步驟時(shí)序電路時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)表狀態(tài)圖時(shí)序圖CP觸發(fā)沿特性方程輸出方程狀態(tài)方程計(jì)算6.2時(shí)序電路的基本分析方法6.2.1時(shí)序電路的基本分析方法66.2.2同步時(shí)序邏輯電路分析舉例寫(xiě)方程式時(shí)鐘方程輸出方程(同步)驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程特性方程(Moore型)[例1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY6.2.2同步時(shí)序邏輯電路分析舉例寫(xiě)方程式時(shí)鐘方程輸出方程(7計(jì)算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501200010011011111111101010001011011畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效狀態(tài)和有效循環(huán)010101/1/1無(wú)效狀態(tài)和無(wú)效循環(huán)能否自啟動(dòng)?能自啟動(dòng)：存在無(wú)效狀態(tài)，但沒(méi)有形成循環(huán)。不能自啟動(dòng)：無(wú)效狀態(tài)形成循環(huán)。方法1

利用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表求狀態(tài)圖計(jì)算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y0123450128方法2

利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001011111101000010110100000001011111110100010101方法2利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+19畫(huà)時(shí)序圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿觸發(fā)Q2Q1Q0000001011111110100000Y畫(huà)時(shí)序圖000001/1011/1111/1110/110010Mealy型[例2]時(shí)鐘方程輸出方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程[解]寫(xiě)方程式Mealy型[例2]時(shí)鐘方程輸出方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程[解]1110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00011110010010010001111010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00011110101010000001111010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n000111101001100100011110S=0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101110000111S=1Q1nQ0nQ2n01000111100010101000111010000001111111111110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n000112狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)圖000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00能自啟動(dòng)S/Y1Y21/11狀態(tài)狀態(tài)圖000001/00010/0001113000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00畫(huà)時(shí)序圖當(dāng)S=0時(shí)，每8個(gè)CP一個(gè)循環(huán)；當(dāng)S=1時(shí)，每6個(gè)CP一個(gè)循環(huán)。000001/00010/00011/001014[例1]6.2.3異步時(shí)序電路分析舉例1DC11DC11DC1&FF1FF0FF2CP&[解]時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程(CP有效)(Q0有效)(CP有效)寫(xiě)方程式[例1]6.2.3異步時(shí)序電路分析舉例1DC11DC11D15求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑CP↑000CP↑Q0↑0Q0↓1Q0↑1Q0↓0Q00Q0↓1Q01Q0↓0CP↑CP↑00CP↑0CP↑1CP↑0CP↑CP↑001CP↑000001010

011100101110111能自啟動(dòng)求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑C16畫(huà)時(shí)序圖000001010

011

100不畫(huà)無(wú)效狀態(tài)12345CPQ0Q0Q1Q2畫(huà)時(shí)序圖000001010011不畫(huà)176.3同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法6.3.1設(shè)計(jì)的一般步驟時(shí)序邏輯問(wèn)題邏輯抽象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）狀態(tài)化簡(jiǎn)最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式（狀態(tài)方程）求出驅(qū)動(dòng)方程選定觸發(fā)器的類型邏輯電路圖檢查能否自啟動(dòng)6.3同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法6.3.1設(shè)計(jì)的一般步驟時(shí)序邏186.3.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1[解]已給出最簡(jiǎn)狀態(tài)圖，若用同步方式：輸出方程0001111001Y000001為方便，略去右上角標(biāo)n。狀態(tài)方程00011110011010100100011[例1]6.3.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路19選用JK觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)邏輯圖CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&檢查能否自啟動(dòng)：110111000能自啟動(dòng)/0/1(Moore型)選用JK觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)邏輯圖CP1KC1FF1&120[例2]按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01P/Y1Y2[解]時(shí)鐘方程輸出方程0100PQ2nQ1nQ0n000111100000000000011110Y10000PQ2nQ1nQ0n000111100000010000011110Y2選用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器[例2]按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/000010121000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程=

D0=

D1=

D2邏輯圖等(略)Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q0n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q2n+1Q0n+1000/00001010011100101/00/00221/1[例3]設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入3或3個(gè)以上數(shù)據(jù)1時(shí)輸出為1，否則為0。[解]邏輯抽象，建立原始狀態(tài)圖S0—原始狀態(tài)(0)S1—輸入1個(gè)1S2—連續(xù)輸入2個(gè)1S3—連續(xù)輸入3或3個(gè)以上1S0S1S2S3X—輸入數(shù)據(jù)Y—輸出數(shù)據(jù)0/01/00/01/00/00/01/1狀態(tài)化簡(jiǎn)S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/01/1[例3]設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入[解]邏23狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/00/01/1M=3，取n=2S0

