时序逻辑电路分析和设计

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1、时序逻辑电路分析与设计(IV)孙卫强内容提要时序逻辑电路的分类时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法常用的时序逻辑电路计数器寄存器和移位寄存器序列脉冲发生器序列信号发生器时序逻辑电路的设计方法同步时序电路设计异步时序电路设计时序逻辑电路设计的一般方法逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器2.得到状态图1.抽象为13个状态的时序电路，电路在第12个状态时输出1逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出

2、端的十三进制计数器3.S0~S12分别用0000~1100的四位二进制码表示。得到次态表。逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器状态编码下一状态S00000S1S10001S2S20010S3………S121100S03.S0~S12分别用0000~1100的四位二进制码表示。得到次态/输出卡诺图。逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器状态编码下一状态S00000S1S10001S2S20010S3……

3、…S121100S03.S0~S12分别用0000~1100的四位二进制码表示。得到次态/输出卡诺图。逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器Q3n+1卡诺图Q2n+1卡诺图Q1n+1卡诺图Q0n+1卡诺图输出C的卡诺图4.(a)得到次态方程和输出方程次态方程输出方程逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器JK触发器的特征方程次态方程4.(b)得到驱动方程逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到

4、状态方程和驱动方程画出逻辑电路图4.(b)得到驱动方程驱动方程J3=Q2Q1Q0K3=Q2J2=Q1Q0K2=(Q3’(Q1Q0)’)’J1=Q0K1=Q0J0=(Q3Q2)’K0=1逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器5.画出电路连接图利用次态方程和状态图，检查能否自启动逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图例1设计一个有进位输出端的十三进制计数器电路的自启动检查110111101111状态下一状态1101001011100010111

5、10000/1/1/1例2设计一个串行数据检测器要求：连续检测一个二进制码流，如果连续输入3个或者以上的1时输出1，否则输出0S0S1S2S3输入0个1输入1个1输入2个1输入3个或更多的1例2设计一个串行数据检测器2.得到状态图1.将串行输入抽象为逻辑变量X，输出为逻辑变量Y化简逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图3.利用卡诺图进行化简。例2设计一个串行数据检测器逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图S0S1S2无效状态3.利用卡诺图进行化简。例2设计一个串行数据检测器逻辑抽

6、象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图4.得到电路的次态方程和输出方程。利用JK触发器实现，修改次态方程例2设计一个串行数据检测器逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图J1=XQ0K1=X’J0=XQ1’K0=1驱动方程5.画出电路图和状态转移图无效状态自动进入有效状态，因此电路能够自启动。例2设计一个串行数据检测器逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图J1=XQ0K1=X’J0=XQ1’K0=14.对卡诺图进行化简，得到电路的次态方程和输出

7、方程。利用D触发器实现，修改次态方程例2设计一个串行数据检测器逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图驱动方程5.画出电路图和状态转移图例2设计一个串行数据检测器逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图同步时序电路设计方法—简单的回顾逻辑抽象画状态转移图并化简通过卡诺图化简表达式得到状态方程和驱动方程画出逻辑电路图1.确定输入输出表示方法2.确定状态数目1.画出状态转移图2.对状态进行编码，并进行化简1.利用卡诺图化简各状态方程2.化简驱动方程1.选定使用的触发器类型2.按照类型