第5章時序邏輯電路(A)

第5章時序邏輯電路5.1概述5.2寄存器5.3計數(shù)器5.4序列信號發(fā)生器5.5順序脈沖發(fā)生器5.6一般時序電路的分析5.7一般時序電路的設(shè)計第2頁20十二月2023本章知識點及要求（17學時）一、知識點1.同步、異步時序電路的分析2.寄存器和移存器741943.計數(shù)器74161、74163、741604.序列碼發(fā)生器5.順序脈沖發(fā)生器6.一般同步時序電路的設(shè)計方法第3頁20十二月2023二、教學基本要求1.掌握時序電路的基本概念;2.了解一般時序電路的分析方法;3.掌握寄存器和移存器電路結(jié)構(gòu)的特點;4.掌握典型MSI移存器74194的功能;5.了解二進制同步、異步計數(shù)器的一般結(jié)構(gòu)和典型MSI二進制、十進制計數(shù)器的功能;6.掌握任意進制同步計數(shù)器分析和設(shè)計方法;7.了解計數(shù)器的級聯(lián)方法;8.掌握(已知碼型或序列長度)序列碼發(fā)生器的設(shè)計方法;9.了解順序脈沖發(fā)生器的構(gòu)成方法;10.掌握有限狀態(tài)機建模及根據(jù)狀態(tài)機模型設(shè)計電路。第4頁20十二月2023第5章時序邏輯電路5.1概述2.功能特點二、時序電路一、組合電路1.結(jié)構(gòu)特點1.結(jié)構(gòu)特點2.功能特點3.工作描述4.分類第5頁20十二月2023一、寄存器1.寄存單元（一位數(shù)碼寄存器）3.MSI寄存器741755.2寄存器2.寄存器輸入輸出方式二、移位寄存器1.概述(1)74194(雙向)(2)74195(右移)(3)74165(右移)2.MSI移位寄存器

作業(yè)1第6頁20十二月20235.3計數(shù)器計數(shù)器的概念、應(yīng)用、基本結(jié)構(gòu)及分類。5.3.1

同步計數(shù)器的分析一、MSI二進制計數(shù)器74161/741635.3.2同步計數(shù)器的設(shè)計作業(yè)25.3.3MSI同步計數(shù)器二、MSI二進制計數(shù)器74160三、MSI計數(shù)器級聯(lián)擴展作業(yè)3第7頁20十二月2023四、用MSI計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器2.置數(shù)法(利用置數(shù)控制端，并行輸入端)

1.復(fù)0法(利用復(fù)位端)

①預(yù)置0法

②置最小數(shù)法

③置最大數(shù)法

3.MSI計數(shù)器的應(yīng)用

作業(yè)44.計數(shù)器的自啟動問題5.3.3MSI同步計數(shù)器第8頁20十二月20233.典型電路5.3.5移存型計數(shù)器1.結(jié)構(gòu)及特點5.3.4異步計數(shù)器分析作業(yè)5(1)環(huán)形計數(shù)器(2)扭環(huán)形計數(shù)器2.分析與設(shè)計思路第9頁20十二月20235.4序列信號發(fā)生器一、概述3.序列碼發(fā)生器結(jié)構(gòu)類型二、計數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計1.概念2.作用1.已知序列碼三、移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計1.已知序列碼2.已知序列碼長度M2.已知序列碼長度M作業(yè)6(1)m序列(2)非m序列第10頁20十二月2023一、概述1.順序脈沖概念2.順序脈沖發(fā)生器概念及分類3.順序脈沖發(fā)生器的設(shè)計5.5順序脈沖發(fā)生器二、舉例第11頁20十二月2023一、分析方法5.6一般時序電路的分析1.分析電路結(jié)構(gòu)2.寫出四組方程3.作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或波形圖4.電路的邏輯功能描述二、分析舉例作業(yè)7第12頁20十二月20235.7一般時序電路的設(shè)計一、同步時序電路的設(shè)計2.作原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表或原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計舉例——例1，例5.7.2，例2討論：自動飲料售貨機1.設(shè)計步驟作業(yè)8二、異步時序電路的設(shè)計第13頁20十二月20235.1概述

一、組合電路

第5章時序邏輯電路1.結(jié)構(gòu)特點(1)電路由組合邏輯門構(gòu)成,不含記憶元件。(2)輸入信號是單向傳輸?shù)?電路中不含反饋回路2.功能特點無記憶功能

第14頁20十二月20232.功能特點：例如，對JKFF，當J=K=1時：二、時序電路

1.結(jié)構(gòu)特點(1)電路由組合電路和存儲電路構(gòu)成,含記憶元件。(2)電路中含有從輸出到輸入的反饋回路。Qn=0,Qn+1=1；有記憶功能,即任一時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。

或Qn=1,Qn+1=0——時序電路的概況

第15頁20十二月20233.工作描述(1)激勵方程(2)狀態(tài)方程(3)輸出方程——時序電路的概況第16頁20十二月20234.分類(1)按Z(tn)與X(tn)是否有關(guān)Mealy型:Z=F(X,Q)Moore型:Z=F(Q)同步時序電路：電位異步時序電路：無時鐘信號，存儲器采用異步(基本)觸發(fā)器或延時元件(?t)。所有觸發(fā)器使用統(tǒng)一的時鐘信號.異步時序電路:脈沖異步時序電路：多個時鐘信號，存儲器采用同步(時鐘)觸發(fā)器?！獣r序電路的概況

觸發(fā)器狀態(tài)的變化有先有后!(2)按存儲器的狀態(tài)變化是否同時進行，可分為觸發(fā)器狀態(tài)在同一時刻發(fā)生變化!第17頁20十二月20235.2移位寄存器一、寄存器①用來存放一組二進制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器——寄存器是計算機的主要部件之一，它用來暫時存放數(shù)據(jù)或指令。②N位寄存器由N個觸發(fā)器組成，可存放一組N位二值代碼。③寄存器中每個觸發(fā)器可置“1”或置“0”。廣義上，寄存器也是一種存儲器。第18頁20十二月20231.寄存單元(一位數(shù)碼寄存器)單拍接收雙拍接收單拍接收清0存數(shù)指令缺點？如何改進？第19頁20十二月2023(1)并行方式(2)串行方式2.寄存器輸入輸出方式每一位數(shù)據(jù)對應(yīng)一個輸入端(或輸出端)；在時鐘脈沖作用下,各位同時輸入(或輸出).只有一個輸入端(或輸出端)；在時鐘脈沖作用下,各數(shù)碼逐位輸入(或輸出).1101CP1011CP并入串入第20頁20十二月2023(1)雙拍接收的寄存器并行輸出并行輸入①清0②存數(shù)指令000010110100“1”1011第21頁20十二月2023(2)單拍接收的寄存器存數(shù)10111011第22頁20十二月2023——四位MSI寄存器74175第23頁20十二月2023(1)功能：暫存數(shù)碼