=00S1

=01S2

=110001110/01/00/01/00/01/1選觸發(fā)器、寫(xiě)方程式選JK()觸發(fā)器,同步方式輸出方程Q1nQ0nX0100011110Y000001Q11Q01狀態(tài)方程狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/24驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)&邏輯圖CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型)無(wú)效狀態(tài)

10000010000/01111111/1能自啟動(dòng)Q11KC1FF1&1J驅(qū)約束項(xiàng)&邏CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型25[例4]設(shè)計(jì)一個(gè)帶進(jìn)位輸出的七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110電路的狀態(tài)M=7，取觸發(fā)器的個(gè)數(shù)n=32、狀態(tài)分配Q2Q1Q0/C3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。根據(jù)選擇JK觸發(fā)器組成這個(gè)邏輯電路，且所需觸發(fā)器的個(gè)數(shù)為3。[例4]設(shè)計(jì)一個(gè)帶進(jìn)位輸出的七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。解：1、邏輯26由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖如下所示。()/1/0/0/0/0/0/00000100011010111001100100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)位信號(hào)由電路的110狀態(tài)譯出0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100100011狀態(tài)方程0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1010001111011100000100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100010101輸出方程由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到的卡諾圖如下所示。(27JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程284、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0CP≥1≥11&C1KC1FF2&1JQ2&4、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1295、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)111狀態(tài)方程001輸出方程0/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110111/0能自啟動(dòng)11111111111111115、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)111狀態(tài)方程00130CPC6、實(shí)際應(yīng)用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0≥1≥11&1KC1FF2&1JQ2&Ya+VCC顯示譯碼器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A000010010201030114100510161107000180010CPC6、實(shí)際應(yīng)用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ31[例5]設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售飲料機(jī)的邏輯電路。它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣。投入一元五角錢硬幣后機(jī)器自動(dòng)給出一杯飲料；投入兩元（兩枚一元）硬幣后，在給出飲料的同時(shí)找回一枚五角的硬幣。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入變量：取投幣信號(hào)，用A和B表示輸出變量：給出飲料和找錢，用Y和Z表示投入一枚一元硬幣時(shí)A=1；未投入時(shí)A=0投入一枚五角硬幣時(shí)B=1；未投入時(shí)B=0給出飲料時(shí)Y=1，不給時(shí)Y=0找回一枚五角硬幣時(shí)Z=1，不找時(shí)Z=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11未投幣前電路的初始狀態(tài)投入五角硬幣后電路的狀態(tài)投入一元硬幣后電路的狀態(tài)[例5]設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售飲料機(jī)的邏輯電路。它的投幣口每次只能32狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11電路的狀態(tài)M=3根據(jù)取觸發(fā)器的位數(shù)n=2令觸發(fā)器狀態(tài)Q1Q0的00、01、10分別代表S0、S1、S2可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖AB00/0001/00/10/0000011110()0001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///2、狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/333、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。選擇JK觸發(fā)器組成這個(gè)邏輯電路。將之前所得的卡諾圖分解為分別表示、、Y、Z的4個(gè)卡諾圖。AB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///狀態(tài)方程輸出方程AB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0101000001111000100011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0010100001111000000011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///1000000001111011000011110Q1nQ0nABAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10///0000000001111010000011110Q1nQ0nAB3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程34JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程故得到驅(qū)動(dòng)方程：JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程故得到驅(qū)動(dòng)方程：354、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖。CP1KC1FF1&1JQ11KC1FF0&1JQ0B&≥1A≥111&&&≥1YZ4、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖。CP1KC1FF1&1JQ1365、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)11狀態(tài)方程1111100AB=00時(shí)，110011011AB=01時(shí)，不能自啟動(dòng)；返回到S0狀態(tài)，100110100輸出方程1111100010但收費(fèi)結(jié)果錯(cuò)誤；AB=10時(shí)，返回到S2狀態(tài)，011001010011111但收費(fèi)結(jié)果錯(cuò)誤。改進(jìn)措施：可在電路中加上異步清零端RD，開(kāi)始工作時(shí)在RD端加上低電平信號(hào)將電路清零。5、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)11狀態(tài)方程111137時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)

