時(shí)序電路的分類：1、按CP動(dòng)作特點(diǎn)同步時(shí)序電路：所有的觸發(fā)器由同一個(gè)CP信號(hào)控制異步時(shí)序電路*

：觸發(fā)器由不同CP信號(hào)控制異步時(shí)序電路時(shí)序邏輯電路的分析2、按輸出信號(hào)由什么決定Mealy（米利型）：輸出信號(hào)由存儲(chǔ)電路和輸入電路決定Moore（穆爾型）：輸出信號(hào)僅由存儲(chǔ)電路決定（沒有輸入信號(hào)X）Mealy（米利型）Moore（穆爾型）分析步驟由電路圖寫出驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程。將驅(qū)動(dòng)方程帶入特性方程中去，可求解得狀態(tài)方程。依次設(shè)初態(tài)代入狀態(tài)方程求次態(tài)、代入輸出方程求輸出,得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫時(shí)序圖。Synchronous

Sequential

Circuit

Analysis同步時(shí)序邏輯電路的分析方法例1：分析下圖中時(shí)序邏輯電路的邏輯功能1、列驅(qū)動(dòng)方程：J1

=Q2Q3

，K1

=

1J2

=

Q1，J3

=

Q1Q2，K2

=

Q1

Q3K3

=

Q22、狀態(tài)方程：由JK觸發(fā)器的特性方程：Qn

+1

=J

Qn

+K

Qn+

Q

1

Q

3

Q

2將對(duì)應(yīng)的J、K代入求得。=

Q2

Q3

Q1Q

3

Q

2

=

Q

1

Q

2Q3n

+1Q1

=

Q2

Q3

Q1

+1

Q1Q

n

+1

=

Q

Q

+

Q2

1

2

1Q

n

+1

=

Q

Q

Q

+

Q3

1

2

3

2J1

=Q2Q3

K1=

1J2

=

Q1

，

K3

=Q1

Q3J3

=

Q1Q2

K3

=Q23、列輸出方程：Y

=

Q2

Q34、根據(jù)狀態(tài)方程、輸出方程列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程。CPQ3nQ2nQ1nQ3n+1Q

n+1Q

n+12

1Y1000001020010100301001104011100051001010610111017110000011100015、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖無(wú)效狀態(tài)有效狀態(tài)名詞解釋：自啟動(dòng)在CP信號(hào)的作用下，能夠從無(wú)效狀態(tài)進(jìn)入有效狀態(tài)，稱此時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。6、時(shí)序圖7、結(jié)論：每經(jīng)過(guò)7個(gè)脈沖有一個(gè)循環(huán)，Y輸出一個(gè)1七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，Y為進(jìn)位輸出，計(jì)算CP脈沖的個(gè)數(shù)例2：分析下圖中時(shí)序邏輯電路的邏輯功能1、列驅(qū)動(dòng)方程：

D1

=

Q1D2

=

Aˉ

Q1

ˉ

Q21Qn

+1=

D1

=

Q1n

+1Q2

=

D2

=

Aˉ

Q1

ˉ

Q22、狀態(tài)方程：由D觸發(fā)器的特性方程：Qn

+1

=D及驅(qū)動(dòng)方程，D1

=

Q1D2

=

Aˉ

Q1

ˉ

Q2得狀態(tài)方程：3、列輸出方程：=

A

Q1Q2

+

AQ1

Q2Y

=

A

Q1Q2

AQ1

Q2Q2

Q1n

nAQ2

Q1n+1

n//+1YQ

nQ

n2

1Q

nQ

n/

Y2

1A00011110001/010/000/111/0111/100/010/001/04、根據(jù)狀態(tài)方程、輸出方程列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表n

+1Q1

=

Q1n

+1Q2

=

Aˉ

Q1

ˉ

Q2Y

=

A

Q1Q2

+

AQ1

Q25、電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖6、時(shí)序圖（略）：根據(jù)需要可以不畫常用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試電路中7、結(jié)論：每經(jīng)過(guò)4個(gè)脈沖有一個(gè)循環(huán)，

