§4典型的同步时序逻辑电路 中规模集成电路(MSD的同步时序逻辑 §4.1计数器 §42寄存器 §43移位寄存器
§4 典型的同步时序逻辑电路 中规模集成电路(MSI)的同步时序逻辑 §4.1 计数器 §4.2 寄存器 §4.3 移位寄存器
同步时序电路设计 画原始状态图, 这一步是关键,一定要画全;要考虑到从每个状态出来所有 的输出情况。 画原始状态表 状态化简状态分配 要求:状态化简直接从原始状态表观察 状态分配为二进制或循环码 求控制函数和输出函数 主要要求:D触发器控制函数 画逻辑图 “不完全确定状态的同步时序电路设计”不要求
同步时序电路设计 ◼ 画原始状态图， 这一步是关键，一定要画全；要考虑到从每个状态出来所有 的输出情况。 ◼ 画原始状态表 ◼ 状态化简,状态分配 要求：状态化简直接从原始状态表观察 状态分配为二进制或循环码 ◼ 求控制函数和输出函数 主要要求：D触发器控制函数 ◼ 画逻辑图 ◼ “不完全确定状态的同步时序电路设计”不要求
§4.1计数器( Counter) 计数器的设计考虑 快速进位逻辑 Load(并行预置数) 扩展(组成多位,低位计满高位才计数) ■清零方式(同步/异步)
§4.1 计数器 (Counter) 计数器的设计考虑 ◼ 快速进位逻辑 ◼ Load（并行预置数） ◼ 扩展（组成多位,低位计满高位才计数） ◼ 清零方式（同步/异步）
D触发器实现4位二进制计数器的进位逻辑 Q Q QQ‖QQQQ D CP D CP LD CPI D CP 快速进位表达式 CK Do=Q D, =QoeQ D2=Qb+Q1⊕Q2原则:逻辑结构清晰,尽量公用部分 D3=Q+Q21+Q2④Q3 控制函数尽量少用Q(Q驱动外电路)
D触发器实现4位二进制计数器的进位逻辑 Q D CP Q D CP Q D CP Q D CP CK + + Q Q Q Q Q0 Q1 Q2 Q3 3 0 1 2 3 2 0 1 2 1 0 1 0 0 D Q Q Q Q D Q Q Q D Q Q D Q = + + = + = = 原则：逻辑结构清晰，尽量公用部分 控制函数尽量少用Q(Q驱动外电路) 快速进位表达式
RC 5 2 O3 4 13 14 9 710 11 CK L CLR A D P T 功能表 「 PTL ELR CK 功能 计数 01↑ 并行输入数据 保持 oxx|×|触发器保持,RC=o ××。↑同步置“0” 图5-62用负边沿D型触发器构成的同步二进制集成化计数器
例2:十进制计数器设计 Q3 Q2Q1Qo Q1Q 000 O1 11 10 32 0000010o10o100|0011 12345678 00000000 000 011 O10101011010000111 01111 11 X 001100 1010010000X X Q3Q2Q2Q。(D3D2DDo) 1 1 1 十进制计数器的原始状态表
例2：十进制计数器设计 N Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0001 0010 0100 0011 0101 0110 1000 0111 x x x x 1001 0000 x x Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 01 11 10 Q’3Q’2 Q’1Q’0 (D3D2 D1D0) 十进制计数器的原始状态表
用J-K触发器实现,原始状态表分解: Q1Qo Q,Qo 保持o 00011110 QqQ 00o1 1110 OO OXOX OXOX 01 o1 OXOX O (2K2’J1K12JK等略) 10x|X 10 0 XX Q 保持1 置o J-K触发器激励表 快速进位表达式 Qn Qn+1J K J3=K=Q3 Q0+Q2 Q o J2=K2=Q1 Q o X 1 J1=K1=Q3Q0 X O
0 0 0 0 0 0 1 0 x x x x 1 0 x x Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 0 1 1 3 0 2 2 1 0 3 3 3 0 2 1 0 = =1 = = = = = = + J K J K Q Q J K Q Q J K Q Q Q Q Q Q’3 用J-K触发器实现,原始状态表分解 : 0x 0x 0x 0x 0x 0x 1x 0x x x x x x0 x1 x x Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 01 11 10 J3K 3 x x 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 x 1 1 x Qn Qn+1 J K J-K触发器激励表 (J2K 2 , J1K 1, J0K 0等略) 保持0 保持1 置0 置1 快速进位表达式
QA Q RC D CP D CP D CP 5 8 2 4 13 CK P T ClR A 图5-63用负边沿D型触发器构成的同步十进制集成化计数器
§4.1计数器( Counter) ■Load(并行预置数)功能 Load=o Load A.B. CD Load=1 Count Load控制可以为二通道数据选择器
§4.1 计数器 (Counter) ◼ Load（并行预置数）功能 – Load=0 Load A,B,C,D – Load=1 Count ◼ Load控制可以为二通道数据选择器
§4.1计数器( Counter) 扩展功能 2片4位 Counter→>8位 Counter 规则: 低位片未计满,则高位片不能计数 低位片记满后来CK,两片一起动 设置标志位RC( Ripple carry 二进制计数器RC= QAQBQQ 十进制计数器RC= QAQRQQQ 允许(禁止)端 T( Trickle)串行控制 P( Parallel)并行控制
§4.1 计数器 (Counter) ◼ 扩展功能 ◼ 2片4位Counter→8位Counter ◼ 规则： – 低位片未计满，则高位片不能计数 – 低位片记满后来CK，两片一起动 ◼ 设置标志位RC (Ripple Carry) – 二进制计数器RC=QAQBQCQD – 十进制计数器RC=QAQBQCQD – 允许（禁止）端： ◼ T (Trickle) 串行控制 ◼ P (Parallel) 并行控制