+

移位數(shù)碼

二、移位寄存器(shiftregister)

1.概述所謂“移位”，就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，依次向左或向右移動1位。寄存器左移寄存器右移寄存器雙向移位例如：010右移時,其次態(tài)只有兩種可能：(1)當右移進1

時,次態(tài)為101；(2)如右移進

0

時,次態(tài)為001。不可能有其它的次態(tài)出現(xiàn),否則就失去移位功能!——具有移位功能的寄存器第24頁20十二月2023(2)分類

①根據(jù)移位方向

單向雙向②根據(jù)輸入/輸出方式

串入—串出串入—并出并入—串出并入—并出FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF右移串入－串出右移串入－并出右移并入－串出并入－并出——移位寄存器第25頁20十二月2023串行輸入串行輸出并行輸出10110000CP

DID0清

0用D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器例1：四位串入-并出右移移存器。

——移位寄存器第26頁20十二月2023SL例2：用DFF實現(xiàn)4位串入-并出左移移存器。1011結(jié)構(gòu)特點：

CP

Q3Q2Q1Q00

1

12

103

10141011D0=D外Di+1=Qi，i

=0,1,

┅,n-2激勵方程——移位寄存器第27頁20十二月2023例3:設(shè)計一個3位雙向移動寄存器,當控制信號X=0右移,X=1左移。以D觸發(fā)器為例，其激勵函數(shù)為

——移位寄存器第28頁20十二月20232.MSI移位寄存器

(1)74194（雙向）

①邏輯圖74194簡化符號74194引腳圖——移位寄存器（4種模式）第29頁20十二月2023②74194功能表DSR

Q0

Q1

Q2

Q3Q0

Q1

Q2

Q3

DSL右移左移——移位寄存器第30頁20十二月2023③74194的擴展圖5.2.4兩片74194構(gòu)成8位雙向移存器——移位寄存器第31頁20十二月2023CP111000Q0Q1Q2Q3L0L1L2L3110④74194應(yīng)用舉例1——功能？并入右移L0L3L2L11000——移位寄存器4個發(fā)光二極管依次右循環(huán)點亮第32頁20十二月202300000000

七位串入-并出轉(zhuǎn)換電路

④74194應(yīng)用舉例201111111d6

d5

d4

d3

d2

d1

d0

0——移位寄存器第33頁20十二月2023④74194應(yīng)用舉例3七位并入-串出轉(zhuǎn)換電路0d1

d2

d3

d4

d5

d6

d711

1

1

1

1

1

0——移位寄存器第34頁20十二月2023(2)74195(右移)J,K:雙端串行數(shù)據(jù)輸入端S

/

L(Shift/Load)：移位/置數(shù)功能控制端74195簡化符號(3)74165(右移)74165簡化符號時鐘禁止端CLKINHIBIT=1，CLK不起作用——移位寄存器第35頁20十二月2023表5.2.574195的功能表Q0

由J、K和Q0

決定

nn+1——移位寄存器第36頁20十二月2023表5.2.674165的功能表——移位寄存器第37頁20十二月20235.3計數(shù)器1.計數(shù)器的概念2.應(yīng)用(如頻率計)3.基本結(jié)構(gòu)

在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器；其可用于計數(shù)、分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。圖5.3.1計數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)框圖第38頁20十二月2023(3)按邏輯功能(2)按存儲器的狀態(tài)變化是否同時同步計數(shù)器異步計數(shù)器加法計數(shù)器可逆計數(shù)器減法計數(shù)器(1)按模值4.計數(shù)器分類二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器任意進制計數(shù)器——計數(shù)器第39頁20十二月2023同步計數(shù)器的一般分析步驟：①觸發(fā)器3個方程:激勵方程;次態(tài)方程;輸出方程②狀態(tài)轉(zhuǎn)移表;狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖;波形圖③功能分析——

計數(shù)模長;編碼狀態(tài);計數(shù)規(guī)律①分析電路結(jié)構(gòu)②寫出三組方程——激勵方程,次態(tài)方程,輸出方程

a.各觸發(fā)器的激勵方程例5.3.1分析圖示同步二進制計數(shù)器電路。

3-JKFF(TFF)時鐘同步結(jié)構(gòu)。5.3.1同步計數(shù)器的分析——計數(shù)器J3=K3=Q

1

nQ

2

nJ2=K2=Q

1

nJ1=K1=1第40頁20十二月2023③作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

或

波形圖

轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

波形圖]·CP

=[Q1n+1Q1nb.各觸發(fā)器的次態(tài)方程c.電路的輸出方程]·CP

=[Q3n+1Q2n+Q1nQ3nQ2nQ1nQ3n]·CP

=[Q2n+1Q2n+Q1nQ2nQ1n④電路的邏輯功能描述同步模8加法計數(shù)器(即3位二進制同步加法計數(shù)器)。

——同步計數(shù)器分析

Z=Q2nQ1nQ3n第41頁20十二月20231.加法計數(shù)器

典型計數(shù)器：同步二進制計數(shù)器b.TFF形式a.CP1=…=CPn=CP

模值:M=2n，計數(shù)范圍:0~2n-1c.

T1=1，且d.2.減法計數(shù)器

b.TFF形式a.CP1=…=CPn=CP

c.

T1=1，且d.

——同步計數(shù)器分析第42頁20十二月2023模8同步加法計數(shù)模8同步減法計數(shù)進位借位同步二進制加法計數(shù)器、同步二進制減法計數(shù)器

——同步計數(shù)器分析第43頁20十二月2023二進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器減法計數(shù)器異步計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器總結(jié)：由SSI構(gòu)成的二進制計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

——同步計數(shù)器分析

第44頁20十二月2023同步十進制加法計數(shù)器

在四位二進制計數(shù)器基礎(chǔ)上修改,當計到1001時,則下一個CLK電路狀態(tài)回到0000。注意：同步十進制加/減法計數(shù)器的結(jié)構(gòu)完全不同！同步十進制減法計數(shù)器能自啟動同步十進制加法計數(shù)器第45頁20十二月2023例5.3.2

圖示為同步任意進制計數(shù)器,分析其邏輯功能.分析：(1)分析電路結(jié)構(gòu)此電路為3個DFF構(gòu)成的同步時序電路，沒有外部輸入，屬于Moore型電路；同時有1個外部輸出。