Y輸出一個(gè)高電平1A=0時(shí)，加法計(jì)數(shù)，

A=1時(shí)，減法計(jì)數(shù)，例3：分析下圖中的時(shí)序邏輯電路由圖可判斷出這是一個(gè)同步時(shí)序電路，故不用列寫CP脈沖方程。該電路也沒有輸出，所以只直接寫出驅(qū)動(dòng)方程。Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1Q0

J0&CP計(jì)數(shù)脈沖1Q0

K0

1Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1Q0

J0Q0K0&CP計(jì)數(shù)脈沖1、列驅(qū)動(dòng)方程：

J0

=

K0

=

1J1

=

K1

=

Q0J2

=

K2

=

Q1Q02、JK觸發(fā)器的特性方程：Qn+1

=

JQn

+

KQn代入求得三個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程分別為：Q

n

+1

=

1

Q

n

+

1

Q

n

=

Q

n0

0

0

0n1n0n

n0

1n

n0

11Qˉ

QQ

=

Q+Q=

Q

Qn+1n2n

n0

1n

n

n1

0

2n2n

n1

02Qˉ

Q=

Q

Q+Q

Q

Q=

Q

Q

Qn+1根據(jù)狀態(tài)方程列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程。Qn+1

=

JQn

+

KQn原狀態(tài)控

制

端下,狀態(tài),CPQ2Q1Q0J2＝Q1Q0K2＝Q1Q0J1＝Q0K1＝Q0J0＝1K0＝1Q2Q,1Q0100000001100120010011110103010000011011401111111110051000000111016101001111110711000001111181111111110003、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表4.

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：Q2

Q1

Q0/Y0

0

01

0

00

1

10

0

10

1

01011

1

01

1

1CPQ0Q1Q23.

還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。Q0的輸出的波形的頻率是CP的1/2。Q1的輸出的波形的頻率是CP的1/4。Q2的輸出的波形的頻率是CP的1/8。二分頻四分頻八分頻Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1Q0

J0Q0

K0計(jì)數(shù)脈沖CP1.

寫出控制端的邏輯表達(dá)式。J2

=

Q1Q0

，

K2

＝

1J1

=K1

＝

1J0

=

Q2

，

K0

＝

1例4：2.再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程：原狀態(tài)控

制

端下狀態(tài)CPQ2Q1Q0J2

=Q1Q0K2

=1J1

=1K1

=1J0

=Q2K0

=1Q

,2Q,1Q

,010000111110012001011111010301001111101140111111111005100011101000Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1Q0

J0Q0

K0計(jì)數(shù)脈沖CP所分析的電路為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。原狀態(tài)控

制

端下狀態(tài)CPQ2Q1Q0J2

=Q1Q0K2

=1J1

=1K1

=1J0

=Q2K0

=1Q

,2Q,1Q

,0111111101000110011101010101011101010結(jié)論：

經(jīng)檢驗(yàn)，可以自動(dòng)啟動(dòng)。還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表(略)檢驗(yàn)其能否自動(dòng)啟動(dòng)？另有三種狀態(tài)111、110、101不在計(jì)數(shù)循環(huán)內(nèi)，如果這些狀態(tài)經(jīng)若干個(gè)時(shí)鐘脈沖能夠進(jìn)入計(jì)數(shù)循環(huán)，稱為能夠自行啟動(dòng)。0

0

01

0

00

1

10

0

10

1

01011

1

01

1

15.

畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。Q2Q1Q0用T

觸發(fā)器構(gòu)成的同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器電路(帶有進(jìn)位輸出C)電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖結(jié)論：構(gòu)成十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，C為進(jìn)位端電路的時(shí)序圖計(jì)數(shù)器74LS16374LS163是集成的4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器）。該電路除了具有二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)功能外，還具有預(yù)置數(shù)、保持和同步置零等附加功能。中規(guī)模芯片16151413121110123456789CPA

B

C

D

P串行進(jìn)VCC

位輸出

QA控制TP控制GND清零時(shí)鐘輸出QB

QC

QDA

B

C

D預(yù)置數(shù)輸入置數(shù)控制RC

QA

QB

QC

QD

TCLR

74LS163

ENABLELOAD74LS

163

管腳圖(1) 74LS163

的介紹LOADTPCLR

A

B

C

DQAQBQC

QDRC

74LS163PTLOADCLRCP功能XXX0置零XX01預(yù)置數(shù)(ABCD)0111X保

持1011X保持(RC=0)1111計(jì)

數(shù)CP74LS163功能表使用注意1：即使控制端CLR＝0，清零目的真正實(shí)現(xiàn)還需等待下一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿到來(lái)以后才能夠變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這就是“同步置零”的含義。使用注意2：LOAD與A、B、C、D聯(lián)合使用，且同步置位。清零置數(shù)ABCD時(shí)鐘允許P允許TQAQBQCQD串行進(jìn)位輸出輸出數(shù)據(jù)輸入Figure

8–19

The

74HC163

4-bit

synchronous

binary

counter.(The

qualifying

label

CTR

DIV

16

indicates

a

counter

withsixteen

states.)Thomas

L.

FloydDigital

Fundamentals,

9eCopyright

?2006

by

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Education,

Inc.Upper

Saddle

River,

New

Jersey

07458All

rights

reserved.Figure

8–20Timing

example

for

a

74HC163.Thomas

L.

FloydDigital

Fundamentals,

9eCopyright

?2006

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Pearson

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Inc.Upper

Saddle

River,

New

Jersey

07458All

rights

reserved.Figure

8–21

The

74F162

synchronous

BCD

decade

counter.(The

qualifying

label

CTR

DIV

10

indicates

a

counter

with

tenstates.)Thomas

L.

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Saddle

River,

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rights

reserved.Figure

8–22Timing

example

for

a

74F162.Thomas

L.

FloydDigital

Fundamentals,

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?2006

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Saddle

River,

New

Jersey

07458All

rights

reserved.功能表C

PRDLDETEP工作狀態(tài)0置010預(yù)置數(shù)1101保持110保持但C=01111計(jì)數(shù)Qi

由Di

決定；注：D0

-D3與LD配合使用，LD=0時(shí)，Ji、Ki

由Di

決定RD異步置零，任何時(shí)刻都可置零，只要RD

=0。D3RDCPD0D1D2EPVccCQ0Q1Q2Q3ETGND管腳圖74161LD74LS161——十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器與74LS163不同：異步置零的芯片。比較74LS163和74LS161置零方式的不同：74LS16374LS161：CLR＝0CLR＝0RD異步置零：任何時(shí)刻都可置零，只要RD

=0，例74LS161RD同步置零：CP到達(dá)后置零，例74LS162，74LS163Up/Down Synchronous

Counters3-bit

up/down

synchronous

counterUp/down

decade

synchronous

counter3-Bit

Up/Down

SynchronousCounterUp/Down

Decade

SynchronousCounter二、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法利用已有的計(jì)數(shù)器產(chǎn)品經(jīng)過(guò)外電路的不同連接方式得到。已有計(jì)數(shù)器：需要得到的計(jì)數(shù)器：N進(jìn)制

M進(jìn)制M<N分兩種情況進(jìn)行討論M>N1.

