54时序电路的设计方法 54.1时序电路的设计方法 根据设计提出的要求,画出满足功能要求的逻辑电路 同步时序逻辑电路设计具体步骤: (一)逻辑抽象,得出电路的状态转换图或状态转换表
5.4 时序电路的设计方法 5.4.1 时序电路的设计方法 根据设计提出的要求，画出满足功能要求的逻辑电路 同步时序逻辑电路设计具体步骤： （一）逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表
1)分析给定的逻辑问题,确定输入输出变量及电路 状态数; 2)定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含义; 3)列出电路的状态转换表或电路转换图。 (二)状态化简将等价状态合并 等价状态: 两个电路状态,在相同的输入下,有相同的输出,并且 转换到同样一个次态
1）分析给定的逻辑问题，确定输入/输出变量及电路 状态数； 2）定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含义； 3）列出电路的状态转换表或电路转换图。 （二）状态化简 将等价状态合并 等价状态： 两个电路状态，在相同的输入下，有相同的输出，并且 转换到同样一个次态
(三)状态分配 已知电路状态M,确定触发器个数n 2n1<M≤2n 为每个电路状态规定对应的触发器组合 (四)选定触发器,求出电路状态方程、驱动方程和输出方程 (五)根据方程式画出逻辑图 (六)检查设计的电路能否自启动 第(47)页
（三）状态分配 已知电路状态M，确定触发器个数n： n 1 n 2 < M≤ 2 - 为每个电路状态规定对应的触发器组合 （四）选定触发器，求出电路状态方程、驱动方程和输出方程 （五）根据方程式画出逻辑图 （六）检查设计的电路能否自启动 第(47)页
逻辑抽象 状态化简 时序逻辑 状态转换 最简状态 电路 逻辑 问题 图(表) 转换图 方程式 电路图 选定触发器 检査能否 自启动 设计举例P277例54.1 设计一个带进位位输出端的十三进制计数器 计数器没有输入逻辑变量,属于同步型摩尔时序电路。 具有十三个有效状态,C:进位输出逻辑变量
时序逻辑 问题 状态转换 图（表） 最简状态 转换图 电路 方程式 逻辑 电路图 逻辑抽象 状态化简 选定触发器 检查能否 自启动 设计举例 设计一个带进位位输出端的十三进制计数器 计数器没有输入逻辑变量，属于同步型摩尔时序电路。 具有十三个有效状态，C：进位输出逻辑变量。 P277 例 5.4.1
状态转换图 M=13,故应使用4触发器 2·<M=13<2 P278,表54.1电路状态转换表
0 0 0 0 0 0 S0 S1 S2 S3 S4 S10 S9 S8 S6 S5 S7 S11 S12 0 0 0 0 0 0 1 状态转换图 M=13，故应使用4触发器 3 4 2 < M =13 < 2 P278，表5.4.1 电路状态转换表
次态逻辑函数进位输出逻辑函数卡诺图 Q1Q0 Q3Q2 01 000001/0 0010/0 0100/0 0011/0 00101/0 0110/0 1000/0 0111/0 100041×××/××x××xxx/ 101001/0 1010/0100/0 1011/0 (QQ2+Q+Q+1/C)卡诺图
次态逻辑函数/进位输出逻辑函数卡诺图 0001 / 0 0010 / 0 0100 / 0 0011/ 0 0101/ 0 0110 / 0 1000 / 0 0111/ 0 0000 /1 1001/ 0 1010 / 0 1100 / 0 1011/ 0 ××××/× ××××/× ××××/× 00 01 11 10 10110100 n 2 n Q3Q n 0 n Q1 Q (Q n 3 +1Q n 2 +1Q1 n+1Q n 0 +1 /C)卡诺图
状态方程: Q3=Q3Q2+Q,QQ Q2=Q3Q, Q,+Q3Q, Qo+Q2,Q QM=Q,Q+Q, Q o Qo=Q3 Qo+Q, Qo Q1 Q0 输出方程: Q3Q2 00011110 000000 C=Q Q2 0100 0×|×× o[111 第(48)页
n 2 n Q3Q n 0 n Q1 Q 3 0 2 0 n+1 0 1 0 1 0 n+1 1 3 2 1 3 2 0 2 1 0 n+1 2 3 2 2 1 0 n+1 3 Q = Q Q +Q Q Q = Q Q +Q Q Q = Q Q Q +Q Q Q +Q Q Q Q = Q Q +Q Q Q 状态方程： 10110100 00 01 11 10 n+1 Q3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 × × × C = Q3Q2 输出方程： 第(48)页
若选用JK触发器组成该电路,将状态方程变换成JK 触发器特性方程标准形式。 Q=JQ +KQ Q=Q3 Q2 +Q, Q, Q(Q3 +Q3)=(Q, Q, Q0)Q3+Q,Q Q,=(Q, Q)Q2+(Q, Q, Q)Q Q=Q,+QQ Q0#=(Q3+Q2)Q+1Q=(QQ2)Q2+1Q0 P280图454 Jo=Q3Q K=1 J=Q K1=Q0 J2=QQo K,=Q3 Q,Q J3=Q2QQ。 K,=Q
若选用JK触发器组成该电路，将状态方程变换成JK 触发器特性方程标准形式。 n n n+1 Q = JQ +KQ 3 2 0 0 3 2 0 0 n+1 0 0 1 0 1 n+1 1 1 0 2 3 1 0 2 n+1 2 3 2 2 1 0 3 3 2 1 0 3 2 3 n+1 3 Q = Q +Q Q +1 • Q = Q Q Q +1Q Q =Q Q +Q Q Q = Q Q Q + Q Q Q Q Q = Q Q +Q Q Q Q +Q = Q Q Q Q +Q Q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 2 1 0 2 1 0 1 0 0 3 2 J = Q Q Q J = Q Q J = Q J = Q Q 3 2 2 3 1 0 1 0 0 K = Q K = Q Q Q K = Q K =1 P280 图4.5.4
P280图454十三进制同步计数器 CP FE FF FE FE K K K K 8 83 C 83 P280图45.5 状态转换图
P280 图 4.5.4 J K J K J K J K FF0 FF1 FF2 FF3 CP 1 C & 1 & & 十三进制同步计数器 P280 图 4.5.5 状态转换图
例题 设计一个串行数据检测器,该电路一个输入端X,一个输出 端Z,输入为串行随机信号,当输入为“110”序列时,检 测器识别,输出Z=1,对于其他任何序列输出皆为0 X=101101110 Z=0000010001 输出与当前状态有关,还与当前输入X有关。 Mealy型时序电路
设计一个串行数据检测器，该电路一个输入端X，一个输出 端Z，输入为串行随机信号，当输入为“110”序列时，检 测器识别，输出Z=1，对于其他任何序列输出皆为0 例题 X=0101101110 Z=0000010001 输出与当前状态有关，还与当前输入X有关。 Mealy型时序电路