《数字电路与数字逻辑》第六章

6.5.3 任意进制计数器1）用触发器和逻辑门设计任意进制计数器例6.5.1 试用JKFF和与非门设计按自然二进制码记数的M=5的同步加法记数器解 (1)求触发器级数 nlog25, 取n=3 (2)列综合表 (3)求激励函数 (4)作逻辑电路图J 3 K3 J2 K2 J1 K1 000 001 010 011 100 001010011100000 0 0 1 0 1 10 0 1 1 1 1 1 0 0 0 101 110 111 011010001 1 1 0 1 0 0 1 1 0偏离状态nnn QQQ 123 111213 nnn QQQ DR C1Q3 1J3 &1K3 R C1Q2 1J21K2 R C1Q1 1J11K1 CP R 3131 1212 3123 , 1, QKQJ QKQJ KQQJ 2）用MSI计数器构成任意进制计数器（1）复“0”法Q3 Q2 Q1 Q0CP1CP0R01 R02 S91 S927490 CPCPCR D 0 D1 D2 D374161 Q0 Q1 Q2 Q3QCCPTLD CP&1 11 CPCR D 0 D1 D2 D374163 Q0 Q1 Q2 Q3QCCPTLD CP&1 11Q3Q2Q1Q0状态转移路线0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1/0 1/0 0 异步复零法电路异步复零法电路同步复零法电路异 步 复 零 法 实 现 M=6电 路 的 状 态 转 移 表 CPQ0 Q1 Q2Q3CR 000 00 00 00 00 011 1 11 111 2 3 4 5 6 CPQ0 Q1 Q2Q3CR 000 00 00 00 00 011 1 11 111 2 3 4 5 60异步复零法实现M=6电路的工作波形图同步复零法实现M=6电路的工作波形图0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 00 CPCR D0 D1 D2 D374163 Q0 Q1 Q2 Q3QCCPTLD CP&1 11同步复零法电路CPCR D0 D1 D2 D374161 Q0 Q1 Q2 Q3QCCPTLD CP&1 11异步复零法电路 （2）置数法置最小数法例6.5.2 试用74161 用置最小数法实现M=12的计数器。解 最小数=N-M=16-12=4 CPD 0 D1 D2 D374161 Q0 Q1 Q2 Q3QCC PTCP 11DL 0 1 0 0预置零法例6.5.3 试用74161 用预置零数法实现M=6的计数器。解 反馈状态 M-1=5 CPCR D0 D1 D2 D374161 Q3 Q2 Q1 Q0QCCPTCP&1 DL Q3Q2Q1Q0状态转移路线0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 1 1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1跳过状态起跳状态 置最大数法例6.5.4 用74161 用置最大数法实现M=12的计数器。解 起跳状态M-2=10CR D0 D1 D2 D374161 Q3 Q2 Q1 Q0QCCPTCPN CR D0 D1 D2 D374160(II) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL 1 1 CR D0 D1 D2 D374160(I) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL 1 1CP1进位 CR D0 D1 D2 D374160(II) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL CR D0 D1 D2 D374160(I) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL 1 1 CP进位 CP(I)74160(I)状态Qcc(I)CP(II)(即Qcc1的非)74160(II) 0 1 8 9 10 11 18 19 20 210 1 8 9 0 1 8 9 0 10 1 2 CR D0 D1 D2 D374160(II) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL 1 1 CR D0 D1 D2 D374160(I) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP11 DL 1 1CP1进位 例6.5.5 用两片74160 实现M=29的计数器。解CR D 0 D1 D2 D374160(II) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP1 DL CR D0 D1 D2 D374160(I) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP1 DL 1 1 CP进位CR D 0 D1 D2 D374160(II) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCP1 DL CR D0 D1 D2 D374160(I) Q3 Q2 Q1 Q0QCC PTCPC1 FF0RD1J1K Q0 C1 FF3RD1J Q3C1 FF1R D1J1K Q1 C1 FF2RD1J1K Q2Q0 Q1 Q3Q2 1K QCC1 11 111111 1&CTCRCPR2R4 R1R3 RDCR CP 功能1 0 0 0 1 异步清0计数保持CT 6.5.4 移存型计数器1)概述(串入并出的移存器)2)分析和设计(写出第一级触发器的 以后各级触发器的 都可用 表示) 11 nQ 1nQnini QQ 11 例6.5.6 用DFF实现M=6的移存型计数器。