——同步計數(shù)器分析

注意：此題與原教材所用觸發(fā)器的不同之處。第46頁20十二月2023①時鐘方程(同步時序電路可以不完成此步)CP1=CP2=CP3=CP

②各觸發(fā)器的激勵方程

③各觸發(fā)器的次態(tài)方程

Q2nn

D3=Q1·，

D1=Q1nQ3n·]·CP

=[Q2n+1Q1n

Q2n(2)寫出四組方程]·CP

=[Q1n+1Q1n·Q3n④電路的輸出方程

Z=Q3n

D2=Q1nQ2n

，CP

=[Q3n+1Q1n·Q2n]·接上例Q

n+1=[D]·CP

將上述激勵函數(shù)代入DFF觸發(fā)器的特性方程中，得每一觸發(fā)器的次態(tài)方程。

——同步計數(shù)器分析

第47頁20十二月2023

偏離態(tài)

狀態(tài)轉(zhuǎn)移表(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或波形圖接上例n=Q2n+1Q1n

Q2=Q1n+1Q1n·Q3n=Q3n+1Q1n·Q2nZ=Q3n【學習建議】作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表時,可先列草表,再從初態(tài)(預(yù)置狀態(tài)或全零狀態(tài))按狀態(tài)轉(zhuǎn)移的順序整理.

——同步計數(shù)器分析

第48頁20十二月2023電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的另一種形式接上例等價

——同步計數(shù)器分析

第49頁20十二月2023000001010100011Q3Q2Q1/Z/0/0/0/0/1偏離態(tài)有效循環(huán)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖電路波形圖1

2

3

4

5

接通電源后,所有偏離狀態(tài)都能自動進入到有效狀態(tài),為具有自啟動性的五進制同步加法計數(shù)器.(4)邏輯功能描述接上例進位01

0

1

0000

1

1

0000

0

0

10

功能分析:計數(shù)對象是

CP

的上升沿,Z

為進位信號,進位信息包含在

Z

的下降沿.

——同步計數(shù)器分析

5分頻101/1110/1111/1第50頁20十二月20235.3.2同步計數(shù)器的設(shè)計——用觸發(fā)器和邏輯門可以設(shè)計任意進制計數(shù)器解：(1)求觸發(fā)器級數(shù)(2)列綜合表例1:

試用JKFF設(shè)計按自然二進制碼計數(shù)的M=5的同步加法計數(shù)器。取n=3。為使電路具有自啟動性，應(yīng)考慮所有的狀態(tài)，包括偏離狀態(tài)，

——同步計數(shù)器設(shè)計

任意進制計數(shù)器是指模值M，既不等于2n，也不等于10的計數(shù)器。第51頁20十二月2023例1的綜合表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表偏離狀態(tài)

——同步計數(shù)器設(shè)計

現(xiàn)在，用JKFF設(shè)計按自然二進制碼計數(shù)的M=5的同步加法計數(shù)器。激勵表接上例第52頁20十二月2023(3)求各觸發(fā)器的激勵函數(shù)(由綜合表做卡諾圖得到)(4)畫邏輯圖J2=Q1nK2=；Q1nQ2nJ3=K3=1；Q1nJ1=

K1=；Q3nQ3n

——同步計數(shù)器設(shè)計

考慮了偏離態(tài)后,該電路可以自啟動！接上例第53頁20十二月2023(1)M=8,即3位二進制減計數(shù)器狀態(tài)圖及狀態(tài)表(2)可選用3個下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器組成電路例2：試用JKFF設(shè)計按自然二進制碼計數(shù)的M=8的同步減法計數(shù)器。

——同步計數(shù)器設(shè)計

第54頁20十二月2023（3）求狀態(tài)方程:（畫各觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖）

——同步計數(shù)器設(shè)計

接上例第55頁20十二月2023由于全狀態(tài)中無偏離態(tài),故所設(shè)計電路具有自啟動性。

——同步計數(shù)器設(shè)計

接上例(4)畫邏輯圖

第56頁20十二月2023【作業(yè)2】5.35.95.12（1）望同學們：獨立完成作業(yè)認真完成作業(yè)第57頁20十二月20231.74161

一、MSI二進制計數(shù)器——均為4位二進制(M=16)可預(yù)置同步加法計數(shù)器。CO進位輸出端——Q3Q2Q1Q0=1111時,CO=12.74163

——異步清0——同步清0工作模式控制端同步置數(shù)控制端5.3.3MSI同步計數(shù)器——MSI同步計數(shù)器第58頁20十二月2023②功能表表5.3.774161的功能表CO=Q3Q2Q1Q0

T工作頻率25MHz——MSI同步計數(shù)器第59頁20十二月202300000010CPQ0Q1Q2Q3123456CR0000100001001100100074161異步清零示例：當CP

時,計數(shù)器由0000開始計數(shù),但當出現(xiàn)清零信號CR時,計數(shù)狀態(tài)0101

0000。74161——MSI同步計數(shù)器1010異步清零第60頁20十二月2023CPQ0Q1Q2Q3123456CR741630000100001001100001010100000——MSI同步計數(shù)器74163同步清零示例:當出現(xiàn)清零信號CR時,計數(shù)器并不立刻清0,而是要等到下一個

CP

到來時,計數(shù)器的狀態(tài)才清0，即0101

0000。同步清零若清零信號持續(xù)時間小于一個CP周期，是否能夠清零？第61頁20十二月2023CPQ0Q1Q2Q3123456CR741630000100001001100001010100110——MSI同步計數(shù)器不能安全清074163同步清零示例:CR出現(xiàn)時,CP

未到來,無法安全清0。第62頁20十二月202374160

模10(同步計數(shù)、異步清0)進位CO=Q3Q0

T(1001時產(chǎn)生進位)進位CO=Q3Q2Q1Q0

T(1111時產(chǎn)生進位)二、MSI十進制計數(shù)器74160

圖5.3.2474160的邏輯符號——MSI同步計數(shù)器74161

模16(同步計數(shù)、異步清0)74163模16(同步計數(shù)、同步清0)第63頁20十二月2023表5.3.1174160的功能表進位CO=Q3Q0

T工作頻率25MHz——MSI同步計數(shù)器第64頁20十二月2023三、計數(shù)器的應(yīng)用(以兩級為例)1.構(gòu)成模長

M<N進制的任意進制計數(shù)器2.構(gòu)成模長

M>N進制的任意進制計數(shù)器清(復(fù))0反饋置數(shù)級聯(lián)成

N

2

進制計數(shù)器級聯(lián)成

N1

N2

進制計數(shù)器重要置0置最小數(shù)置最大數(shù)同步置數(shù)74161/16374160異步置數(shù)749074190異步清074161,74160同步清074163異步級聯(lián)同步級聯(lián)第65頁20十二月20231.用MSI計數(shù)器構(gòu)成任意M<N進制計數(shù)器N進制

