同步时序逻辑电路的计划
1、计划电路最简的规范是:
1.选用小计划集成电路时,所用的触发器和门电路的数目起码,而且触发器和门电路的输入端数目也起码。
3. 运用中、大计划集成电路时,所用的集成电路数目起码,品种起码,而且彼此间的连线也起码。
2、同步时序逻辑电路的计划进程
一、逻辑笼统,得出电路的状况改换图或状况改换表
1.剖析给定的逻辑疑问,断定输入变量、输出变量以及电路的状况数。
2.界说输入、输出逻辑状况和每个电路状况的含义,并将电路状况次第编号。
3.依照题意列出电路的状况改换表或画出电路的状况改换图。
二.状况化简
等价状况:若两个电路状况在一样的输入下有一样的输出,而且改换到同一个次态去。
状况化简意图:兼并等价状况,求得最简的状况改换图。
三.状况分配(状况编码)
断定触发器的数目n。为取得时序电路所需的M个状况,有必要满意2n-1 <M<2n
给每个电路状况规矩对应的触发器状况组合,即从2n个状况中取M个状况。计划或许有多种。
四.选定触发器的类型,求出电路的状况方程、驱动方程和输出方程
选定触发器的类型后,依据状况改换图(或状况改换表)和选定的状况编码,触发器的类型,写出电路的状况方程、驱动方程和输出方程。
五.依据得到的方程式画出逻辑图
六.查看计划的电路能否自觉起
如不能自觉起,则需选用办法,处理办法为:
1.在电路开端作业时经过预置数将电路的状况置成有用状况循环中的某一种。
2. 批改逻辑程序
下图是计划作业的方框图:
例5.3 试计划一个带有进位输出端的十三进制计数器
解:首要进行逻辑笼统,计数器是归于摩尔型的一种简略时序电路。设有进位输出时C=1,无进位输出时C=0。
设十三个有用状况为S0S1S2……S12电路状况改换图如图5.6所示。
图5.6 例5.3的状况改换图
状况改换图不能再简化。
因为M=13,所以n=4。
状况编码:取天然二进制数的0000~1十0作为S0~S12的编码,如下表所示。
表 电路的状况改换表
状况改动顺 序 | 状况编码 | 进位输出 | 等效 |
Q3 Q2 Q1 Q0 | |||
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S十 S11 S12 S0 | 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 十 11 12 0 |
画出标明次态逻辑函数和进位输出函数的卡诺图,如图5.7所示。
图5.7 例5.3的卡诺图
为了解起见,可将上图的卡诺图分化为五个卡诺图,如图5.8所示。
图5.8 的卡诺图
从卡诺图得电路的状况方程为:
输出方程为 : C=Q3Q2
假定选用JK触发器,把状况方程进行改换,得驱动方程:
画出计数器的逻辑图如图5.9所示。
图5.9 例5.3的电路
查看电路能否自觉起。将三个无效状况1十1、11十、1111别离代入电路中进行剖析,所得次态别离为00十、00十、0000,因而电路能自觉起。
下图是该电路无缺的状况改换图。
图5.十 例5.3的状况改换图
例5.4 计划一个串行数据查看器。对它的恳求是:接连输入3个或3个以上的1时输出为1,别的输入状况下输出为0。
解:首要进行逻辑笼统,画出状况改换图。
取输入数据为输入变量,用X标明;取查当作果为输出变量,用Y标明。
设S0:没有输入1早年的状况,
S1:输入一个1往后的状况,
S2:输入两个1往后的状况
S3:输入3个或3个以上1往后的状况。
若以Sn标明电路的现态,Sn+1标明电路的次态,可得状况改换表,如表所示。
表 状况改换表
X sN | S0 | S1 | S2 | S3 |
0 | S0/0 | S0/0 | S0/0 | S0/0 |
1 | S1/1 | S2/1 | S3/1 | S3/1 |
Sn+1/Y
状况改换图如图5.11所示。
图5.11 例5.4状况改换图
进行状况简化。S2和S3是等价状况,能够兼并为一个。所以得到化简后的状况改换图。
在电路状况M=3的状况下,取触发器位数 n = 2.
图5.12 例5.4化简后的状况改换图
取S0=00,S1=01,S2=十,选定JK触发器,得次态和输出的卡诺图,如图5.13所示。
图5.13 例5.4的电路次态/输出卡诺图
经化简得状况方程为:
得驱动方程为
输出方程为 : Y=XQ1
由驱动方程和输出方程得电路图如图5.14所示。
图5.14 例5.4的电路
电路状况改换图如图5.15所示。
图5.15 例5.4的状况改换图
这个电路能够自觉起。
若改用D触发器,则驱动方程为
得电路图如图5.16所示.
图5.16
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