M<N思考:在N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的順序計(jì)數(shù)過(guò)程中,設(shè)法使之跳過(guò)不需要的狀態(tài)(多余的狀態(tài))方法:有幾種?結(jié)合芯片的功能表進(jìn)行考慮.獲得任意制進(jìn)計(jì)數(shù)器的兩種方法置零法(復(fù)位法)置數(shù)法(置位法)（1）置零法(復(fù)位法):利用置零端瞬時(shí)出現(xiàn)適用于:異步置零的器件當(dāng)?shù)贛個(gè)脈沖出現(xiàn)時(shí)，迅速置零例:用置零法將74LS160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器分析：74160具有異步置零、置位功能例:用置零法將74LS160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器例:用置零法將74LS160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器1

0

1

06

0101譯碼產(chǎn)生低電平電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖*電路的改進(jìn)：考慮到置零信號(hào)可能太短，有的來(lái)不及動(dòng)作，可以增加一個(gè)RS觸發(fā)器增加電路可靠性獲得任意制進(jìn)計(jì)數(shù)器的兩種方法（a）置零法(復(fù)位法)

（b）置數(shù)法(置位法)（2）置數(shù)法(置位法)利用置位端去掉多余的N-M個(gè)狀態(tài)可以保留原芯片的進(jìn)位輸出例 用置數(shù)法將74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器注意：74160為同步置數(shù)，見P245（a）置入00001

0

1

0（b）置入10010

0

1

01

0

0

12.

M>N此時(shí),一個(gè)芯片就不夠用了,考慮用N片。分兩種情況考慮：M可以進(jìn)行分解：M=N1×N2M為素?cái)?shù),無(wú)法分解第一種情況:M=N1×N2串行進(jìn)位并行進(jìn)位兩種方法例:試用兩片同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160接成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器方法一:電路的并行進(jìn)位方式：CP同步0000

0000 1001

1001時(shí)自動(dòng)置零、進(jìn)位百進(jìn)制計(jì)數(shù)器方法二、電路的串行進(jìn)位方式：CP異步0000

0000 1001

1001時(shí)自動(dòng)置零、進(jìn)位百進(jìn)制計(jì)數(shù)器思考:如果用十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器組成百進(jìn)制,如何做?第二種情況:M為素?cái)?shù),無(wú)法分解整體置零方式整體置數(shù)方式兩種方法例:試用兩片同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160接成二十九進(jìn)制計(jì)數(shù)器分析:二十九是一個(gè)素?cái)?shù),要用…電路的整體置零方式先接成百進(jìn)制,再整體置零290010

10010

1

0

01

0

0

10000

0000譯碼產(chǎn)生低電平電路的整體置數(shù)方式280010

10000

1

0

01

0

0

10000

0000先接成百進(jìn)制,再整體(異步)置數(shù)下一個(gè)CP任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法小結(jié):分兩種情況進(jìn)行討論M<NM>N已有計(jì)數(shù)器：N進(jìn)制,需要得到的計(jì)數(shù)器：M進(jìn)制置零法(復(fù)位法)M=N1×N2M為素?cái)?shù)置數(shù)法(置位法)串行進(jìn)位并行進(jìn)位整體置零整體置數(shù)*三、異步計(jì)數(shù)器的分析異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計(jì)數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為自己的時(shí)鐘脈沖，因此各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，故被稱為“異步計(jì)數(shù)器”。1.

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q2Q1Q0Q0

Q100

000

101

001

110

010

111

011

10

0

00

0

10

1

0D0

Q0Q0D1

Q1Q1D2

Q2Q2CP計(jì)數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器D0

Q0Q0D1

Q1Q1D2

Q2Q2CP計(jì)數(shù)脈沖請(qǐng)同學(xué)們課下自己分析!異步計(jì)數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、可靠。異步計(jì)數(shù)器缺點(diǎn)：速度慢。2.