解(1)选用3个DFF(2)作出由三级触发器构成的状态转移图(3)选择流程图中一路径可列出综合表进行逻辑设计 111110101100 011010001000 Q3 Q2 Q1 D10 0 00 0 10 1 11 1 11 1 01 0 0 111000 3)典型电路（1）环形计数器(D1=Q4) Q4 1DC1 Q3 1DC1 Q2 1DC1 Q1 1DC1 RDSD RDRD CP预置Q 4Q3Q2Q1=10001001 111111101101 1100 1011 10101000 01110110 01010100 00110010 0001 0000 0123 1000000100100100Q4Q3Q2Q1CP状态转移路线 （2）扭环形计数器 Q4 1DC1 Q3 1DC1 Q2 1DC1 Q1 1DC1 CPDSR D0 D1 D2 D3M0CP 74194 11 RD 1 1 1 0 状态转移路线 6.6 序列码发生器1）概述（1）计数型序列码发生器 （2）反馈移存型序列码发生器 组合逻辑模M计数器 Q1Qn Qn-1 f1fm组合逻辑Fn F1Fn-1 f CP2) 计数型序列码发生器 （1）已知序列码设计发生器例6.6.1设计产生序列码F=11110101的序列码发生器解：设计M=8的计数器 采用MSI二进制计数器74161，用其低三位作八进制计数设计组合电路列出组合电路的真值表。采用MSI MUX74151实现其逻辑功能F0000000100100011 1111Q3Q2Q1Q0 F0100010101100111 0101Q3Q2Q1Q0 CP D 0 D1 D2 D374161 Q0 Q1 Q2 Q3QCCPTCP11 DL1 D0D1D2D3D4D5D6D7 EA0 A1 A2 1 1 1 1 0 1 0 1 74151 F (2)已知序列长度设计发生器（可自行设定码型，过程与上相同）3）移存型序列码发生器 的设计（1）已知序列码设计发生器例6.6.2设计产生序列码101000的反馈移存型序列码发生器解 采用DFF构成移存型计数器第一步：求状态转移表第二步: 作激励函数D1的真值表，并用卡诺图化简求得D 1=第三步：作逻辑图Q3Q2Q1状态转移路线模数101010100000001010 M=4Q4Q3Q2Q1状态转移路线模数1010010010000001001001011010 M=62412324123 QQQQQQQQQQ Q 4 1DC1 Q3 1DC1 Q2 1DC1 Q1 1DC1 RDSD RDSD & &预置1010CP2Q 4Q1Q 2Q3Q (2)已知序列长度设计发生器m序列码的设计 Qn 1DC1 Qn-1 1DC1 Q2 1DC1 Q1 1DC1 SDSD SDSD=1C2 C1Cn-1Cn f m序列码发生器的一般结构例6.6.3 设计M=15的m序列码发生器。解： 第一步 求级数n 由2 n-1=15 得n=4 第二步 确定反馈函数f f=Q4 Q3 第三步 作逻辑电路 第四步 写序列码 Q4=111100010011010 第五步 作状态转移图 第六步 自启动性 第一级的激励改为 Q 4 1DC1 Q3 1DC1 Q2 1DC1 Q1 1DC1 SDSD SDSD=1 1111 11100111 110010110101 1000000110101101 00100110 01000011 1001CP CP0000 12341 QQQQfD Q4Q3Q2Q1 非m序列码的设计a. M=2n例6.6.4 设计M=16的序列码发生器解 只要把Q4Q3Q2Q1=0000强行纳入1000与0001之间即可 b. M(2n-1)例6.6.5 设计M=10的序列码发生器解 第一步 求级数n、确定反馈函数f 由M=10 可知n=4 f=Q4 Q3第二步 作状态转移图，确定起跳状态1231 QQQfD 123412341 QQQQQQQQfD 6.7 顺序脉冲发生器（分配器）分配器有节拍分配器和脉冲分配器2种 例6.7.1 试设计四输出节拍分配器。解 (1)设计M=4的计数器采用由JKFF构成的同步加法计数器（2）设计2-4线译码器Q2Q1 Y0Y1Y2Y300011011 1000010000100001 C1Q2 1J21K2 C1C11J1K Q2& C11J1K Q3& C11J1K Q4& &1J1K Q1X ZQ1n+1= nQ1 XQXQXQXQXQKJ nnnnn 1111122 nnnn QXQXQQ 32113 nnn QXQQ 2112 nnnnn QXQXQXQQ 432114 XQXQXQJ XJQXJQXJQXJQKJ nnn nnnn 2122 2222222233 XQXQXQXQJ XJQXJQXJQXJQKJ nnnn nnnn 32133 3333333344 XQXQXQXQ XQJQJXQXJZ nnnn nnn 4321 444444 X=0 X=1Q4Q3Q2Q1 Z Q4Q3Q2Q1 Z000011111110110111001011101010011000011101100101 0100001100100001 1000000000000000 0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111 0000000000000001