M進制

N>M

指導(dǎo)思想：順序計數(shù)時需跳過N–M個狀態(tài)。

自動跳轉(zhuǎn)

同步強制跳轉(zhuǎn)

SN-1

S0

S1

S2

SM-1

SM

異步強制跳轉(zhuǎn)

1.復(fù)0法,利用

CR

端

2.置數(shù)法,利用

LD

端

1.復(fù)0法(異步/同步復(fù)0法——利用清0端CR)

第66頁20十二月2023例1：試用74161復(fù)0法設(shè)計M=6的計數(shù)器。解：74161為異步復(fù)0方式，起跳狀態(tài)為S6，即(0110)2。電路圖如下所示：圖5.3.18(a)異步復(fù)0法

電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表

——復(fù)0法計數(shù)第67頁20十二月2023CPQ0Q1Q2Q312345600000100001001100001010100000CR0110瞬態(tài)對于74161異步復(fù)0法,隨著計數(shù)器被置0,復(fù)位信號隨之消失,即復(fù)位信號持續(xù)時間很短,電路可靠性不高。

——復(fù)0法計數(shù)圖5.3.19異步復(fù)0第68頁20十二月2023注意：采用異步復(fù)0法時，各觸發(fā)器的狀態(tài)有可能不能同時復(fù)0000000010010001101000101011000100100Q3Q2Q1Q0

——由于異步清零信號持續(xù)時間極短，且由于各級觸發(fā)器的復(fù)位速度有快有慢，則可能動作慢的觸發(fā)器還未來得及復(fù)位，零信號卻已經(jīng)消失，從而導(dǎo)致電路誤動作——必須改進！M=6計數(shù)器

——復(fù)0法計數(shù)第69頁20十二月2023可靠的異步復(fù)位0電路《異步復(fù)0法改進》當觸發(fā)器誤動作時,低電平置零信號隨之消失,但由于SR鎖存器狀態(tài)不變,因而計數(shù)器置0信號得以維持。M=6計數(shù)器低電平置零信號

——復(fù)0法計數(shù)圖5.3.20第70頁20十二月2023《異步復(fù)0法改進》00001000010011000010101000000011加到計數(shù)器CR端的置零信號寬度與計數(shù)脈沖高電平持續(xù)時間相等,直到計數(shù)脈沖CP回到低電平后,SR鎖存器置1,清0端CR的低電平也隨之消失。00

——復(fù)0法計數(shù)圖5.3.20第71頁20十二月2023解：74163為同步復(fù)0方式，起跳狀態(tài)為S5，即(0101)2。電路圖如下所示：同步復(fù)0法例2:

試用74163復(fù)0法設(shè)計M=6的計數(shù)器。注意：同步清

0

是指在清0端CR=0,且當下一個CP到來時,各觸發(fā)器同時清0?！淮嬖诋惒綇?fù)

0法中因復(fù)0信號維持時間短而可靠性不高的問題。

——復(fù)0法計數(shù)第72頁20十二月2023CPQ0Q1Q2Q3CR123456注意：74163同步復(fù)0時，起跳狀態(tài)不能用0110。700001000010011000010101001100000

——復(fù)0法計數(shù)問題：74163同步復(fù)0與74161異步復(fù)0的區(qū)別？第73頁20十二月2023【概念】模M相加(——“和”/M，取“余數(shù)”)S預(yù)+1

同步置數(shù)

異步置數(shù)例如：模M=16，求15+2的模16結(jié)果。(15+2)

Mod16

=1則可以從計數(shù)循環(huán)中的任何一個狀態(tài)置入適當?shù)臄?shù)值，從而跳躍N–M個狀態(tài)，得到M進制計數(shù)器。

同步預(yù)置數(shù)法:如74160,74161,74163適用于具有同步預(yù)置端的集成計數(shù)器。

異步預(yù)置數(shù)法:如7490,74190

適用于具有異步預(yù)置端的集成計數(shù)器。S預(yù)

S預(yù)+(M-1)

S預(yù)+M

——置數(shù)法計數(shù)

2.置數(shù)法

(利用置數(shù)控制端LD和并行輸入端)

重點第74頁20十二月2023用置數(shù)法實現(xiàn)M=12的計數(shù)器(以同步74161為例)S5

S6

S7

S8

S9

S15

S0

S1

S2

S3

S4

S10

S6

S7

S8

S9

S10

S0

S1

S2

S3

S4

S5

S11

①預(yù)置0法S10

S11

S12

S13

S14

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S15

②預(yù)置最小數(shù)法③預(yù)置最大數(shù)法

——置數(shù)法計數(shù)

第75頁20十二月2023

①預(yù)置0法（重點）S0

例3：試用74161預(yù)置0法設(shè)計M=6的計數(shù)器。解：74161采用同步置數(shù)方式,則反饋狀態(tài)為SM-1,即S5(0101)同步

異步

S1

S2

M=6LD=Q2Q0第6個CP

Q3Q2Q1Q0=0000SM-1

SM

【注意】與同步復(fù)0法相似，同步置

0

法在置數(shù)信號到來后，還要等下一個計數(shù)脈沖CP到來后才置數(shù)，同樣可避免異步復(fù)

0

過程中因置

0

信號持續(xù)時間過短而不可靠的問題。0

101

——置數(shù)法計數(shù)

第76頁20十二月2023②預(yù)置最小數(shù)法(M=12同步預(yù)置舉例)Q3Q2Q1Q0=1111CO=1Q3Q2Q1Q0=0100M=1274161十六進制同步計數(shù)器。預(yù)置數(shù)為(16–12)=4，即從D3D2D1D0=0100開始計數(shù)。當?shù)?1CP

到達時計數(shù)器計到1111,且CO=1。則當?shù)?2CP

到達時,計數(shù)器重新處于預(yù)置數(shù)工作狀態(tài)。第12個CP

跳過

——置數(shù)法計數(shù)

第77頁20十二月2023③

預(yù)置最大數(shù)法(M=12同步預(yù)置舉例)M=12Q3Q2Q1Q0=1010Q3Q2Q1Q0=1111第12個CP

跳過74161的預(yù)置數(shù)為最大數(shù)15,即1111,若跳過

1011，1100,1101,1110四個狀態(tài),則計數(shù)到Q3Q2Q1Q0=1010時,LD=0;當?shù)?2CP

到達時,計數(shù)器重新預(yù)置數(shù)。1

010

——置數(shù)法計數(shù)

