数字电路讲义-第六章课件

问题：问题：如何用门电路实现下列描述，肯请指点如何用门电路实现下列描述，肯请指点!假设两个输入假设两个输入A,B一个输出一个输出C。（。（1）系统启动时无论）系统启动时无论A B输入何种电平，输入何种电平，C均输出低电平。均输出低电平。(2)如果如果A,B发生改变，无论是一个发生变化，还是发生改变，无论是一个发生变化，还是A B同同时发生变化，时发生变化，C均输出高电平。均输出高电平。电路尽量要简单，肯请各位指点！电路尽量要简单，肯请各位指点！第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路（一、时序电路（Sequence Circuit）框图框图第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路（一、时序电路（Sequence Circuit）框图框图tn、tn+1的含义的含义X、Z、W、Y？XZWY存储电路存储电路第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路一、时序电路二、分类二、分类1.按触发方式分：按触发方式分：同步电路同步电路 异步电路异步电路第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路一、时序电路二、分类二、分类1.按触发方式分：按触发方式分：同步电路同步电路 异步电路异步电路 2.按输出函数的依从关系分：按输出函数的依从关系分：摩尔（摩尔（Moore）型：）型：Z(tn)=FzY(tn)米利（米利（Mealy）型：）型：Z(tn)=FzX(tn),Y(tn)三、状态图的四种情况三、状态图的四种情况 普通型、瞬时型、永久型、孤立型普通型、瞬时型、永久型、孤立型第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第二节第二节 同步时序电路的分析同步时序电路的分析分析电路的目的是什么？分析电路的目的是什么？关系？关系？第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第二节第二节 同步时序电路的分析同步时序电路的分析步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程方程 3.列出状态转换表列出状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出对应波形图视需要画出电路的输入输出对应波形图 6.最后判断电路的逻辑功能最后判断电路的逻辑功能 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能例例6-9 试分析图试分析图661所示由所示由JK触发器构成的时序电路，触发器构成的时序电路，列出其状态转换表和转换图，并说明其逻辑功能。列出其状态转换表和转换图，并说明其逻辑功能。分析的目的：分析的目的：Q3Q2Q1Q0的变化规律的变化规律步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点，是否能自启动判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点，是否能自启动 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能最后判断电路的逻辑功能最后判断电路的逻辑功能余余3码十进制计数器码十进制计数器可以自启动（任何状态都可以进入主循环）可以自启动（任何状态都可以进入主循环）什么类型？什么类型？1.激励函数激励函数 输出函数输出函数输出与输入有组合关系输出与输入有组合关系2.状态转换表状态转换表3.状态图状态图110检测检测4.波形图波形图第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计例：设计例：设计110检测器检测器第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动例：设计例：设计110检测器检测器第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计一、状态图的建立一、状态图的建立例：试建立例：试建立111序列检测器状态图，连续输入序列检测器状态图，连续输入3个或个或3个个以上的以上的1，电路的输出为，电路的输出为1，否则输出为，否则输出为0。米利型（米利型（Mealy）：）：莫尔型（莫尔型（Moore）：）：解：设输入、输出变量解：设输入、输出变量 画状态图画状态图第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计二、设计电路二、设计电路 例：试设计例：试设计1011序列检测电路序列检测电路。01011CPXZ第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.求输出方程，画逻辑图求输出方程，画逻辑图5.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入X0时为时为5分频；分频；X1时为时为7分频。分频。第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入X0时为时为5分频；分频；X1时为时为7分频。分频。状态转换图？状态转换图？可以自启动可以自启动时序逻辑电路分析设计：小结时序逻辑电路分析设计：小结第四节第四节 数据寄存器数据寄存器一、集成锁存器一、集成锁存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器二、锁存器的扩展二、锁存器的扩展 174LS373274LS373第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 内部内部驱动驱动？第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 锁存器锁存器寄存器寄存器区别？区别？第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器寄存器寄存器顾名思义，就是保存数据的地方。顾名思义，就是保存数据的地方。锁存器锁存器是用于存储数据来进行交换，使数据稳定下来保持一是用于存储数据来进行交换，使数据稳定下来保持一段时间不变化，直到新的数据将其替换。段时间不变化，直到新的数据将其替换。寄存器与锁存器寄存器与锁存器都是用来暂存数据的器件，在本质上没有区都是用来暂存数据的器件，在本质上没有区别。