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解决逻辑电路自启动问题的方法
在时序逻辑电路中,当逻辑电路可能出现的总状态数不等于有效状态时,就会有无效状态。如果无效状态能回到有效状态时,称电路能够自启动。反之,则不能自启动。
能自启动的电路不会对电路工作状态造成影响,但不能自启动的电路会对电路的可靠性及稳定性形成较大的隐患。当电路加电时就可能偶然落入无效状态
,这时电路将不能正常工作. 在电路正常工作时,如果受外部意外的干扰,也可能落入无效状态,此时电路的正常工作将被终止、.
(1) 自启动问题的典型解决方法
,都有较经典的解决方法. 为叙述方便, 以时序电路设计中的典型设计,, 如果无效状态形成循环(无效循环) ,则电路不能自启动(无效状态不能回到有效状态) .解决方法通常是修改无效循环中的状态转换关系,断开无效循环并把无效状态引导至有效状态,使电路的状态图形成能自启动的状态图, 3位扭环形计数器(图 1)为例来说明:无效状态 010和 101形成一个无效循环,,把无效状态 101引导至有效状态 110上, 完成自启动, 最后设计结果如图 2所示.
此方法直接、:当无效循环较多时,把无效状态一个一个的引导至有效状态的步骤可能很繁杂, 要有一定的经验和技巧, 虽然最后都能解决自启动问题,、设计结果复杂的设计,是否还有另外的设计方法呢? 这就是本文讨论的要点.
(2)加电预置电路和检测复位电路解决自启动问题
首先想到的是加电预置,在打开电源的瞬间,使电路处在一个有效状态下,从而避免进入无效状态, 3电路在打开电源的瞬间,电路处在 111状态(可任选一个有效状态来预置. 由于加电瞬间电容电压为零, 异步置位端使触发器瞬间置
“1”.加电后、电容电压很快升高为“1”触发器异步置位端的置位作用消失, 电路开始正常工作) .电阻 R 的阻值应能保证触发器的异步置位端为“1”.电容 C 的容量由置位时间的长短决定( T
=RC) ,只要置位时间大于触发器的翻转时间就可以使电路正常工作.
加电预置的方法虽然简单, 但它无法避免电路受外部意外干扰,. 如何解决这个问题? 在工业逻辑控制电路中, 为使逻辑电路的可靠性得到充分的保证,采用了一个称之为”看门狗电路”的技术,基本原理是”看门狗电路”定时采集逻辑电路的工作信息,当电路工作不正常时,立即发出一个中断申请, 使逻辑电路初始化重起, 恢复电路的正常工作.
按照上面的思路, 只要在不能自启动电路上加装检测复位电路, 就能解决电路的自启动问题. 例如: 在图 1上加装检测复位电路后,图 4电路在打开电源的瞬间, 电容 C使电路处在一个有效状态111(与加电预置电路相似,,异步置位端使触发器瞬间置
”1”, 而采集电路采集到的 111状态, 又使电