第78頁20十二月2023例:分析如下計數(shù)預(yù)置電路分析結(jié)論：用74161同步預(yù)置法設(shè)計M=10的計數(shù)器。還有沒有其它預(yù)置數(shù)呢？前10個狀態(tài):預(yù)置0后10個狀態(tài):最小數(shù)預(yù)置

——置數(shù)法計數(shù)

預(yù)置中間10個狀態(tài)第79頁20十二月2023

——置數(shù)法計數(shù)

前10個狀態(tài):最大數(shù)預(yù)置后10個狀態(tài):最小數(shù)預(yù)置中間10個狀態(tài)1~102~113~124~135~14第80頁20十二月2023——復(fù)0法————置數(shù)法——

①利用起跳狀態(tài)中“1”輸出端

或者《用MSI計數(shù)器構(gòu)成任意M<N進制計數(shù)器方法總結(jié)》②利用起跳狀態(tài)中全部輸出端(2)確定起跳狀態(tài)(1)確定起始狀態(tài)(3)設(shè)計判別電路S0

S1

S2

SM-1

同步S預(yù)+1

S預(yù)

S預(yù)+(M-1)

同步S0

S1

S2

SM異步S預(yù)+1

S預(yù)

S預(yù)+(M)

異步第81頁20十二月2023①方案討論(以

2

個N進制計數(shù)器擴展為例）2.MSI計數(shù)器擴展(級聯(lián)成M>N

進制計數(shù)器)②級聯(lián)方法b.異步級聯(lián)

以低位片進位信號CO作為高位片時鐘信號CP。b.分解方案:將兩片計數(shù)器分別組成N1和N2進制計數(shù)器，然后級聯(lián)成M進制計數(shù)器。M=N1

N2→采用分解方案——MSI同步計數(shù)器a.整體方案:整體清0或整體置數(shù)——將兩片N進制計數(shù)器級聯(lián)成N

2進制計數(shù)器。a.同步級聯(lián)

以低位片進位信號CO作為高位片控制信號P、T?！捎谜w方案第82頁20十二月2023①

74160異步級聯(lián)方式

0000000074160(2)74160(1)0000000100001001…0001000000000000…74160(2)74160(1)10011001②

74160同步級聯(lián)方式以低位片進位輸出信號CO作為高位片時鐘輸入信號以低位片進位輸出信號作為高位片控制信號P、T01:910:990——MSI同步計數(shù)器74161(2)74161(1)74161(2)74161(1)③

74161異步級聯(lián)方式

④

74161同步級聯(lián)方式74163(2)74163(1)74163(2)74163(1)⑤

74163異步級聯(lián)方式

⑥

74163同步級聯(lián)方式第83頁20十二月2023例1：試用兩片74160接成M=41的計數(shù)器。741610

0

1

01

0

0

0——MSI同步計數(shù)器方案1——同步級聯(lián)整體預(yù)置0法分析：采用同步級聯(lián) (即整體方案)方案1：整體預(yù)置0法方案2：整體復(fù)0法第84頁20十二月2023方案2：同步級聯(lián)整體復(fù)0法【思考】若用74163同步復(fù)0設(shè)計，如何修改電路？

1

0

0

10

0

1

0整體預(yù)置0法的可靠性較整體復(fù)0法高？為什么？——MSI同步計數(shù)器接上例【建議】從可靠性考慮，建議采用整體置0法！

第85頁20十二月2023例2：試用74161實現(xiàn)模60計數(shù)器。分析：單片74161最大計數(shù)值為16,故實現(xiàn)模60計數(shù)器必須用兩片74161。①采用異步分解方案：先將M分解為60=6

10,用兩片74161分別組成模6、模10計數(shù)器；然后，通過置數(shù)法組成異步級聯(lián)的模60計數(shù)器。

M=10M=6——MSI同步計數(shù)器第86頁20十二月2023整體置0法

CO整體置數(shù)法CO整體置數(shù):計數(shù)范圍為196~255,計到255(CO=1)時使兩片LD均為0,下一個CP來到時置數(shù)=256

M=196,(D3D2D1D0)高(D3D2D1D0)低=(196)10=(11000100)2。整體置0:

計數(shù)范圍為0~59,當計到59(00111011)2時,在下一個CP到來時74161同步置0。②采用同步整體置數(shù)方案：先將兩片74161同步級聯(lián)組成N=162=256的計數(shù)器，然后,用整體置數(shù)法構(gòu)成模60計數(shù)器。——MSI同步計數(shù)器第87頁20十二月2023思考題1.同步清零和異步清零有何區(qū)別？ 74160：8421BCD同步計數(shù)器（異步清0） 74161：4位二進制同步計數(shù)器（異步清0） 74163：4位二進制同步計數(shù)器（同步清0）2.“同步計數(shù)器”中的同步如何理解？第88頁20十二月2023【作業(yè)3】5.165.18望同學們：獨立完成作業(yè)認真完成作業(yè)第89頁20十二月2023例：用74161設(shè)計具有時、分、秒的24小時計時器。

M=6

M=101111CP0

0

0

00

0

0

01&1&首先，設(shè)計60進制計數(shù)器——分、秒計數(shù)100

101

01

——計數(shù)器應(yīng)用舉例

第90頁20十二月2023100

1

M=3

M=10當計數(shù)到24時,清零。然后，設(shè)計24進制計數(shù)器——小時計數(shù)010

000

1

0110

000&TP74161Q3210QQQD3210DDDCP(2)LQCCDCR

——計數(shù)器應(yīng)用舉例

11CP0

0

00&TP74161Q3210QQQD3210DDDCP(1)LQCCDCR&接上例第91頁20十二月2023CP24進制計數(shù)器60進制計數(shù)器60進制計數(shù)器744874487448744874487448Q3~Q0秒顯示00~59秒分顯示00~59分小時顯示00~23小時顯示譯碼器數(shù)碼管秒脈沖a~g7段

——計數(shù)器應(yīng)用舉例接上例第92頁20十二月2023

M=3

M=101111CP000010000&&&

1當計數(shù)到23時,兩置數(shù)端同時有效,時鐘同時到達兩時鐘端&&&

1&&1

——計數(shù)器應(yīng)用舉例

第93頁20十二月2023——分頻器舉例1例:某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號頻率為32768Hz，試用74161組成分頻器,將其分頻為1Hz的脈沖信號。解：f0=215=32768Hz，即經(jīng)15級2分頻，可獲得頻率為1Hz的脈沖信號。因此將4片74161級聯(lián)(24