别。寄存器寄存器的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器）；有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器）；锁存器锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输入端的变化而变化。入端的变化而变化。第四节第四节 数据寄存器数据寄存器寄存器寄存器的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器）；有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器）；锁存器锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输入端的变化而变化。入端的变化而变化。锁存锁存寄存寄存第五节第五节 计数器计数器计数器（计数器（CTR）用途：用途：计数、计数、分频、分频、延时、延时、PC指针指针第五节第五节 计数器计数器一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 原理：原理：低位有低位有10时，高位时，高位+1翻转触发器翻转触发器一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 TCP:TCPminNtpdmax看仿真看仿真一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 RCTR3:3级行波计数器，级行波计数器，也可以写成也可以写成CTRDIV8一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 一、异步二进制计数器一、异步二进制计数器 仔细分析：仔细分析：看仿真看仿真状态图？状态图？二、集成异步二、集成异步4位二进制计数器位二进制计数器 二、集成异步二、集成异步4位二进制计数器位二进制计数器 二、集成异步二、集成异步4位二进制计数器位二进制计数器 构成模构成模16计数器计数器二、集成异步二、集成异步4位二进制计数器位二进制计数器 级联级联三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 异步异步BCD码计数器码计数器74LS290激励函数激励函数000001010011100000Q1：翻转，：翻转，Q2控制控制Q2：翻转：翻转Q3：34翻，其他置翻，其他置0三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 异步异步BCD码计数器码计数器74LS290三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 74LS290数据手册数据手册三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 异步异步BCD码计数器码计数器74LS290构成构成8421BCD计数器计数器三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 三、集成异步三、集成异步BCD计数器计数器 级联级联级联有延时，限制级联有延时，限制CP频率，如何解决？频率，如何解决？0011010001111000四、同步二进制计数器四、同步二进制计数器 四、同步二进制计数器四、同步二进制计数器 0011010001111000111111异步与同步的区别异步与同步的区别例例6-4 试分析图试分析图6-21的计数电路，列出状态转换真值表及的计数电路，列出状态转换真值表及转换图，并说明其功能转换图，并说明其功能 解：解：1.触发器的激励方程触发器的激励方程 2.触发器状态方程触发器状态方程 3.状态转换真值表状态转换真值表 4.状态图状态图 功能功能分析分析Q0,Q2:11010发生器，发生器，Q1:反码反码Q0,Q2:11010发生器，发生器，Q1:反码反码五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 工作原理工作原理五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 任意进制计数器的设计任意进制计数器的设计方法：方法：1.异步反馈清零异步反馈清零2.同步反馈清（置）零同步反馈清（置）零3.预置预置-进位进位4.反馈预置反馈预置五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 同步清零：同步清零：74LS163异步清零：异步清零：74LS161同步清零与异步清零的区别？同步清零与异步清零的区别？五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 同步清零：同步清零：74LS163异步清零：异步清零：74LS161五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 M=？五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 五、集成同步五、集成同步4位二进制加法计数器位二进制加法计数器 级联级联当由当由FFFEFFFF时的情况时的情况CO=ENT*CT=15当由当由FFFEFFFF时的情况时的情况哪个电路转换更快哪个电路转换更快CO=ENT*CT=15例：例：试分析如图计数电路，算出它的计数模试分析如图计数电路，算出它的计数模M，并说明预置数，并说明预置数的设置原则的设置原则M=(100000000-10010111)2=(105)10六、集成同步二进制六、集成同步二进制 可逆可逆 计数器计数器 1、同步单时钟二进制可逆计数器、同步单时钟二进制可逆计数器74LS16974169六、集成同步二进制六、集成同步二进制 可逆可逆 计数器计数器 2、同步双时钟二进制可逆计数器、同步双时钟二进制可逆计数器74LS193双时钟的工作原理双时钟的工作原理七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 工作原理：工作原理：Q1Q3的特征方程的特征方程00000001001000110100010101100111100010010000七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 同步同步BCD码可逆计数器码可逆计数器74LS192波形图波形图注意注意74LS192的仿真的仿真 注意进位注意进位是是86进制进制还是还是87进制？