4.5同步时序逻辑电路的设计 结束 放映 4.5.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤 4.5.2 同步时序逻辑电路设计举例 2023/7/17 返回
2023/7/17 1 4.5.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤 4.5.2 同步时序逻辑电路设计举例 结束 4.5 同步时序逻辑电路的设计 放映
复习 同步计数器的分析方法、步骤？ 2023/7/17
2023/7/17 2 复习 同步计数器的分析方法、步骤？
4.5.1同步时序逻辑电路设计的一般步骤 时序逻辑电路设计是分析的逆过程，它是根据一定 的设计要求，选择适当的逻辑器件设计出符合要求的逻 辑电路的过程。本节仅介绍用门电路及触发器设计同步 时序逻辑电路的方法，这种设计方法的基本指导思想是 用尽可能少的时钟触发器和尽可能少的连线来实现设计 要求。 设计同步时序逻辑电路的一般步骤如图4.4.1所 示。 按设计 求输出 画逻辑 要求确 状态化 确定状 选择触 方程、 图，检查 定原始 ® 态编码 发器 各触发 自启动 状态图 器驱动 方程 能力 图4.4.1同步逻辑电路设计步骤 2023/7/17
2023/7/17 3 4.5.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤 时序逻辑电路设计是分析的逆过程,它是根据一定 的设计要求，选择适当的逻辑器件设计出符合要求的逻 辑电路的过程。本节仅介绍用门电路及触发器设计同步 时序逻辑电路的方法，这种设计方法的基本指导思想是 用尽可能少的时钟触发器和尽可能少的连线来实现设计 要求。设计同步时序逻辑电路的一般步骤如图4.4.1所 示
4.5.2 同步时序逻辑电路设计举例 计数器是典型的时序逻辑电路，它的设计具有普 遍性，我们以同步计数器为例来讲述同步时序逻辑 电路的设计过程。 同步计数器设计的一般步骤为： 1.分析设计要求，确定触发器数目和类型； 2选择状态编码； 3.求状态方程，驱动方程； 4根据驱动方程画逻辑图； 5.检查能否自启动。 2023/7/17
2023/7/17 4 4.5.2 同步时序逻辑电路设计举例 计数器是典型的时序逻辑电路，它的设计具有普 遍性，我们以同步计数器为例来讲述同步时序逻辑 电路的设计过程。 同步计数器设计的一般步骤为： 1.分析设计要求，确定触发器数目和类型； 2.选择状态编码； 3.求状态方程，驱动方程； 4.根据驱动方程画逻辑图； 5.检查能否自启动
[例4.4.1】设计一个8421码十进制计数器。 (1)确定触发器数目及类型 十进制数计数器需要选用十个状态作为一个计数循环， /0 /0 /0 0 0000 0001 0010 0011 (0100 /1 /0 1001 (1000 0(01114(0110 0101) 人 0 /0 0 0 图4.4.4计数器的状态图 S4VVU,5-V1V1,06U11V,07-V111,08-1VUU, S。=1001。根据选取的状态画状态图，如图4.4.4所示。 2023/7/17
2023/7/17 5 [例4.4.1] 设计一个8421码十进制计数器。 （1）确定触发器数目及类型 十进制数计数器需要选用十个状态作为一个计数循环， 计数长度M=10，因此要求2 n≥10，则n=4，至少要4个 触发器组成计数器。为了使设计出的电路最简单，选 择4个触发器组成计数器，并选用JK触发器。 （2）选择状态编码 四个触发器共有十六种状态组合，我们可以从中选出十 种作为十进制计数循环，分别用S0 ~S9表示。选择的方 案有多种，根据题意应选择8421编码，即（取排列顺序 为Q3 Q2 Q1 Q0）S0 =0000，S1 =0001，S2 =0010，S3 =0011， S4 =0100，S5 =0101，S6 =0110，S7 =0111，S8 =1000， S9 =1001。根据选取的状态画状态图，如图4.4.4所示
(3)求状态方程、 输出方程、驱动方程 Qg⊙2Q1Q000 01 QQ20Q。 10 00 01 11 10 000001001001000011 00 0 0 0 0 01 0101011010000111 01 0 又又又 11 10010000/1×× 0X× 6 Q3QzQiQo (a) Q3Q2QQo 6 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0010 00 0101 1 10 01 0 01 11 10 0 0 X (®10 Q3QzQQo (c) QQ:QQo (d) 01 11 10 00 11 10 00 00 00 0000 01 0 0 01 0 0 0 11 10 1 0 10 0 1 (e) (f) 图4.4.5卡诺图 2023/7117
2023/7/17 6 （3）求状态方程、输出方程、驱动方程 状态方程是描述计数器次态与现态关系的方程，次态 Qn+1和输出CO是以现态Qn为变量的函数。为了获得这 个函数关系，我们可以首先根据状态图画卡诺图，如 图4.4.5所示
(4)画逻辑图 根据驱动方程画逻辑图如图表4.4.6所示。 FFo 1J Q 图1订Q Q 1K 1K CP FF, 图4.4.10可控计数器逻辑图 2023/7/17
2023/7/17 7 （4）画逻辑图 根据驱动方程画逻辑图如图表4.4.6所示
(5)检查是否具有自启动能力 将各个无效状态(1010、1011、1100、1101、1110、1111) 依次代入状态方程和输出方程进行计算，得无效状态转 换表，如表4.4.1所示。表4.4.1表明，计数器的无效状态 可以转入有效状态，计数器具有自启动能力。 表441无效状态转换情祝表 Q QQnQ,时 QQ QA 1 1 S 1/01 1010 10 1 1 0 0/00 1011 010 0 1 00/001W09010 1100 11 0 1 0 0/10 11010100 1 1110 11 11 101af 1006700011 11 1 0 0 0 0 1 图4.4.7计数器的状态图 2023/7/17
2023/7/17 8 （5）检查是否具有自启动能力 将各个无效状态（1010、1011、1100、1101、1110、1111） 依次代入状态方程和输出方程进行计算，得无效状态转 换表，如表4.4.1 所示。表4..4.1表明，计数器的无效状态 可以转入有效状态，计数器具有自启动能力