24

24

23),從高位片(4)的Q3輸出即可。模M計數(shù)器的進位CO脈沖,即計數(shù)器最高位的脈沖頻率是輸入脈沖頻率的1/M，由此可得到M分頻器。分析：在74161中,Q0,Q1,Q2,Q3的周期分別為時鐘CP的2,4,8,16倍，因而，計數(shù)器也可作為分頻器。2分頻4分頻8分頻16分頻CP/16第94頁20十二月2023——分頻器舉例2D7~D0=11101110=(238)10得256-238=18分頻輸出12

10功能分析1

2第95頁20十二月2023例：用JK觸發(fā)器設(shè)計一個格雷碼表示的6進制同步加法計數(shù)器?！詥訂栴}第96頁20十二月2023將兩個無效狀態(tài)010和101代入上述方程，得次態(tài)分別為101和010，出現(xiàn)無效循環(huán)?！拘薷摹繉⑷我忭?/p>

全部取1，能使狀態(tài)方程最簡，且能使電路自啟動！1

0

10

1

0【注意】三個K圖只需修改一個即可將無效狀態(tài)010或101的次態(tài)指定為有效狀態(tài)之一：若修改Q2：010→101→110若修改Q1：101→010→111若修改Q0：101→010→100——自啟動問題

第97頁20十二月2023思考題1.用復(fù)0法設(shè)計模M計數(shù)器,該計數(shù)器的初始狀態(tài)、起跳狀態(tài)分別是什么？2.用預(yù)置數(shù)法設(shè)計模M計數(shù)器,對預(yù)置數(shù)有無要求？3.復(fù)0法、預(yù)置數(shù)法設(shè)計的模M計數(shù)器有無自啟動性？第98頁20十二月2023【作業(yè)4】5.145.15望同學們：獨立完成作業(yè)認真完成作業(yè)第99頁20十二月20233JKFF異步時序電路無例:分析圖示異步時序電路解：(1)分析電路結(jié)構(gòu)(2)寫出四組方程①時鐘方程CP1=CP

，

CP2=Q1,

CP3=Q2②激勵方程③次態(tài)方程④輸出方程J1=K1=1,J2=K2=1,J3=K3=1Q

n+1=[Q

n]·Q2

3

3

Q

n+1=[Q

n]·Q

2

2

1Q

n+1=[Q

n]·CP

1

1

JKFF次態(tài)方程:Q

n+1=[JQ

n

+KQ

n

]·CP

——異步時序電路分析

5.3.4

異步計數(shù)器的分析第100頁20十二月2023

(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖各觸發(fā)器僅在其時鐘脈沖下降沿動作,其余時刻均處于保持狀態(tài)?！惒綍r序電路分析

第101頁20十二月202320十二月2023(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖接上例各觸發(fā)器僅在其時鐘脈沖下降沿動作,其余時刻均處于保持狀態(tài)?！獣r序電路分析

草表第102頁20十二月2023(4)邏輯功能描述

該電路對CP的下降沿計數(shù)，是一個“M=8的異步二進制減法計數(shù)器”(異步八進制減法計數(shù)器)。接上例——時序電路分析

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖系統(tǒng)具有自啟動能力【問題】如何設(shè)計一個M=8的異步二進制加法計數(shù)器？第103頁20十二月2023異步二進制計數(shù)器(SSI構(gòu)成)

1.加法計數(shù)器

a.T

FF形式c.b.CP1=CP

Qi-1

下降沿觸發(fā)CPi=Qi-1

上升沿觸發(fā)(i=2,3,…,n)2.減法計數(shù)器

a.T

FF形式c.b.CP1=CP，Qi-1

下降沿觸發(fā)CPi=Qi-1

上升沿觸發(fā)(i=2,3,…,n)

——異步二進制計數(shù)器第104頁20十二月2023例1:異步二進制減法計數(shù)器和異步二進制加法計數(shù)器加法計數(shù)減法計數(shù)

——異步二進制計數(shù)器第105頁20十二月2023例2：用DFF構(gòu)成的3位二進制異步加法計數(shù)器電路和異步減法計數(shù)器電路。注意二者之間的區(qū)別！加法計數(shù)減法計數(shù)

——異步二進制計數(shù)器第106頁20十二月2023可逆二進制計數(shù)器依據(jù)“允許時鐘通過的電路狀態(tài)”進行設(shè)計。注：不用的時鐘須保持為1。第107頁20十二月2023在4位二進制異步加法計數(shù)器上修改而成,有效狀態(tài)為

0000~1001,故要跳過

1010~1111這六個無效狀態(tài).

異步十進制加法計數(shù)器00001001000010000001第108頁20十二月2023

移存型計數(shù)器的設(shè)計方法與步驟與同步計數(shù)器的方法一樣，但考慮計數(shù)器的自啟動性，所選狀態(tài)必須滿足全狀態(tài)圖的遷移關(guān)系，但只需設(shè)計第一級。5.3.5移存型計數(shù)器1.結(jié)構(gòu)及特點2.分析與設(shè)計Qn+1=

JiQn

+KiQni

i

i

=

Qn(Qn

+Qn

)i-1

i

i

Qn+1=

Di

i

=

Qn

i-1

(i=2,3,…,n)移存型計數(shù)器的一般結(jié)構(gòu)JKFF:DFF:

同步計數(shù)器;無外部輸入;觸發(fā)器狀態(tài)移存更新,

第一級狀態(tài)為0或1其它級具有狀態(tài)移位功能即Ji=Ki=Qni-1

移位寄存器i=2,3,…=Qin+1Qi-1n=？Q1n+1待設(shè)計即第109頁20十二月2023例1：試用DFF設(shè)計M=6的移存型計數(shù)器。解:(1)選用3個D觸發(fā)器。(2)列綜合表(3)求激勵函數(shù)(4)畫電路圖如何從全部2n個狀態(tài)中按移存規(guī)律任意選出所需的M個狀態(tài)。關(guān)鍵：綜合表有效循環(huán)狀態(tài)流程圖Qn+1=Di

i

=Qn

i-1

——移存型計數(shù)器

第110頁20十二月2023例2：設(shè)計模10移存型計數(shù)器。解：從全狀態(tài)圖中任選一種循環(huán)周期為10的狀態(tài)遷移序列：0→8→4→10→13→14→15→7→3→1。為了保證計數(shù)器具有自啟動能力，應(yīng)將其余狀態(tài)作為無關(guān)項處理，并將其引入有效循環(huán)。Q0Q1Q2Q3四位計數(shù)器全狀態(tài)圖——移存型計數(shù)器