进制？七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 可设置任意进制计数器可设置任意进制计数器七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 M=M1M2看波形图看波形图MAXPLUS II（P222）第六节第六节 移位寄存器（移位寄存器（SRG-Shift Register）实际需求：无线通信实际需求：无线通信例：设计一个例：设计一个“111”检测检测器器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器第六节第六节 移位寄存器（移位寄存器（SRG-Shift Register）实际需求：无线通信实际需求：无线通信移位寄存器从结构上看，是将若干个触发器级联起来移位寄存器从结构上看，是将若干个触发器级联起来按输入方式分：串行和并行输入按输入方式分：串行和并行输入按输出方式分：串行和并行输出按输出方式分：串行和并行输出按移位方向分：左移和右移按移位方向分：左移和右移例：设计一个例：设计一个“111”检测检测器器第六节第六节 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器 串入并出串入并出特征方程：特征方程：一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器右移右移左移左移移位寄存器特征方程：移位寄存器特征方程：右移：右移：左移：左移：并、串输入并、串输入-并、串输出并、串输出有误有误X第六节第六节 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 单向移位单向移位双向移位双向移位第六节第六节 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 移位寄存器的扩展移位寄存器的扩展三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/串转换器串转换器74LS166（串、并入（串、并入/串出）串出）并并入入串入串入三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/串转换器串转换器74LS166（串、并入（串、并入/串出）串出）三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/串转换器串转换器74LS166（串、并入（串、并入/串出）串出）三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/串转换器串转换器74LS166（串、并入（串、并入/串出）串出）三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/串、并出）串、并出）三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/串、并出）串、并出）串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/串、并出）串、并出）串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/串、并出）串、并出）并并/串转换器串转换器74LS166（串、并入（串、并入/串出）串出）三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 数据串行传输的发送与接收数据串行传输的发送与接收 四、移存型计数器四、移存型计数器 1.环形计数器环形计数器 移位寄存器也可以构成计数器或分频器移位寄存器也可以构成计数器或分频器 1.环形计数器环形计数器其他循环其他循环00011.环形计数器环形计数器为什么说：为什么说：移位寄存器也可以构成计数器或分频器移位寄存器也可以构成计数器或分频器 分频器是指分频器是指Q的某位输出在一个循环内只输出的某位输出在一个循环内只输出1个脉冲个脉冲1.环形计数器环形计数器1.环形计数器环形计数器解决自启动办法：解决自启动办法：1.环形计数器环形计数器特点：主循环状态比较少特点：主循环状态比较少为了防止为了防止00002.扭环形计数器扭环形计数器2.扭环形计数器扭环形计数器00002.扭环形计数器扭环形计数器其他状态？其他状态？2.扭环形计数器扭环形计数器扭环形计数器也可作为计数器、分频器扭环形计数器也可作为计数器、分频器2.扭环形计数器扭环形计数器移存型计数器的应用移存型计数器的应用2.扭环形计数器扭环形计数器如何解决自启动如何解决自启动2.扭环形计数器扭环形计数器解决办法解决办法卡诺图法：卡诺图法：112.扭环形计数器扭环形计数器解决办法解决办法卡诺图法：卡诺图法：新状态图？新状态图？2.扭环形计数器扭环形计数器解决办法解决办法卡诺图法：卡诺图法：其他方法其他方法2.扭环形计数器扭环形计数器如何解决自启动如何解决自启动49611想办法想办法五五.序列发生器序列发生器（一）、什么是序列发生器（一）、什么是序列发生器产生序列信号的电路称为序列发生器产生序列信号的电路称为序列发生器五五.序列发生器序列发生器例例6-7 试分析如图时序电路，列出状态表和状态图，说明试分析如图时序电路，列出状态表和状态图，说明其功能其功能五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器方法二：用移存器直接产生序列方法二：用移存器直接产生序列五五.序列发生器序列发生器当序列很长时：器件增加、受到干扰易跑飞（会发生不能自启当序列很长时：器件增加、受到干扰易跑飞（会发生不能自启动情况）动情况）如何用级数不多的移存器，产生循环长度最大的序列来，而如何用级数不多的移存器，产生循环长度最大的序列来，而且电路是易于自启动的。且电路是易于自启动的。研究表明：由异或门组成的反馈网络用于移存器时，所构成研究表明：由异或门组成的反馈网络用于移存器时，所构成的序列发生器就有这种特性，其构成如图的序列发生器就有这种特性，其构成如图 6-58 所示。由于异所示。由于异或函数就是模或函数就是模 2 加法运算，故适用叠加原理，所以这类序列发加法运算，故适用叠加原理，所以这类序列发生器又称为线性序列发生器。生器又称为线性序列发生器。五五.序列发生器序列发生器对于对于n位移存器，产生最长的序列位移存器，产生最长的序列M序列序列五五.序列发生器序列发生器例例6-8 试分析如图所示序列发生器试分析如图所示序列发生器五五.