版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
時序邏輯設(shè)計實踐計數(shù)器CLOCK觸發(fā)器輸出組合電路輸出觸發(fā)器輸入Setup-timemarginHold-timemarginTimingdiagram電子科技大學光電信息學院陳德軍LatchesandFlip-Flops1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q1,2C1D2D3,4C3D4D74x375D鎖存器PRDQCLKQCLR74x74PRJQCLKK
QCLR74x109PRJQCLKK
QCLR74x112P484圖8-3引腳電子科技大學光電信息學院陳德軍Switchdebouncing+5VSW_LDSW開關(guān)閉合SW_LDSW開關(guān)打開閉合第1次接觸觸點抖動SW_LDSW理想情況電子科技大學光電信息學院陳德軍SW_LSW0011SW_LSW0011開關(guān)閉合0011SW_LSW0011SW_LSW1100電子科技大學光電信息學院陳德軍SW_LSWDSW開關(guān)閉合
figure8-5該方法一般不與高速cmos型器件(74ACT**)一起使用一般與wimpy系列邏輯一起使用(HCT,LS-TTLS)QQLSQRQ+5V電子科技大學光電信息學院陳德軍BUSholdercircuitABCG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774x138EN1EN2_LEN3_LSRC0SRC1SRC2P0P1P7SDATA電子科技大學光電信息學院陳德軍DQCQDQCQDQCQDQCQDIN[3:0]WRDOUT[3:0]RDMultibitregistersandlatches電子科技大學光電信息學院陳德軍4位寄存器74x1756位寄存器74x174P488圖8-91D2D3D4DCLKCLR_L電子科技大學光電信息學院陳德軍8位寄存器74x374(三態(tài)輸出)OE輸出使能電子科技大學光電信息學院陳德軍74x377(時鐘使能)74x273(異步清零)CLK74x374(輸出使能)Figure8-10Figure8-12Figure8-13電子科技大學光電信息學院陳德軍寄存器(register)和鎖存器(latch)有什么區(qū)別?寄存器:邊沿觸發(fā)特性鎖存器:C有效期間輸出跟隨輸入變化74x374輸出使能8位寄存器74x373輸出使能8位鎖存器電子科技大學光電信息學院陳德軍什么是計數(shù)器counters:狀態(tài)圖中包含一個循環(huán)的任何時序邏輯電路都可稱為計數(shù)器ABCDE形成一個閉合的狀態(tài)圈modulos:計數(shù)器循環(huán)狀態(tài)圈中狀態(tài)的個數(shù);又稱為二進制計數(shù)器,也可叫分頻Modulo-5counterExtrastatesofcounter:如果模非2的冪,則必會引入循環(huán)圈外的多余狀態(tài)如果采用3bit編碼,則還有3個狀態(tài)在循環(huán)圈外,屬于多余狀態(tài),self-start?TFlip-FlopRipplecounters(asynchronouscounters)----figure8-24Synchronouscounterswithenableseriallogic---figure8-25Synchronouscounterswithparallelenablelogic---figure8-29計數(shù)器的計數(shù)方式:計數(shù)器的循環(huán)狀態(tài)一什么樣形式進行編碼,就是計數(shù)器的計數(shù)方式Itisadivide-by-5counter.binarycounter電子科技大學光電信息學院陳德軍二進制計數(shù)器Binarycounters:計數(shù)方式為二進制,即狀態(tài)循環(huán)圈的狀態(tài)編碼是二進制的計數(shù)器;二進制加計數(shù)器:編碼由小到大的二進制計數(shù)器;二進制減計數(shù)器:編碼由大到小的二進制計數(shù)器;000,0Ex1:請設(shè)計一個模為7的二進制加計數(shù)器,要求在一個計數(shù)循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個進位輸出有效1、狀態(tài)圖:根據(jù)其計數(shù)方式來構(gòu)建001,0010,0011,0100,0101,0110,1Q2Q1Q0,Y2、轉(zhuǎn)移/輸出表3、激勵/輸出表4、激勵方程與輸出方程5、根據(jù)題意討論未用狀態(tài)6、畫圖請問用最小成本設(shè)計和最小風險設(shè)計會有什么不同?電子科技大學光電信息學院陳德軍二進制計數(shù)器續(xù)110,0Ex2:請設(shè)計一個模為7的二進制減計數(shù)器,要求在一個計數(shù)循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個借位輸出有效1、狀態(tài)圖:根據(jù)其計數(shù)方式來構(gòu)建101,0100,0011,0010,0001,0000,1Q2Q1Q0,B2、轉(zhuǎn)移/輸出表3、激勵/輸出表4、激勵方程與輸出方程5、根據(jù)題意討論未用狀態(tài)6、畫圖請問用最小成本設(shè)計和最小風險設(shè)計會有什么不同?