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时间:2020-06-24
《同步十二进制的加减法计数器.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、题目:设计一个同步十二进制的加减法计数器。要求X=1时为加法,X=0时为减法。实验步骤:第一步:根据设计要求,该电路是Moore型同步时序电路,它是按自然态序变化。画出同步十二进制的加减法计数器的状态转换图如下所示:01S11S10S9S8S7S6S2S1S5S4S3S000001111101101111100000第二步:状态编码。本电路是十二进制计数器,有12个不同的状态用S0~S11表示,且不能作状态化简。根据2n-12、S1=0001、S2=0010、S3=0011、S4=0100、S5=0101、S6=0110、S7=0111、S8=1000、S9=1001、S10=1010、S11=1011。状态编码图如下所示:/Z101010110001100001101001011101010100001100100000/0/0/0/0/0/0/0/0/1/1/1/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0现态Q4nQ3nQ2nQ1n次态Q4n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1/输出ZX=0X=1000010113、/00001/000011010/00010/000101001/00011/000111000/00100/001000111/00101/001010110/00110/001100101/00111/001110100/01000/010000011/01001/010010010/01010/010100001/01011/010110000/10000/1第三步:求输出方程,状态方程和驱动方程。D触发器的特性方程Qn+1=D当X=1时画出对应的卡诺图ZQ4nQ3nQ2nQ1n000114、11000000001000011××××100010Q4n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000000001001011××××101101Q3n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000001001110111××××100000Q2n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000010001110111××××100000Q1n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000100101100111××××101001Z=Q4nQ2nQ1nQ4n+1=Q4n=D4=Q2n5、Q1nQ3n+Q4n+Q4nQ3n+1=Q3n=D3=Q3n+Q3n+Q2nQ1nQ2n+1=Q2n=D2=Q3n+Q3n+Q1nQ1n+1=Q1n=D1=同理求得减法的驱动方程和输出方程如下:Z=Q4nQ2nQ1nQ4n+1=D4=Q3n+1=D3=Q3nQ2n+1=D2=Q1n+1==D1=第四步:画逻辑图(如下所示)第五步,分析是否有自启动功能无效状态有:1100,1101,1110,1111加法时:当为1100时,Z=Q4nQ2nQ1n=0Q4n+1=Q4n=D4=Q2nQ1nQ3n+Q6、4n+Q4n=1Q3n+1=Q3n=D3=Q3n+Q3n+Q2nQ1n=1Q2n+1=Q2n=D2=Q3n+Q3n+Q1n=1Q1n+1=Q1n=D1==1转入1111同理可得:当1101时,转入1110当1110时,转入1111当1111时,转入0000所以不能自启动。减法时:当为1100时,Z=Q4nQ2nQ1n=0Q4n+1=D4==0Q3n+1=D3=Q3n=1Q2n+1=D2==1Q1n+1==D1==1转入0111同理可得:当1101时,转入0110当1110时,转入0101当1117、1时,转入0100所以为自启动。
2、S1=0001、S2=0010、S3=0011、S4=0100、S5=0101、S6=0110、S7=0111、S8=1000、S9=1001、S10=1010、S11=1011。状态编码图如下所示:/Z101010110001100001101001011101010100001100100000/0/0/0/0/0/0/0/0/1/1/1/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0现态Q4nQ3nQ2nQ1n次态Q4n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1/输出ZX=0X=100001011
3、/00001/000011010/00010/000101001/00011/000111000/00100/001000111/00101/001010110/00110/001100101/00111/001110100/01000/010000011/01001/010010010/01010/010100001/01011/010110000/10000/1第三步:求输出方程,状态方程和驱动方程。D触发器的特性方程Qn+1=D当X=1时画出对应的卡诺图ZQ4nQ3nQ2nQ1n00011
4、11000000001000011××××100010Q4n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000000001001011××××101101Q3n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000001001110111××××100000Q2n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000010001110111××××100000Q1n+1Q4nQ3nQ2nQ1n0001111000100101100111××××101001Z=Q4nQ2nQ1nQ4n+1=Q4n=D4=Q2n
5、Q1nQ3n+Q4n+Q4nQ3n+1=Q3n=D3=Q3n+Q3n+Q2nQ1nQ2n+1=Q2n=D2=Q3n+Q3n+Q1nQ1n+1=Q1n=D1=同理求得减法的驱动方程和输出方程如下:Z=Q4nQ2nQ1nQ4n+1=D4=Q3n+1=D3=Q3nQ2n+1=D2=Q1n+1==D1=第四步:画逻辑图(如下所示)第五步,分析是否有自启动功能无效状态有:1100,1101,1110,1111加法时:当为1100时,Z=Q4nQ2nQ1n=0Q4n+1=Q4n=D4=Q2nQ1nQ3n+Q
6、4n+Q4n=1Q3n+1=Q3n=D3=Q3n+Q3n+Q2nQ1n=1Q2n+1=Q2n=D2=Q3n+Q3n+Q1n=1Q1n+1=Q1n=D1==1转入1111同理可得:当1101时,转入1110当1110时,转入1111当1111时,转入0000所以不能自启动。减法时:当为1100时,Z=Q4nQ2nQ1n=0Q4n+1=D4==0Q3n+1=D3=Q3n=1Q2n+1=D2==1Q1n+1==D1==1转入0111同理可得:当1101时,转入0110当1110时,转入0101当111
7、1时,转入0100所以为自启动。
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