第111頁20十二月2023——移存型計數(shù)器

第112頁20十二月2023——移存型計數(shù)器

實現(xiàn)器件可以用觸發(fā)器和門電路實現(xiàn)；也可選取中規(guī)模集成電路，如數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。

取

Q3=A0,Q2=A1,Q0=A2第113頁20十二月20233.移存型計數(shù)器典型電路(1)環(huán)形計數(shù)器

電路構(gòu)成特點：原碼反饋，即=Q1n+1Q4n結(jié)論：n位觸發(fā)器可實現(xiàn)模M=n的環(huán)形計數(shù)器。(2)扭環(huán)形計數(shù)器

電路構(gòu)成特點：反碼反饋，即結(jié)論：n位觸發(fā)器可實現(xiàn)模M=2n的扭環(huán)形計數(shù)器。=Q1n+1Q4n——移存型計數(shù)器

第114頁20十二月2023例3：用MSI移存器構(gòu)成一個環(huán)形計數(shù)器。=Q0n+1DSR=Q3n74194構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器表5.3.16圖5.3.41電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表電路無自啟動性需加啟動脈沖環(huán)形計數(shù)器：原碼反饋——移存型計數(shù)器

第115頁20十二月2023例如:設(shè)計一個能自啟動的環(huán)型計數(shù)器：100→010→001→100.若只考慮使狀態(tài)方程最簡,可求得：可見,有三個無效循環(huán),因此該計數(shù)器不能自啟，須進行修正！——移存型計數(shù)器

分析：第116頁20十二月2023——移存型計數(shù)器

為保證移位寄存器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變，只允許修改第一位觸發(fā)器的輸入，即只改變每個無效狀態(tài)中Q1的次態(tài)。Q1Q2Q3則得K圖修改后的次態(tài)方程：修改自啟第117頁20十二月20235.7【作業(yè)5】望同學們：獨立完成作業(yè)認真完成作業(yè)第118頁20十二月20235.4序列碼發(fā)生器1.概念2.作用(1)計數(shù)型序列碼發(fā)生器

:能獲得多列序列碼(2)反饋移存型序列碼發(fā)生器:只能獲得一列序列碼3.序列碼發(fā)生器結(jié)構(gòu)類型在數(shù)字系統(tǒng)中用作同步信號、地址碼等，被用于通信系統(tǒng)的誤碼率測量、通信加密、頻譜擴展等?！?”和“0”周期性重復(fù)出現(xiàn)的一列（串）數(shù)碼稱為序列碼，如11001,11001,…，其循環(huán)長度

M

被稱為序列長度。第119頁20十二月2023圖5.4.2

計數(shù)型序列碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖碼長度等于計數(shù)模值M。注意：計數(shù)器狀態(tài)設(shè)置與輸出序列沒有直接關(guān)系，便于對輸出序列的更改。產(chǎn)生多列碼——序列碼發(fā)生器

圖5.4.1

移存型序列碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖在移存器的每一輸出端均可以得到一組相同的周期性序列碼，只是每個序列碼循環(huán)的起始點不同。產(chǎn)生單列碼【注意】移存型序列碼發(fā)生器就是移存型計數(shù)器，二者結(jié)構(gòu)完全相同。只是作為序列碼發(fā)生器時，單個觸發(fā)器輸出，而作為計數(shù)器使用時，各觸發(fā)器同時并行輸出。第120頁20十二月2023一、計數(shù)型序列碼發(fā)生器二、移存型序列碼發(fā)生器《序列碼發(fā)生器的設(shè)計內(nèi)容》項目1：計數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計項目2：移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計包括：①m型序列碼發(fā)生器M=2n

1

②非m型序列碼發(fā)生器M

2n

1(1)已知序列碼(2)已知序列碼長度M(1)已知序列碼(2)已知序列碼長度M第121頁20十二月2023一、計數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計1.已知序列碼——計數(shù)型序列碼1.已知序列碼（掌握）2.已知序列碼長度M（了解）當所要設(shè)計的序列碼只有長度要求而無碼型要球時，可自行設(shè)計滿足長度要求的碼型，再按已知序列碼發(fā)生器的設(shè)計步驟進行設(shè)計。例5.4.2

設(shè)計一個產(chǎn)生

F

=

11110101,11110101,…序列碼的計數(shù)型序列碼發(fā)生器。分析：(1)選用74161，并設(shè)計模值M=8的計數(shù)器；(2)設(shè)計輸出

F

為所需序列碼的組合邏輯電路。

(1)設(shè)計模值等于序列長度的計數(shù)器

(2)設(shè)計輸出

F

為所需序列碼的組合電路

已知序列碼，計數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計步驟：

第122頁20十二月2023計數(shù)型序列碼發(fā)生器——產(chǎn)生序列碼F=11110101表5.4.3

組合邏輯的真值表采用74151實現(xiàn)組合邏輯，且令:Q2=A2,Q1=A1,Q0=A0——計數(shù)型序列碼第123頁20十二月2023例1:設(shè)計一個產(chǎn)生1101000101序列碼的計數(shù)型序列碼發(fā)生器。②設(shè)計組合輸出網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)計數(shù)狀態(tài)與輸出序列的對應(yīng)關(guān)系,列出真值表。解：①因M=10,可選用74161設(shè)計一個模10計數(shù)器。——計數(shù)型序列碼第124頁20十二月2023然后,令Q3=A2,Q2=A1,Q1=A0；——計數(shù)型序列碼K圖降維,并與8選1-MUX的K圖比較,得：D0=D1=D2=D3=1； D5=0；D4=D6=D7=Q0畫出輸出

Z

的卡諾圖D0D1D2D3D6D7D4D5第125頁20十二月2023例5.4.1設(shè)計產(chǎn)生序列碼

101000,101000,…的反饋移存型序列碼發(fā)生器。

解：①確定觸發(fā)器的級數(shù)二、移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計1.已知序列碼故取n=3已知序列碼，移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計步驟：(1)

