第六章__时序逻辑电路_6.4_时序逻辑电路的设计方法.ppt

时序逻辑电路的设计方法
同步时序逻辑电路的设计方法
步骤:
一逻辑抽象,得出电路的状态转换图或状态转换表
,确定输入变量、输出变量以及电路的状态数。通常取原因(或条件)作为输入逻辑变量,取结果作输出逻辑变量;
、输出逻辑状态和每个电路状态的含义,并将电路状态顺序编号;
。
二状态化简
若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出,并且转换到同样的一个状态去,则称这两个状态为等价状态。等价状态可以合并,,这样设计的电路状态数少,电路越简。
三状态分配
状态分配也叫状态编码
;,应满足2n-1<M≤2n;
,即将电路的状态和触发器状态组合对应起来。
四选定触发器的类型,求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程
a. 选定触发器的类型;b. 由状态转换图(或状态转换表)和选定的状态编码、触发器的类型,写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。
五根据得到的方程式画出逻辑图
六检查设计的电路能否自启动
若电路不能自启动,则应采取下面措施:a. 通过预置数将电路状态置成有效循环状态中;b. 通过修改逻辑设计加以解决。
。
试设计一个带有进位输出端的十三进制计数器。
解:
由于电路没有输入变量,故属于穆尔型同步时序电路。设进位输出信号为C,有进位输出为C=1,无进位输出时C=0。
根据题意,M=13,。
由于M=13,故应取n=4,取其中的13个状态,不能再简化。按十进制数取0000~1100十三个状态
其状态表为
其各输出次态的卡诺图如下
各输出端的卡诺图如下
则可写出电路的状态方程和输出方程为
若选用JK触发器,则由于其特性方程为
故应把上述状态方程化为JK触发器特性方程的标准形式,即
则可得出各触发器的驱动方程为
由驱动方程可画出十三进制计数器的逻辑电路,
最后,检查能否自启动,其状态转换图如下
故电路可以自启动。
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,其它情况下输出为0.
解:设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,其状态转换表为
其中S0为没有1输入的以前状态,S1为输入一个1以后的状态,S2为输入两个1以后的状态,S3为连续输入3个或3个以上1的状态。
由状态表可以看出,S2和S3为等价状态,可以合并成一个。