電子科技大學光電信息學院陳德軍十進制計數(shù)器二進制計數(shù)器:計數(shù)方式為BCD碼,也有加/減十進制計數(shù)器之分;0000,00001,00010,00011,00100,01001,11000,00111,00110,00101,0Q3Q2Q1Q0,Y十進制加計數(shù)器1001,01000,00111,00110,00101,00000,10001,00010,00011,00100,0Q3Q2Q1Q0,B十進制減計數(shù)器電子科技大學光電信息學院陳德軍其他計數(shù)方式的計數(shù)器設(shè)計計數(shù)器設(shè)計的步驟:1、根據(jù)計數(shù)方式構(gòu)建狀態(tài)輸出圖2、根據(jù)狀態(tài)輸出圖構(gòu)建轉(zhuǎn)移輸出表3、根據(jù)轉(zhuǎn)移輸出表構(gòu)建激勵輸出表4、根據(jù)激勵輸出表求出激勵方程和輸出方程Ex3:請設(shè)計一個3BIT的GRAY碼計數(shù)器1、根據(jù)計數(shù)方式構(gòu)建狀態(tài)輸出圖000001011010101111110100計數(shù)方式為GRAY碼請同學們根據(jù)步驟完成以后的設(shè)計Q2Q1Q0電子科技大學光電信息學院陳德軍環(huán)行計數(shù)器n位環(huán)行計數(shù)器的計數(shù)方式的計數(shù)方式如下面的例子所示:1000100013位環(huán)行計數(shù)器10000100001000014位環(huán)行計數(shù)器Ex3:請設(shè)計一個3位環(huán)行計數(shù)器步驟一:狀態(tài)圖,如上步驟二:狀態(tài)表,如下:100Q2Q1Q0010Q2*Q1*Q0*010001001100000ddd011ddd101ddd110ddd111ddd步驟三:激勵表,如下:選擇D觸發(fā)器100Q2Q1Q0010D2D1D0010001001100000ddd011ddd101ddd110ddd111ddd下頁最小成本設(shè)計n位環(huán)行計數(shù)器模為n電子科技大學光電信息學院陳德軍環(huán)行計數(shù)器續(xù)步驟四:畫卡諾圖求出激勵方程D2D1D0:D2=Q0;D1=Q2;D0=Q1>DQQN>DQQN>DQQNFF2FF1FF0CPD2Q0該電路是一個反饋移位寄存器:反饋函數(shù)為F=Q0F=Q0串行輸入串行輸出移位寄存器的反饋函數(shù)的輸出為串行輸入,它是各個觸發(fā)器狀態(tài)輸出的函數(shù)在最小成本設(shè)計中,n位環(huán)行計數(shù)器就是n位的移位寄存器的串出接到串入構(gòu)成反饋的器件該邏輯存在風險嗎?即能不能自行啟動?根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程討論未用狀態(tài)的次態(tài)000111011101110不能回到計數(shù)循環(huán)中的狀態(tài),故不能自行啟動電子科技大學光電信息學院陳德軍扭環(huán)計數(shù)器(約翰遜計數(shù)器)n位扭環(huán)計數(shù)器的計數(shù)方式的計數(shù)方式如下面的例子所示:0000010111111101003位扭環(huán)計數(shù)器0000000100114位扭環(huán)計數(shù)器01111000110011101111Ex4:請設(shè)計一個3位扭環(huán)計數(shù)器步驟一:狀態(tài)圖,如上步驟二:狀態(tài)表,如下:000Q2Q1Q0001Q2*Q1*Q0*001011011111111110110100100000010ddd101ddd步驟三:激勵表,如下:選擇D觸發(fā)器Q2Q1Q0D2D1D0下頁最小成本設(shè)計000001001011011111111110110100100000010ddd101dddn位扭環(huán)計數(shù)器模2n電子科技大學光電信息學院陳德軍扭環(huán)計數(shù)器續(xù)步驟四:畫卡諾圖求出激勵方程D2D1D0:D2=Q1;D1=Q0;D0=Q2‘>DQQN>DQQN>DQQNFF0FF1FF2CPD2Q0該電路是一個反饋移位寄存器:反饋函數(shù)為F=Q2‘F=Q2’串行輸入串行輸出在最小成本設(shè)計中,n位扭環(huán)計數(shù)器就是n位的移位寄存器的串出的非接到串入構(gòu)成反饋的器件該邏輯存在風險嗎?即能不能自行啟動?