按照移位規(guī)律，將序列碼每

n

位一組，劃分為M個狀態(tài)；(2)若M個狀態(tài)中出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，則應(yīng)增加移存器位數(shù)；(3)繼續(xù)用

n+1

位再重復(fù)上述過程，直到劃分為M個獨立狀態(tài)為止。M=6;2.已知序列碼長度M——移存型序列碼1.已知序列碼第126頁20十二月2023②

3觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移表101000101000

③

若取n=4，狀態(tài)轉(zhuǎn)移表——移存型序列碼移存型序列碼

101000第127頁20十二月2023——移存型序列碼④

求激勵函數(shù)D1Q4Q3Q2Q1

0

110

11

00011

0

0010110100移存型序列碼

101000001010101000101000全狀態(tài)邏輯修正后，系統(tǒng)能夠自啟動！D1=Q3Q2Q1+Q4Q2

=Q3Q2Q1Q4Q2第128頁20十二月2023⑤作邏輯圖圖5.4.4例5.4.1的邏輯圖預(yù)置1010D1=Q3Q2Q1+Q4Q2=Q3Q2Q1Q4Q2——移存型序列碼第129頁20十二月2023(2)利用最長線性序列碼(m序列碼)發(fā)生器進行設(shè)計2.已知序列長度M，設(shè)計移存型序列碼發(fā)生器(1)自己構(gòu)造序列碼，然后按“已知序列碼”設(shè)計m序列碼發(fā)生器由移位寄存器和異或反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成.①m序列碼：M

=

2n

1的最長線性序列碼②非m序列碼：2n-1<M

2n

1

2n

的線性序列碼(2)利用最長線性序列碼(m序列碼)發(fā)生器進行設(shè)計——移存型序列碼M

=

2n

1

的最長線性序列碼圖5.4.6m序列碼發(fā)生器的一般結(jié)構(gòu)…第130頁20十二月2023修改激勵——添加防全“0”最小項【推廣】由

n

級觸發(fā)器構(gòu)成的m序列碼發(fā)生器能自啟動激勵函數(shù)為例1:

設(shè)計M=15的m序列碼發(fā)生器。(1)求觸發(fā)器的級數(shù)

n由2n

1=15,得n=4。(2)查表,確定反饋函數(shù)

f

f=Q4

Q3(3)畫邏輯電路、狀態(tài)圖(4)自啟動性設(shè)計m序列碼反饋函數(shù)表D1=f+Q4Q3Q2Q1——

m序列碼設(shè)計D1=f+QnQn-1…Q1①m序列碼發(fā)生器的設(shè)計第131頁20十二月2023例5.4.4

設(shè)計M=16的序列碼發(fā)生器。①確定觸發(fā)器級數(shù)。,得n=4②修改m序列的D1表達式。把0000強行納入M=15的m序列碼發(fā)生器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中。即1000→0000→0001此時D1=？②非m序列碼發(fā)生器的設(shè)計——2n-1<

M

2n

1

2n的序列碼發(fā)生器

a.

M

=2n的序列碼發(fā)生器的設(shè)計b.M<

2n

1的序列碼發(fā)生器的設(shè)計包括設(shè)計思路：基于m序列碼發(fā)生器，進行修正設(shè)計?！莔序列碼設(shè)計

a.M

=

2n

的序列碼發(fā)生器的設(shè)計第132頁20十二月20231000→0001D1=f=Q4

Q30000→00001000→00000000→0001D1=f

Q4Q3Q2Q1D1=f=Q4

Q3D1=f

Q4Q3Q2Q1D1=f

Q3Q2Q1M

=2n的序列碼發(fā)生器D1=f

Qn-1Qn-2…Q1【結(jié)論】③畫邏輯電路D1=f

Q4Q3Q2Q1

Q4Q3Q2Q1=f

Q3Q2Q1(Q4

Q4)=f

Q3Q2Q1——非m序列碼設(shè)計接上例因此即101011010110001110010100001000011000110011101111011110110101Q4Q3Q2Q10000第133頁20十二月2023b.M

<

2n

1的序列碼發(fā)生器的設(shè)計設(shè)計關(guān)鍵：找起跳狀態(tài)。D1=f

起跳狀態(tài)

+QnQn-1…Q1【起跳狀態(tài)的確定】：①作長度為2n

1的線性序列I②將

I

向左移2n

1

M位，得線性序列

II③將

I

和

II

進行異或運算，得線性序列

III④在

III中找到1000…0

碼組，序列

I

中對應(yīng)位置的

n

位碼就是起跳狀態(tài)。n

1個——非m序列碼設(shè)計第134頁20十二月2023例2:

設(shè)計M=10的序列碼發(fā)生器。(參考例5.4.3)①確定級數(shù)n和M=2n

1的m序列碼發(fā)生器的f。由2n-1<M

2n求得,n=4查表得：f=Q4

Q3111100010011010③確定激勵函數(shù)D1②確定起跳狀態(tài)11110001001101011110110101111000100▲▲▲▲×××××序列I序列II（I左移5位）序列III（I

II）D1=f

Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1

=Q4

Q3

Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1④畫邏輯電路——非m序列碼設(shè)計第135頁20十二月2023M

<

2n

1的非m序列碼發(fā)生器D1=f

起跳狀態(tài)

+QnQn-1…Q1M

=2n的非m序列碼發(fā)生器D1=f

Qn-1Qn-2…Q1D1=f+QnQn-1…Q1已知序列長度M，設(shè)計移存型序列碼發(fā)生器【能自啟動的激勵函數(shù)——總結(jié)】M

=2n1

的m序列碼發(fā)生器…第136頁20十二月20235.5順序脈沖發(fā)生器一、概述1.順序脈沖概念、作用(P153)2.順序脈沖發(fā)生器概念及分類節(jié)拍分配器:順序輸出電位信號脈沖分配器:順序輸出脈沖信號(1)概念(2)分類應(yīng)用于步進電機、動態(tài)顯示等方面。3.順序脈沖發(fā)生器的設(shè)計(1)輸出端較多時：采用計數(shù)器和譯碼器。

(2)輸出端較少時：采用環(huán)形計數(shù)器。

第137頁20十二月2023(2)設(shè)計

2-4

線譯碼器①列真值表②確定表達式(3)畫電路圖二、舉例例1：試設(shè)計四輸出節(jié)拍分配器。解(1)設(shè)計

M=4

的計數(shù)器CP(a)電位信號(b)脈沖信號213456010010——順序脈沖發(fā)生器第138頁20十二月20232-4線譯碼器的真值表Q2Q1Y0Y1Y2Y3001000010100100010110001——順序脈沖發(fā)生器第139頁20十二月2023四輸出分配器(a)模4計數(shù)器(b)2-4譯碼器取樣脈沖——順序脈沖發(fā)生器第140頁20十二月2023Y0Q2

采用脈沖分配器——在譯碼器輸入端增加CP取樣脈沖。Y0

四輸出分配器工作波形12345CPQ1Q2Y0Y2Y3Y1(a)節(jié)拍分配器波形毛刺，誤觸發(fā)如何改