1、第六章 習(xí)題第六章 習(xí)題時(shí)序邏輯電路習(xí)題一、時(shí)序邏輯電路的基本概念 二、一般時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)三、寄存器和移存器四、計(jì)數(shù)器五、序列碼發(fā)生器和順序脈沖發(fā)生器時(shí)序邏輯電路習(xí)題一、時(shí)序邏輯電路的基本概念 二、一般時(shí)序邏輯一、時(shí)序邏輯電路的基本概念 1.定義 2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (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； 3.功能描述 狀態(tài)轉(zhuǎn)移表；狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；功能表；表達(dá)式；卡諾圖；電路圖；波形圖 節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)一、時(shí)序邏輯電路的基本概念 1.定義 2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 二、一般時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)1.分析步驟 組合電路、存儲電路 (1)分析電路結(jié)構(gòu) 輸入信

2、號X、輸出信號Z (2)寫出四組方程 時(shí)鐘方程 各觸發(fā)器的激勵(lì)方程 節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)二、一般時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)1.分析步驟 組合電各觸發(fā)器的次態(tài)方程 電路的輸出方程 (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 作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表時(shí)，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。 節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)各觸發(fā)器的次態(tài)方程 電路的輸出方程 (3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表、2.設(shè)計(jì)步驟 (1) 根據(jù)要求，建立原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（或圖）； 輸入/出變量個(gè)數(shù)；狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系（輸入條件、輸出要求） 狀態(tài)個(gè)數(shù)；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)2.設(shè)計(jì)步驟 (1) 根據(jù)要求，建立原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（或(2) 化簡原始狀態(tài)轉(zhuǎn)

3、移表（狀態(tài)簡化或狀態(tài)合并）； 進(jìn)行順序比較，作隱含表作狀態(tài)對圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較作最簡狀態(tài)轉(zhuǎn)移表a.列出所有的等價(jià)對。b.列出最大等價(jià)類。c.進(jìn)行狀態(tài)合并，并列出最簡狀態(tài)表。節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(2) 化簡原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（狀態(tài)簡化或狀態(tài)合并）； (4)選定觸發(fā)器類型并根據(jù)二進(jìn)制狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（或稱編碼后的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表）設(shè)計(jì)各觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)和電路的輸出函數(shù)； (6)作邏輯電路圖。(3) 進(jìn)行狀態(tài)編碼（也稱狀態(tài)分配）； (5)自啟動(dòng)性檢查；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(4)選定觸發(fā)器類型并根據(jù)二進(jìn)制狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（或稱編碼后的狀態(tài)三、寄存器和移存器1.寄存器和移存器電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.MSI移存器的功能及其典型應(yīng)用(1) 74194的簡化

4、符號、功能表(2) 用74194實(shí)現(xiàn)串并行轉(zhuǎn)換四、計(jì)數(shù)器1.由SSI構(gòu)成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的一般結(jié)構(gòu) (1)同步計(jì)數(shù)器 (2)異步計(jì)數(shù)器節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)三、寄存器和移存器1.寄存器和移存器電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.MSI移2. MSI二進(jìn)制、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 3.任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (1)用觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (2)用MSI計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (3)采用 MSI任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 復(fù)0法（利用復(fù)位端） 置數(shù)法（利用置數(shù)控制端，并行輸入端） a.置最小數(shù)法 b.預(yù)置0法 c.置最大數(shù)法 節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)2. MSI二進(jìn)制、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 3.任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (1)五、序列碼發(fā)生器和順序脈沖發(fā)生器1.序列碼發(fā)生器

5、結(jié)構(gòu)類型 2.計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計(jì)（已知序列碼）3.移存型序列碼發(fā)生器的設(shè)計(jì)（已知序列碼） 4.順序脈沖發(fā)生器的構(gòu)成(1)輸出端較多時(shí)：采用計(jì)數(shù)器和譯碼器(2)輸出端較少時(shí)：采用環(huán)形計(jì)數(shù)器節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)五、序列碼發(fā)生器和順序脈沖發(fā)生器1.序列碼發(fā)生器結(jié)構(gòu)類型 2六、習(xí)題講解6.1 分析圖所示時(shí)序電路。六、習(xí)題講解6.1 分析圖所示時(shí)序電路。解：(1)分析電路結(jié)構(gòu) (2)寫出四組方程 觸發(fā)器的激勵(lì)方程 觸發(fā)器的次態(tài)方程 節(jié)目錄標(biāo)題區(qū) 電路的輸出方程 解：(1)分析電路結(jié)構(gòu) (2)寫出四組方程 觸發(fā)器的激勵(lì)方程節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 (4)電路邏輯功能：一位二進(jìn)制全加器，本位和由Z端子輸