異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3

J3Q3

K3Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1計(jì)數(shù)脈沖CPQ0

J0Q0

K0功能分析：書P2583、二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290(1) 74LS290的結(jié)構(gòu)和工作原理簡(jiǎn)介（P259）74LS290

內(nèi)部含有兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)電路：

一個(gè)是模2計(jì)數(shù)器(CP0為其時(shí)鐘，Q0為其輸出端)，另一個(gè)是模5計(jì)數(shù)器(CP1為其時(shí)鐘，Q1Q2Q3為其輸出端)。還可以作為一個(gè)是模10計(jì)數(shù)器，若將CP1與Q0相連，以

CP0為輸入端，(CP1為其時(shí)鐘，Q1Q2Q3為其輸出端)。外部時(shí)鐘CP是先送到CP0還是先送到CP1，在Q3Q2Q1Q0這四個(gè)輸出端會(huì)形成不同的碼制。J

Q0KQ1JKJ

Q2KQ3JK

Q3CP0CP1R

01R

02S

92S

91Q0Q1Q2Q374LS290原理電路圖CP0CP1

R

01NCNCR

02

VCC

S

91

S

92Q0

Q3Q2GND

Q11234567141312111098Q0

Q3

Q1Q2S92R

02

S

91CPR

011CP074LS29074LS290管腳分布圖CP0S92S

91R02CP1

R

01Q0

Q1

Q2

Q374LS290R

01R

02S

91S

92Q3Q2Q1Q0XX111001110X000011X000000X0X0XX0X00X計(jì)數(shù)狀態(tài)X0X074LS290功能表歸納：74LS290在“計(jì)數(shù)狀態(tài)”或“清零狀態(tài)”時(shí)，均 要求S91和S92中至少有一個(gè)必須為“0”。只有在R01和R02同時(shí)為“1”時(shí)，它才進(jìn)入“清 零狀態(tài)”；否則它必定處于“計(jì)數(shù)狀態(tài)”。四、移位寄存器型計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器移位寄存器型計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器（1）

Ring

Counter

(Synchronous)環(huán)形計(jì)數(shù)器（同步）時(shí)序圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)數(shù)=觸發(fā)器數(shù)，利用率低（2）

Johnson

Counter

(Synchronous)同步Johnson計(jì)數(shù)器(扭環(huán)形計(jì)數(shù)器)CPQ0Q1Q2時(shí)序圖Q3Q3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)數(shù)=2*觸發(fā)器數(shù)，利用率還不高4-3 Sequential

Circuit

Design時(shí)序電路設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法很多，大抵可分為兩類：一是根據(jù)要求用觸發(fā)器(Flop-Flip)構(gòu)成，再就是利用具有特定功能的中規(guī)模集成組件適當(dāng)連接而成。設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)力求簡(jiǎn)單。選用觸發(fā)器做設(shè)計(jì)時(shí)，電路最簡(jiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是:所用的觸發(fā)器和門電路的數(shù)目最少，而且觸發(fā)器和門電路的輸入端數(shù)目也最少。使用中、大規(guī)模集成組件做設(shè)計(jì)時(shí)，電路最簡(jiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是:使用的集成電路數(shù)目最少，而且互相間的聯(lián)線也最少。4-3-1

同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法舉例說(shuō)明其設(shè)計(jì)步驟。例：設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器。對(duì)它的要求是：連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上的1時(shí)輸出為1，其他輸入情況下輸出為0。步驟一：邏輯抽象并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖確定輸入變量：輸入數(shù)據(jù)，用X表示。確定輸出變量：檢測(cè)結(jié)果，用Y表示。對(duì)狀態(tài)編號(hào)：沒有輸入1以前的狀態(tài)為S0，輸入一個(gè)1以后的狀態(tài)為S1，連續(xù)輸入兩個(gè)1以后的狀態(tài)為

S2，連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上1以后的狀態(tài)為S3。根據(jù)題意畫出原始的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表XS

n

+1

/

YS

n01S0S1S2S3S0/0S0/0S0/0S0/0S1/0S2/0S3/1S3/1步驟二：狀態(tài)化簡(jiǎn)合并等價(jià)狀態(tài)——相同的輸入下有相同的輸出，并轉(zhuǎn)換到同樣的次態(tài)。等價(jià)狀態(tài)S

n

XS

n

+

1/

Y01S0S0/0S1/0S1S0/0S2/0S2S0/0S3/1簡(jiǎn)化原狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖化簡(jiǎn)后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖步驟三：狀態(tài)分配（狀態(tài)編碼）根據(jù)化簡(jiǎn)后的狀態(tài)數(shù)M確定觸發(fā)器的個(gè)數(shù)N。2N-1