序列发生器序列发生器序列中序列中1的个数：的个数：8个个 0的个数：的个数：7个个五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器补充（数字电路逻辑设计，高教，王毓银）补充（数字电路逻辑设计，高教，王毓银）（一）什么是序列发生器（一）什么是序列发生器（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路方法：方法：1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 2.计数型序列信号发生器计数型序列信号发生器（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路 1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号11000、11000、的发生器的发生器解：分析状态，确定触发器个数解：分析状态，确定触发器个数 状态转换表状态转换表（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设计给定序列信号的产生电路D1(Q1n+1)卡诺图为卡诺图为自启动检查自启动检查（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路 1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号11000、11000、的发生器的发生器解：分析状态，确定触发器个数解：分析状态，确定触发器个数 状态转换表状态转换表问题：如何用触发器设计本题？问题：如何用触发器设计本题？2.计数器型序列信号发生器计数器型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号1111000100、1111000100、的发生器的发生器解：分析状态数解：分析状态数(计数计数0-9,输出输出:F)2.计数器型序列信号发生器计数器型序列信号发生器输出输出F卡诺图卡诺图五五.序列发生器序列发生器（一）、什么是序列发生器（一）、什么是序列发生器（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设计给定序列信号的产生电路（三）、根据序列循环长度（三）、根据序列循环长度M的要求设计发生器的要求设计发生器五五.序列发生器序列发生器（三）、根据序列循环长度（三）、根据序列循环长度M的要求设计发生器的要求设计发生器1.最长线性序列信号（最长线性序列信号（M=2n-1长度的序列）发生器长度的序列）发生器 f=C1Q1C2Q2 CNQN（三）、根据序列循环长度（三）、根据序列循环长度M的要求设计发生器的要求设计发生器2.M2n-1任意长度的序列信号发生器任意长度的序列信号发生器（1）M=2n f=C1Q1C2Q2 CNQN 在循环长度为在循环长度为(2n-1)的最长线性序列中，全的最长线性序列中，全0状态为偏离状态为偏离状态，现要求状态，现要求 M=2n，只需将全，只需将全0状态插入到有效序列之中成状态插入到有效序列之中成为有效状态即可。根据移存规律，全为有效状态即可。根据移存规律，全0状态的前一状态必定是状态的前一状态必定是 1000；下一状态必定是；下一状态必定是001；其余状态转移按正常线性；其余状态转移按正常线性反馈进行。因此可以将反馈进行。因此可以将(2n-1)的反馈函数修改为的反馈函数修改为（三）、根据序列循环长度（三）、根据序列循环长度M的要求设计发生器的要求设计发生器2.M2n-1任意长度的序列信号发生器任意长度的序列信号发生器（2）M2n-1自启动自启动DR=Q4 Q3 例如例如:要求要求M=10，则必须在，则必须在2n-1=15状态转移图中，寻找起跳状态，跳过状态转移图中，寻找起跳状态，跳过 5 个状态，且又符合移存规律。如图个状态，且又符合移存规律。如图 虚线虚线所示，从状态所示，从状态（0011）跳过）跳过 5 个状个状态，转移至状态态，转移至状态 （0111），这样既），这样既跳过了跳过了 5 个状态，又符合移存规律个状态，又符合移存规律。第七节第七节 用集成器件设计时序电路用集成器件设计时序电路例例6-16 试设计试设计1011序列检测电路序列检测电路用移位寄存器设计用移位寄存器设计方法二方法二:(例例6-16 试设计试设计1011序列检测电路序列检测电路)看仿真看仿真1011第七节第七节 用集成器件设计时序电路用集成器件设计时序电路例例6-17 试用试用SSI设计一可变序列检测器，当控制变量设计一可变序列检测器，当控制变量X0时，电时，电路能检测出序列路能检测出序列Y中的中的“101”子序列；而当子序列；而当X1时，则检测时，则检测“1001”子序列。检测器输出为子序列。检测器输出为Z，且被检测序列不可重叠。，且被检测序列不可重叠。X0时，检测时，检测“101”子序列；子序列；X1时，则检测时，则检测“1001”子序列。子序列。1011001X=0X=1例例6-18 试设计一个可变模同步分频器，当控制输入试设计一个可变模同步分频器，当控制输入X0时时为为5分频；分频；X1时为时为7分频。分频。5711,16-11=59,16-9=7本章总结：本章总结：1.熟练掌握时序电路的分析（异步、同步）熟练掌握时序电路的分析（异步、同步）2.熟练掌握时序电路的设计（同步）熟练掌握时序电路的设计（同步）3.寄存器寄存器4.熟练掌握计数器：任意进制计数器（异步、同步）熟练掌握计数器：任意进制计数器（异步、同步）作用：计数、分频作用：计数、分频5.熟练掌握移位寄存器熟练掌握移位寄存器 作用：移位、延时、作用：移位、延时、序列发生器、检测器序列发生器、检测器、分频器、分频器步骤：步骤：1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.求输出方程，画逻辑图求输出方程，画逻辑图5.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动思考：思考：问题：问题：如何用门电路实现下列描述，肯请指点如何用门电路实现下列描述，肯请指点!假设两个输入假设两个输入A,B一个输出一个输出C。（。（1）系统启动时无论）系统启动时无论A B输入何种电平，输入何种电平，C均输出低电平。均输出低电平。(2)如果如果A,B发生改变，无论是一个发生变化，还是发生改变，无论是一个发生变化，还是A B同同时发生变化，时发生变化，C均输出高电平。均输出高电平。电路尽量要简单，肯请各位指点！电路尽量要简单，肯请各位指点！作业：作业：P264-6.16.66.12 6.19 6.21 6.226.27 6.32 6.38 6.45 6.46