6、出，進(jìn)位由JKFF的Q端輸出。節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 (4)電路邏輯功能：一位二進(jìn)6.2 試作出101序列檢測器的狀態(tài)圖。該同步電路有一根輸入線X，一根輸出線Z，對應(yīng)于輸入序列101的最后一個(gè)“1”，輸出Z=1，其余情況下輸出為“0”。(1) 101序列可以重疊，例如：(2) 101序列不可以重疊，例如：X：010101101 Z：000101001X：0101011010 Z：0001000010節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)6.2 試作出101序列檢測器的狀態(tài)圖。該同步電路有一根輸(1) 解： 輸入變量為X、輸出變量為Z；檢測器XCPZ題6.2(1)的示意圖初態(tài)（沒有序列信號輸入時(shí)電路的狀態(tài)）為S0

7、 ,設(shè)X恰為101。狀態(tài)個(gè)數(shù)的確定；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)(1) 解： 輸入變量為X、輸出變量為Z；檢測器XCPZ題 狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系S2S1S01/00/01/1題6.2(1)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖10101X/Z節(jié)目錄標(biāo)題區(qū) 狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系S2S1S01/00/01/1題6.2(題6.2(1) 的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/011100X/ZS2S1S01/00/01/1節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)題6.2(1) 的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/01110(2) 解： 輸入變量為X、輸出變量為Z；檢測器XCPZ題6.2(2)的示意圖初態(tài)（沒有序列信號輸入時(shí)電路的狀態(tài)）為S0 ,設(shè)X恰為101。狀態(tài)個(gè)數(shù)的確定；節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)

8、(2) 解： 輸入變量為X、輸出變量為Z；檢測器XCPZ題 狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系S2S1S01/00/01/1題6.2(2)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖10101X/Z節(jié)目錄標(biāo)題區(qū) 狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系S2S1S01/00/01/1題6.2(題6.2(2) 的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/011100X/ZS2S1S01/00/01/1節(jié)目錄標(biāo)題區(qū)題6.2(2) 的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0/01/00/01110題6.5題6.5串行數(shù)據(jù)檢測器，連續(xù)輸入4個(gè)或4個(gè)以上的1時(shí)，輸出為1，否則為0串行數(shù)據(jù)檢測器，連續(xù)輸入4個(gè)或4個(gè)以上的1時(shí)，輸出為1，否則題6.6題6.6可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，A0時(shí)做加計(jì)數(shù)，A1時(shí)做減計(jì)數(shù)可逆二進(jìn)制計(jì)

9、數(shù)器，A0時(shí)做加計(jì)數(shù)，A1時(shí)做減計(jì)數(shù)題6.32 JK觸發(fā)器和門電路，4位循環(huán)碼計(jì)數(shù)器題6.32 JK觸發(fā)器和門電路，4位循環(huán)碼計(jì)數(shù)器數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件題6.33 用D觸發(fā)器和門電路設(shè)計(jì)一個(gè)十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器題6.33 用D觸發(fā)器和門電路設(shè)計(jì)一個(gè)十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件電路圖略。檢查自啟動(dòng)略，能自啟動(dòng)。電路圖略。檢查自啟動(dòng)略，能自啟動(dòng)。題6.34 控制步進(jìn)電動(dòng)

10、機(jī)。1表示電機(jī)繞組導(dǎo)通，0表示截止。M為輸入控制變量，M=1為正轉(zhuǎn)，M0為反轉(zhuǎn)。題6.34 控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。1表示電機(jī)繞組導(dǎo)通，0表示截?cái)?shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件數(shù)字電子技術(shù)時(shí)序邏輯電路習(xí)題1課件電路圖略。不能自啟動(dòng)。電路圖略。不能自啟動(dòng)。例：設(shè)計(jì)一“011”序列檢測器，每當(dāng)輸入011碼時(shí)，對應(yīng)最后一個(gè)1，電路輸出為1。選T觸發(fā)器1、畫出原始狀態(tài)圖與原始狀態(tài)表輸入端X：輸出端Z：當(dāng)X出現(xiàn)011序列時(shí)，Z=1；否則Z=0ABCD1/00/00/01/10/00/01/01/0XS n01ABCDB/0A/0B/0C/0B/0D/1B/0A/0Sn+1/Zn例：設(shè)計(jì)一“011”序列檢測器，

11、每當(dāng)輸入011碼時(shí)，對應(yīng)最后2、狀態(tài)簡化XS n01ABCDB/0A/0B/0C/0B/0D/1B/0A/0原始狀態(tài)表XS n01ABCB/0A/0B/0C/0B/0A/13、狀態(tài)編碼00011011ABCQ1Q0-兩個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)XQ1nQ0n0 00 10 11 001/000/001/010/001/000/12、狀態(tài)簡化XS n01ABCDB/0A/0B/0C/0B/4、確定觸發(fā)器類型，編寫狀態(tài)表，求函數(shù)。 觸發(fā)器類型：選T觸發(fā)器 編寫狀態(tài)表：現(xiàn) 入Xn現(xiàn) 態(tài)Q1n Q0n現(xiàn)驅(qū)動(dòng)入T1 T0次 態(tài)Q1n+1Q0n+1現(xiàn)輸出Zn0000 00 11 01110 00 11 00000010