<

M

￡

2N按一定的規(guī)律對(duì)化簡(jiǎn)后的每一個(gè)狀態(tài)都選定一個(gè)N位二進(jìn)制代碼來(lái)表示。此電路M=3，則N=2。取觸發(fā)器狀態(tài)Q1Q0的00、01和10分別代表S0、S1、S2。步驟四：選定觸發(fā)器的類型，并求出電路的狀態(tài)方程、輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。0

0

0

00

1

1

101X根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫出電路次態(tài)和輸出的卡諾圖。Qn

Qn1

000

11

1000/000/0xx/x00/001/010/0xx/x10/101將此卡諾圖分解為Q1、Q0和Y的3個(gè)卡諾圖。0

0

0

00

1

1

1010111

10XQnQn1

00000×001×11Qn+10

0

0

00

1

1

101011110XQnQn1

00000×010×00Qn+10

0

0

00

1

1

1010111

10XQnQn1

00000×000×1Y0

0

0

00

1

1

10Qn1

01Qn+10

0

0

00

1

1

10011110XQn0001111000×001×1Qn1Qn1

00000×010×0n+1Q00

0

0

00

1

1

101011110X1QnQn1

00000×000×1Y化簡(jiǎn)3個(gè)卡諾圖，得到狀態(tài)方程和輸出方程。X0Qn+1

=

XQ

+

XQ1

1Qn+1

=

XQ

Q0

1

0Y

=

XQ11=

(

XQ

0

)Q

1

+

XQ

1=

XQ

1

+

XQ

0

=

XQ

1

+

XQ

0

(

Q

1

+

Q

1

)Q

n

+1比照選定觸發(fā)器的特性方程，變換狀態(tài)方程的形式，以得出驅(qū)動(dòng)方程。本檢測(cè)電路選用JK觸發(fā)器構(gòu)成0010)

Q

+

1Q=

X

Q

1

Q

0

=

(

X

QQ

n

+

1則驅(qū)動(dòng)方程為：J1

=

XQ

0J0

=

XQ1K1

=

XK0

=

1Qn+1

=

JQn

+

KQn變換：步驟五：根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程畫出邏輯圖。J1

=

XQ

0J0

=

XQ1K1

=

XK0

=

1電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖步驟六：檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)。畫出完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖來(lái)檢驗(yàn)。能自啟動(dòng)，設(shè)計(jì)完畢；不能自啟動(dòng)，重新修改邏輯設(shè)計(jì)。使用觸發(fā)器不同,設(shè)計(jì)結(jié)果不唯一用D觸發(fā)器組成的數(shù)據(jù)檢測(cè)器電路小結(jié)：同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程例2 設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售飲料機(jī)的邏輯電路.要求:它的投幣口每次只能投入一枚五角或一元的硬幣.投入一元五角的硬幣后機(jī)器自動(dòng)給一杯飲料;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:設(shè)投幣信號(hào)為輸入邏輯變量,A、B分別表示投入一元、五角硬幣：A=10投入一枚1元硬幣沒有投入1元硬幣B=10投入一枚五角硬幣沒有投入五角硬幣設(shè)給出飲料和找錢為兩個(gè)輸出信號(hào)Y、ZY=10Z=10電路狀態(tài)給出飲料不給找回一枚五角硬幣沒有找回硬幣S0：未投幣