根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程討論未用狀態(tài)的次態(tài)010101不能回到計數(shù)循環(huán)中的狀態(tài),故不能自行啟動電子科技大學光電信息學院陳德軍MSI計數(shù)器芯片:’163功能介紹:1、CLK:時鐘,‘163為同步時鐘器件2、CLR為低電平有效的同步清零控制端輸入:如果CLR有效,則在觸發(fā)沿來臨后的次態(tài)更新的結(jié)果將是“0000”;3、LD為低電平有效的同步預(yù)置控制端輸入:如果LD有效,則在觸發(fā)沿來臨后的次態(tài)更新的結(jié)果將是“DCBA”的輸入;4、只有當ENP和ENT同時有效時,狀態(tài)輸出QDQCQBQA才能輸出有效的狀態(tài);只有ENT有效,RCO才能有有效的輸出5、ABCD輸入為預(yù)置狀態(tài)的輸入;6、QDQCQBQA為計數(shù)器的狀態(tài)輸出;7、RCO為行波輸出,有稱為進位輸出;當輸出狀態(tài)為’1111‘時,產(chǎn)生一個有效的RCO輸出;模為16的同步二進制加計數(shù)器Moore型時序邏輯電子科技大學光電信息學院陳德軍’163介紹續(xù)正常使用下的‘163器件’163器件時序圖0123414131211105698715,1’163器件狀態(tài)圖電子科技大學光電信息學院陳德軍利用74x163實現(xiàn)任意二進制加計數(shù)器——利用CLR方法一:充分利用CLR清零端前提:初狀態(tài)為計數(shù)“0”狀態(tài)012345思路:令計數(shù)狀態(tài)“5”時產(chǎn)生一個CLR有效,而在計數(shù)狀態(tài)“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、CLR都無效;這樣當?shù)接嫈?shù)狀態(tài)“5”時,狀態(tài)機狀態(tài)隨CLR的有效而回到計數(shù)狀態(tài)“0”EX5:請設(shè)計一個模6的二進制加計數(shù)器關(guān)鍵問題轉(zhuǎn)換為在上述分析情況下求CLR的激勵情況QDQCQBQA000111100001111011dd10d1ddd1ddddCLRCLR=QC’+QA’=(QCQA)’電路連接在下頁規(guī)律總結(jié):該題目中末狀態(tài)為0101,即末狀態(tài)中QC和QA輸出1;而最后的結(jié)果是將QCQA進行與非運算,結(jié)果反饋到CLR端該規(guī)律可以推廣,如果初狀態(tài)為“0”,而要用到CLR輸入端,則只需將末狀態(tài)中輸出為邏輯“1”的狀態(tài)變量構(gòu)成一個與非門反饋回CLR端即可電子科技大學光電信息學院陳德軍利用74x163實現(xiàn)任意二進制加計數(shù)器——利用CLR續(xù)EX5計數(shù)器的電路實現(xiàn)CP5VEX6:請設(shè)計一個模14的二進制加計數(shù)器利用剛次總結(jié)的規(guī)律來實現(xiàn)該狀態(tài)機末狀態(tài)為計數(shù)’13‘QDQCQBQA1101將QDQCQA構(gòu)成一個與非關(guān)系反饋回CLR5VCP電子科技大學光電信息學院陳德軍利用74x163實現(xiàn)任意二進制加計數(shù)器——利用LD方法二:充分利用LD預(yù)置端工作條件:如果計數(shù)循環(huán)的初狀態(tài)不是“0”,而是其他計數(shù)狀態(tài)思路:令計數(shù)狀態(tài)“12”時產(chǎn)生一個LD有效,而在計數(shù)狀態(tài)“8”、“9”、“10”、“11”、“12”、LD都無效;這樣當?shù)接嫈?shù)狀態(tài)“13”時,狀態(tài)機狀態(tài)隨LD的有效而回到計數(shù)狀態(tài)“DCBA”的預(yù)置數(shù)所輸入的狀態(tài);這時DCBA應(yīng)該等于初狀態(tài)“0111”789101112EX7:請設(shè)計一個模6的二進制加計數(shù)器,計數(shù)方式如右圖所示:QDQCQBQA0001111000011110dd01dddddd1d1d11LDLD=(QDQC)’電路圖在下頁電子科技大學光電信息學院陳德軍利用74x163實現(xiàn)任意二進制加計數(shù)器——利用LD續(xù)5VCPEx7電路圖總結(jié):1、如果用與非門實現(xiàn)對LD的控制,可以采用對CLR控制的相同方法:即查找末狀態(tài),把輸出為
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 智慧餐廳推廣方案
- 智慧養(yǎng)老系統(tǒng)解決方案
- 2023年電子銀漿資金籌措計劃書
- 卡通襪子課件教學課件
- 武術(shù)課件制作教學課件
- 印染剪紙課件教學課件
- 誠子書課件教學課件
- 4.1 原電池 第2課時 課件高二上學期化學人教版(2019)選擇性必修1
- 酒店用品解決方案
- 不負人民課件教學課件
- ??谑邪踩a(chǎn)事故應(yīng)急救援預(yù)案(中安科修編稿)
- 淺談鋼-混凝土疊合板組合梁
- 23001料倉制作安裝施工工藝標準修改稿
- 學習的最高境界叫巔峰學習狀態(tài)
- 3211 城市公交企業(yè)安全風險分級管控指南
- 行政管理 外文翻譯 外文文獻 英文文獻 全球媒體和政治:跨國溝通制度和公民文化
- 北京市房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程危險性較大的分部分項工程安全管理實施細則
- 議論文段落寫作——茹清平
- (完整版)駕駛員違章違規(guī)處罰辦法
- “六項機制”工作實施方案
- 精神病問診過程示例
評論
0/150
提交評論