12、 00 01 00 10 10 101001 10 01 0111）填X=0與X=1時(shí)電路的現(xiàn)態(tài)與次態(tài)，及相應(yīng)的現(xiàn)輸出2）填寫相應(yīng)的1、0的狀態(tài)根據(jù)現(xiàn)態(tài)與次態(tài)決定T值同：T=0不同：T=13）填1、0的卡諾圖，求函數(shù)的表達(dá)式狀態(tài)轉(zhuǎn)換表4、確定觸發(fā)器類型，編寫狀態(tài)表，求函數(shù)。 觸發(fā)器類型：表達(dá)式為：Q1Q0取11組合的狀態(tài)未使用，在卡諾圖中暫按無關(guān)項(xiàng)處理（保證Z只有一個(gè)1輸出）表達(dá)式為：Q1Q0取11組合的狀態(tài)未使用，在卡諾圖中暫按無關(guān)5、畫邏輯電路圖5、畫邏輯電路圖6、檢查自啟動(dòng)0011 101 1現(xiàn) 入Xn現(xiàn) 態(tài)Q1n Q0n現(xiàn)驅(qū)動(dòng)入T1 T0次 態(tài)Q1n+1Q0n+1現(xiàn)輸出Zn0000 0

13、0 11 01110 00 11 00000010 00 01 00 10 10 101001 10 01 011全功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換表11100100000110110/00/00/00/01/01/01/01/16、檢查自啟動(dòng)0011 101 1現(xiàn) 入例：設(shè)計(jì)一個(gè)?？勺兊耐竭f增計(jì)數(shù)器。當(dāng)控制信號0時(shí)為三進(jìn)制計(jì)數(shù)器；時(shí)為四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1、列原始狀態(tài)圖設(shè)輸入控制端：輸出端：1（三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端）2（四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端）00011011X/Z1，Z20/00/00/11/01/12、選觸發(fā)器類型，求函數(shù)觸發(fā)器類型：D個(gè)數(shù)：21/01/0X例：設(shè)計(jì)一個(gè)?？勺兊耐竭f增計(jì)數(shù)器。當(dāng)控制信號0

14、時(shí)為三進(jìn)01 1現(xiàn) 入X現(xiàn) 態(tài)Q1 Q0現(xiàn)驅(qū)動(dòng)入D1 D0次 態(tài) Q1 Q00000 00 11 011110 00 10 11 00 001100 1000000現(xiàn)輸出Z1 Z200000101 1000000輸出：0010 11 0001 01 01 1001101 1現(xiàn) 入X現(xiàn) 態(tài)Q1 Q0現(xiàn)驅(qū)動(dòng)入D1 3、畫出邏輯圖3、畫出邏輯圖4、畫出全狀態(tài)圖000110110/00/00/11/11/01/01/00/0電路是一個(gè)自啟動(dòng)電路，完成設(shè)計(jì)要求4、畫出全狀態(tài)圖000110110/00/00/11/11/例：設(shè)計(jì)一個(gè)咖啡產(chǎn)品包裝線上用的檢測邏輯電路。正常工作狀態(tài)下，傳送帶順序送出成品，每三

15、瓶一組，裝入一個(gè)紙箱中，如圖示。每組含兩瓶咖啡和一瓶咖啡伴侶，咖啡的頂蓋為棕色，咖啡伴侶頂蓋為白色。要求在傳送帶上的產(chǎn)品排列次序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)邏輯電路能發(fā)出故障信號，同時(shí)自動(dòng)返回初始狀態(tài)。例：設(shè)計(jì)一個(gè)咖啡產(chǎn)品包裝線上用的檢測邏輯電路。正常工作狀態(tài)下首先需要得到區(qū)別兩種瓶蓋顏色的信號?？梢圆捎霉怆姍z測電路，利用棕、白兩色瓶蓋對入射光的反射率不同，在光接收器的輸出得到兩種不同的輸出信號。假定檢測到棕色瓶蓋時(shí)輸出為A=1,B=0,檢測到白色瓶蓋時(shí)輸出為A=0,B=1,沒有檢測到瓶蓋時(shí)，光電檢測器接收不到反射光，A=0,B=0。以故障為輸出變量，用Y表示，正常工作時(shí)Y=0,有錯(cuò)誤時(shí)Y=1。設(shè)電路開始處于初始狀態(tài)為S0。首先需要得到區(qū)別兩種瓶蓋顏色的信號?？梢圆捎霉怆姍z測電路，利不需化簡不需化簡令：S0 00 S1 01S2 10選D觸發(fā)器Q1Q0-兩個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)令：S0 00 Q1Q0-兩個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)經(jīng)化簡后，得： D0= Q1n+1= Q0A+Q1AB D1= Q0n+1=Q1Q0A+Q0AB YQ1B+Q