S1：投入五角硬幣2S

：投入一元（或2個(gè)五角）硬幣狀態(tài)轉(zhuǎn)換表00011110Sn+1/YZ

ABS000011110S0S0/00S1/00×/××S2/00S1S1/00S2/00×/××S0/10S2S2/00S0/10×/××S0/11狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖A:1元,B:五角電路的狀態(tài)數(shù):M=3,2個(gè)觸發(fā)器即可，電路次態(tài)/輸出（）的卡諾圖YZ1

0Qn+1Qn+1以觸發(fā)器的狀態(tài)Q1Q0的00、01、10分別代表S0、S1、S2，則得：卡諾圖的分解1

1

0

0Qn+1

=

Q

AB

+

Q

Q A

+

Q

BQ0

=

Q1Q0

B

+

Q0AB1

n+1D1

=

Q1

AB

+

Q1Q0

A

+

Q0

BD0

=

Q1Q0

B

+

Q0

ABY

=

Q1

B

+

Q1A

+

Q0

AZ

=

Q1

A邏輯圖（采用D觸發(fā)器）AABBQ0Q0Q1Q1電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖1、Q1Q0=11為無(wú)效狀態(tài),當(dāng)AB=00(即無(wú)輸入信號(hào))時(shí)不能自行返回有效循環(huán),所以不能自啟動(dòng).2、當(dāng)AB=01，AB=10時(shí)，Q1Q0=11分別進(jìn)入有效循環(huán)，但收費(fèi)結(jié)果是錯(cuò)誤的，所以，在工作前，首先要異步置零。*4-3-2

時(shí)序邏輯電路的自啟動(dòng)設(shè)計(jì)0

0

0

00

1

1

100111

10X1

00000/000/0xx/x00/001/010/0xx/x10/1由前面的例題可知，次態(tài)為任意項(xiàng)的狀態(tài)是無(wú)效狀態(tài)。Qn

Qn如左圖中的11狀態(tài)為無(wú)效狀態(tài)。1若使全部無(wú)效狀態(tài)的次態(tài)為有效狀態(tài)，則此電路必能自啟動(dòng)。0

0

0

00

1

1

101011110XQnQn1

00000x001x

11Qn+10

0

0

00

1

1

1010111

10QnQn1

00000x010x0Xn+10Q檢查該指定次態(tài)是否屬于有效循環(huán)，便知該電路是否能夠自啟動(dòng)。時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以有意指定無(wú)效狀態(tài)的次態(tài)為有效狀態(tài)，即可直接設(shè)計(jì)出能夠自啟動(dòng)的電路?？ㄖZ圖化簡(jiǎn)中，任意項(xiàng)被包括在卡諾圈中相當(dāng)于取值為1，反之為0。即化簡(jiǎn)時(shí)已為無(wú)效狀態(tài)指定了次態(tài)。次態(tài)104-3-3

狀態(tài)化簡(jiǎn)技巧Equivalence

Classes

等價(jià)類表法書P188Implication

Charts

隱含表法書P1904-4 Asynchronous

Sequential

Circuits異步時(shí)序邏輯電路異步時(shí)序電路的特點(diǎn)：在異步時(shí)序電路內(nèi)部，觸發(fā)器不受同一時(shí)鐘脈沖控制，因此，它們狀態(tài)的更新會(huì)有延遲，，故被稱為“異步時(shí)序電路”。異步時(shí)序電路的分析步驟與同步時(shí)序電路的分析步驟相同，但要注意每個(gè)觸發(fā)器的脈沖。由電路圖寫出CP脈沖方程、驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程。將驅(qū)動(dòng)方程帶入特性方程中去，可求解得狀態(tài)方程。依次設(shè)初態(tài)代入狀態(tài)方程求次態(tài)、代入輸出方程求輸出。（注意代入全部各可能初態(tài)）Q2

J2Q2

K2Q1

J1Q1

K1Q0

J0Q0

K0計(jì)數(shù)脈沖CPJ2

=

Q1Q0

，

K2

＝

1驅(qū)動(dòng)方程：J0

=

Q2

，J1

=K1

＝

1K0

＝

1例1：脈沖方程：