时序逻辑电路的设计方案方法教学.pptx

第四节 时序逻辑电路的设计方法 同步时序逻辑电路的设计方法 时序逻辑电路的自启动设计 异步时序逻辑电路的设计方法下页总目录推出1第一页，共二十八页。 返回一、同步时序逻辑电路的设计方法设计步骤：1. 逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表。2. 状态化简。3. 状态分配（状态编码）。4. 选定触发器类型，求出电路的状态方程、 驱动方程和输出方程。5. 根据得到的方程式画出逻辑图。6. 检查设计的电路能否自启动。下页上页2第二页，共二十八页。 下页返回上页[例6.4.1]设计一个带有进位输出的十三进制计数器。 例6.4.1的状态转换图状态抽象无输入信号，有一个进位信号输出用C表示，13个有效状态，不需要状态化简。3第三页，共二十八页。 下页返回上页00000000111110000011110000100011001100110001010101010100000000000000100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011120 等效十进制数进位输出状态变化顺序状 态 编 码 例6.4.1电路的状态转换表状态分配：需用4个触发器。用 0000 ~ 1100 作为 S0~S12 的编码。4第四页，共二十八页。 下页返回上页的卡诺图00010010110010000011110011110010001010101000000111100111105第五页，共二十八页。 下页返回上页0000111000111000001111001111011010000001110000011110011110的卡诺图6第六页，共二十八页。 下页返回上页00100000000000000011110011110的卡诺图7第七页，共二十八页。 下页返回上页根据状态方程求驱动方程8第八页，共二十八页。 下页返回上页根据驱动方程画出逻辑图十进制同步计数器电路 &19第九页，共二十八页。 下页返回上页[例6.4.2] 设计一个串行数据检测器，对它的要求是： 连续输入3个或3个以上的1时输出为1， 其他输入情况下输出为0。例6.4.2的状态转换表解： 取输入数据为输入变量，用 X 表示。 检测结果为输出变量，用 Y 表示。10第十页，共二十八页。 下页返回上页例6.4.2的状态转换图例6.4.2的状态转换表11第十一页，共二十八页。 下页返回上页S2和S3在同样的输入下有同样的输出，而且转换后得到同样的次态，因此S2和S3是等价状态，可合并为一个。例6.4.2的状态转换图12第十二页，共二十八页。 下页返回上页化简后的例6.4.2的状态转换图的卡诺图13第十三页，共二十八页。 下页返回上页的卡诺图若选用JK触发器，驱动方程为：若选用D触发器，驱动方程为：输出方程为：由卡诺图得状态方程：14第十四页，共二十八页。 下页返回上页选用JK触发器的逻辑图例6.4.2的逻辑图15第十五页，共二十八页。 下页返回上页[例6.4.3] 设计一个自动售饮料机的逻辑电路，投币口每次只能投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角硬币后机器自动给出一杯饮料。投入两元（两个一元）硬币后，给出一杯饮料的同时找回一枚五角硬币。解：取投币信号为输入，给出饮料和找零为输出，投入一枚一元硬币用A = 1表示，未投入时A = 0 ，投入一枚五角硬币用B = 1表示，未投入时B = 0 ，给出饮料时Y = 1，不给时Y = 0 ，找回一枚五角硬币时Z = 1，不找时Z = 0 。16第十六页，共二十八页。 下页返回上页例6.4.3的状态转换表00、01、10为AB的可能取值，11可作为约束项S0未投币前的状态。S1投入五角硬币后的状态。S2投入一元硬币（一枚一元或两枚五角）后的状态。再投入五角硬币后返回S0 ，Y=1，Z=0。再投入一元硬币后返回S0 ，Y=1，Z=1。17第十七页，共二十八页。 下页返回上页例6.4.3的状态转换图或例5.4.3的状态转换表18第十八页，共二十八页。 下页返回上页的卡诺图电路的状态数为M=3，取触发器的位数 n=2以触发器状态的00、01、10分别代表S0 、 S1 、 S2 。例6.4.3的状态转换图或19第十九页，共二十八页。 下页返回上页00101010000000111100111100101000000000011110011110的卡诺图20第二十页，共二十八页。 下页返回上页00000000100000111100111100000010110000011110011110的卡诺图21第二十一页，共二十八页。 下页返回上页选用D触发器状态方程驱动方程输出方程电路省略，可作为学生练习。22第二十二