時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)38時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的分析方法同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)第6章時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路的基本概念第6章時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)396.1概述一、時(shí)序電路的特點(diǎn)1.定義任何時(shí)刻電路的輸出，不僅和該時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。2.電路特點(diǎn)(1)與時(shí)間因素(CP)有關(guān)；(2)含有記憶性的元件(觸發(fā)器)。組合邏輯電路存儲(chǔ)電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql輸入輸出6.1概述一、時(shí)序電路的特點(diǎn)1.定義任何40二、時(shí)序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達(dá)式(1)輸出方程(3)狀態(tài)方程(2)驅(qū)動(dòng)方程2.狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖和時(shí)序圖組合邏輯電路存儲(chǔ)電路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP二、時(shí)序電路邏輯功能表示方法1.邏輯表達(dá)式(1)輸出方程41三、時(shí)序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計(jì)數(shù)器、寄存器、讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器、順序脈沖發(fā)生器等。2.按時(shí)鐘控制方式劃分：同步時(shí)序電路觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘CP，要更新?tīng)顟B(tài)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)。異步時(shí)序電路電路中所有觸發(fā)器沒(méi)有共用一個(gè)CP。3.按輸出信號(hào)的特性劃分：Moore型Mealy型存儲(chǔ)電路Y(tn)輸出WQX(tn)輸入組合電路CPY(tn)輸出CPX(tn)輸入存儲(chǔ)電路組合電路組合電路三、時(shí)序邏輯電路分類1.按邏輯功能劃分：計(jì)數(shù)器、寄存器、讀426.2時(shí)序電路的基本分析方法6.2.1時(shí)序電路的基本分析方法1.分析步驟時(shí)序電路時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)表狀態(tài)圖時(shí)序圖CP觸發(fā)沿特性方程輸出方程狀態(tài)方程計(jì)算6.2時(shí)序電路的基本分析方法6.2.1時(shí)序電路的基本分析方法436.2.2同步時(shí)序邏輯電路分析舉例寫(xiě)方程式時(shí)鐘方程輸出方程(同步)驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程特性方程(Moore型)[例1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY6.2.2同步時(shí)序邏輯電路分析舉例寫(xiě)方程式時(shí)鐘方程輸出方程(44計(jì)算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501200010011011111111101010001011011畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效狀態(tài)和有效循環(huán)010101/1/1無(wú)效狀態(tài)和無(wú)效循環(huán)能否自啟動(dòng)?能自啟動(dòng)：存在無(wú)效狀態(tài)，但沒(méi)有形成循環(huán)。不能自啟動(dòng)：無(wú)效狀態(tài)形成循環(huán)。方法1

利用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表求狀態(tài)圖計(jì)算，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1Q0Y01234501245方法2

利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001011111101000010110100000001011111110100010101方法2利用卡諾圖求狀態(tài)圖11001100Q2n+146畫(huà)時(shí)序圖000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿觸發(fā)Q2Q1Q0000001011111110100000Y畫(huà)時(shí)序圖000001/1011/1111/1110/110047Mealy型[例2]時(shí)鐘方程輸出方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程[解]寫(xiě)方程式Mealy型[例2]時(shí)鐘方程輸出方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程[解]4810110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00011110010010010001111010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00011110101010000001111010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n000111101001100100011110S=0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101110000111S=1Q1nQ0nQ2n01000111100010101000111010000001111111111110110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n000149狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)圖000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00能自啟動(dòng)S/Y1Y21/11狀態(tài)狀態(tài)圖000001/00010/0001150000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00畫(huà)時(shí)序圖當(dāng)S=0時(shí)，每8個(gè)CP一個(gè)循環(huán)；當(dāng)S=1時(shí)，每6個(gè)CP一個(gè)循環(huán)。000001/00010/00011/001051[例1]6.2.3異步時(shí)序電路分析舉例1DC11DC11DC1&FF1FF0FF2CP&[解]時(shí)鐘方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程(CP有效)(Q0有效)(CP有效)寫(xiě)方程式[例1]6.2.3異步時(shí)序電路分析舉例1DC11DC11D52求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑CP↑000CP↑Q0↑0Q0↓1Q0↑1Q0↓0Q00Q0↓1Q01Q0↓0CP↑CP↑00CP↑0CP↑1CP↑0CP↑CP↑001CP↑000001010

011100101110111能自啟動(dòng)求狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP↑CP↑10CP↑1CP↑0CP↑0CP↑C53畫(huà)時(shí)序圖000001010

011

100不畫(huà)無(wú)效狀態(tài)12345CPQ0Q0Q1Q2畫(huà)時(shí)序圖000001010011不畫(huà)546.3同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法6.3.1設(shè)計(jì)的一般步驟時(shí)序邏輯問(wèn)題邏輯抽象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）狀態(tài)化簡(jiǎn)最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式（狀態(tài)方程）求出驅(qū)動(dòng)方程選定觸發(fā)器的類型邏輯電路圖檢查能否自啟動(dòng)6.3同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法6.3.1設(shè)計(jì)的一般步驟時(shí)序邏556.3.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1[解]已給出最簡(jiǎn)狀態(tài)圖，若用同步方式：輸出方程0001111001Y000001為方便，略去右上角標(biāo)n。狀態(tài)方程00011110011010100100011[例1]6.3.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路56選用JK觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)邏輯圖CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&檢查能否自啟動(dòng)：110111000能自啟動(dòng)/0/1(Moore型)選用JK觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)邏輯圖CP1KC1FF1&157[例2]按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01P/Y1Y2[解]時(shí)鐘方程輸出方程0100PQ2nQ1nQ0n000111100000000000011110Y10000PQ2nQ1nQ0n000111100000010000011110Y2選用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器[例2]按如下?tīng)顟B(tài)圖設(shè)計(jì)時(shí)序電路。000/000010158000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000/101/01狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程=

D0=

D1=

D2邏輯圖等(略)Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q0n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n0

1

10

0

00

1

00

0

1PQ2n000111100

1

11

0

00

1

00

0

11

1

10

0

01

1

01

0

100011110Q2n+1

Q2n+1Q0n+1000/00001010011100101/00/00591/1[例3]設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入3或3個(gè)以上數(shù)據(jù)1時(shí)輸出為1，否則為0。[解]邏輯抽象，建立原始狀態(tài)圖S0—原始狀態(tài)(0)S1—輸入1個(gè)1S2—連續(xù)輸入2個(gè)1S3—連續(xù)輸入3或3個(gè)以上1S0S1S2S3X—輸入數(shù)據(jù)Y—輸出數(shù)據(jù)0/01/00/01/00/00/01/1狀態(tài)化簡(jiǎn)S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/01/1[例3]設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路，要求輸入[解]邏60狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/00/01/1M=3，取n=2S0

=00S1

=01S2

=110001110/01/00/01/00/01/1選觸發(fā)器、寫(xiě)方程式選JK()觸發(fā)器,同步方式輸出方程Q1nQ0nX0100011110Y000001Q11Q01狀態(tài)方程狀態(tài)分配、狀態(tài)編碼、狀態(tài)圖S0S1S20/01/00/01/61驅(qū)動(dòng)方程約束項(xiàng)&邏輯圖CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型)無(wú)效狀態(tài)

10000010000/01111111/1能自啟動(dòng)Q11KC1FF1&1J驅(qū)約束項(xiàng)&邏CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型62[例4]設(shè)計(jì)一個(gè)帶進(jìn)位輸出的七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110電路的狀態(tài)M=7，取觸發(fā)器的個(gè)數(shù)n=32、狀態(tài)分配Q2Q1Q0/C3、選定觸發(fā)器的類型，求出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。根據(jù)選擇JK觸發(fā)器組成這個(gè)邏輯電路，且所需觸發(fā)器的個(gè)數(shù)為3。[例4]設(shè)計(jì)一個(gè)帶進(jìn)位輸出的七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。解：1、邏輯63由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到表示電路次態(tài)/輸出的卡諾圖如下所示。()/1/0/0/0/0/0/00000100011010111001100100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)位信號(hào)由電路的110狀態(tài)譯出0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100100011狀態(tài)方程0100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/1010001111011100000100011110100/0/001/0101/0010/0110/0011/0000/101000111100010101輸出方程由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得到的卡諾圖如下所示。(64JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程JK觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程654、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0CP≥1≥11&C1KC1FF2&1JQ2&4、根據(jù)得到的方程式畫(huà)出邏輯圖1KC1FF11JQ11KC1665、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)111狀態(tài)方程001輸出方程0/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110111/0能自啟動(dòng)11111111111111115、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)無(wú)效狀態(tài)111狀態(tài)方程00167CPC6、實(shí)際應(yīng)用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0≥1≥11&1KC1FF2&1JQ2&Ya+VCC顯示譯碼器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A000010010201030114100510161107000180010CPC6、實(shí)際應(yīng)用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ68[例5]設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售飲料機(jī)的邏輯電路。它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣。投入一元五角錢硬幣后機(jī)器自動(dòng)給出一杯飲料；投入兩元（兩枚一元）硬幣后，在給出飲料的同時(shí)找回一枚五角的硬幣。解：1、邏輯抽象，得出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入變量：取投幣信號(hào)，用A和B表示輸出變量：給出飲料和找錢，用Y和Z表示投入一枚一元硬幣時(shí)A=1；未投入時(shí)A=0投入一枚五角硬幣時(shí)B=1；未投入時(shí)B=0給出飲料時(shí)Y=1，不給時(shí)Y=0找回一枚五角硬幣時(shí)Z=1，不找時(shí)Z=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11///11未投幣前電路的初始狀態(tài)投入五角硬幣后電路的狀態(tài)投入一元硬幣后電路的狀態(tài)[例5]設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售飲料機(jī)的邏輯電路。它的投幣口每次