第五节序列信号发生器 什么是序列信号? 序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信 号,可以做同步信号、地址码、数据等,也可以做控制信号。 这一节非常重要,是中规模集成电路的综合运用。 移存型序列信号发生器 1、移存型序列信号发生器的原理 Q DHQ 移存型序列信号发生器由两部 2 分组成: 次移位寄存器 CP ☆组合电路组合电路的输出做移位寄存器的输入, 也是反馈电路,只要有反馈,寄存器 就可以计数。 次规定了起始状态为110。 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
什么是序列信号？ 序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信 号，可以做同步信号、地址码、数据等，也可以做控制信号。 这一节非常重要，是中规模集成电路的综合运用。 一、移存型序列信号发生器 1、移存型序列信号发生器的原理 移存型序列信号发生器由两部 分组成： ☆ 移位寄存器 ☆ 组合电路 组合电路的输出做移位寄存器的输入， 也是反馈电路，只要有反馈，寄存器 就可以计数。 ☆ 规定了起始状态为110。 & Q D S R 3 Q D S R 2 Q D S R 1 CP
★特征方程c=[DCP个-,]CP个 =g·CP↑ +1 CP↑ 满足移存规律(第一级除外)9=g 从特征方程中可以看出 u「 CP ★状态转换表 由特征方程计算次态值。 Q3Q.0-10219-输出是每5位循环一次,循环长度M5 10100 Q3=11000,11000, 00000 Q2=10001,10001 000001 Q1=00011,00011, 00 011 ★三个输出序列是一样的,都由三个 0 00两个1组成。只是起始状态不一样,只 0100要循环起来,分不清起始状态。 阿回回阿阿回阿回回回啊酮阿≯會
★ 特征方程 = = + Q D CP Q Q CP n 1 3 2 1 1 = + Q Q CP n 1 1 2 = + Q Q CP n 2 1 3 从特征方程中可以看出： 满足移存规律（第一级除外） 1 1 − + = i n Qi Q Q3 Q2 Q1 Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 1 1 0 ★ 状态转换表 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 输出是每5位循环一次，循环长度M=5。 Q3=11000,11000,┄ Q2=10001,10001,┄ Q1=00011,00011,┄ ★ 三个输出序列是一样的，都由三个 0两个1组成。只是起始状态不一样，只 要循环起来，分不清起始状态。 由特征方程计算次态值。 Q D S R 3 Q D S R 2 Q D S R 1 & CP
2、移存型序列信号发生器的设计 在移位寄存器的基础上加反馈网络形成移存型序列信 号发生器。先设计移位寄存器,再设计反馈网络 例:设计0001101,0001101,-序列信号发生器。 解:依题意可知,循环长度M=8,需要寄存器的位数η=3, 因此按三位一组划分序列信号,组成8个状态循环 状态划分: 0011101Q2QQo 000 ★满足移存规律每次左移一位00 0 ★满足计数规律构成循环 00 10 00 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
在移位寄存器的基础上加反馈网络形成移存型序列信 号发生器。先设计移位寄存器，再设计反馈网络。 例：设计00011101，00011101，┄序列信号发生器。 解：依题意可知，循环长度M=8,需要寄存器的位数n=3, 因此按三位一组划分序列信号，组成8个状态循环。 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 Q2Q1Q0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 ★满足移存规律 ★满足计数规律 构成循环 每次左移一位 状态划分：
★列出状态转换表 选用74195做移位寄存器 状态表 状态转换表 只要设计第一级激励输入即可。 +1 hm2g=Q+kQCP个 000000001由于Q接收八串入数据 001001011今 K=Oo 011o0100用4选1数据选择器实现J=K 变量数大于Q00110 110100000地址数要降01010 101o010维。 「1100 010110101 01 100 110 Ao Dl D 0 用直接观察法从状态转换表得出: DID n+1 QCP满足移存规律令:g2=41D=1D=9 O 刀+1 Q]CP↑Q +1 Q D2=0D3=O 回回阿呵回回阿呵回回回回呵回回阿阿呵回回阿回回回同同≯會
Q2Q1 Q0 00 01 11 10 0 1 1 0 n+ Q Q2 Q1 0 0 1 1 A1 A0 0 0 1 1 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 Q2 Q1 Q0 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 用直接观察法从状态转换表得出： = +1 1 n Q = +1 2 n Q [Q0 ]CP↑ [Q1 ]CP↑ 满足移存规律 1 1 − + = i n Qi Q 只要设计第一级激励输入即可。 选用74195做移位寄存器 = + + Q JQ KQ CP n 0 0 1 0 由于Q0接收J、K串入数据 1 0 + = = n 令：J K Q 用4选1数据选择器实现J=/K。 1 1 1 0 1 0 0 0 1 Q0 0 Q0 D0 D1 D2 D3 Q2 = A1 Q1 = A0 D0=1 D2=0 D1 = Q0 D3 = Q0 状态表： 状态转换表： 变量数大于 地址数要降 维。 令：
根据:Q A1D0=1D1=Q 21=Ao D2 =0 D3=Qo K Do DD,D 3 SH/LD 画出用74195和4选1组成的 CR 74195 序列信号产生器电路图。 CP. CP Q. Q1 Q2 Q3 K Qo Q1 Q2 XX000 111001 10a 0-2 MUX 1/Q0 EN 0 0 1101000 11|/Q0 反过来从已知电路要会分析出其响 01 0 应序列。 00 Co=J=K-r 00 01 0 序列信号可以从任意一路输出,只 0 0 0 0 不过起始状态不同而已。 回回阿回回阿呵同回回回回回回同回回阿回回阿回4≯會
根据： Q2 = A1 Q1 = A0 D0=1 D2=0 D1 = Q0 D3 = Q0 画出用74195和4选1组成的 序列信号产生器电路图。 反过来从已知电路要会分析出其响 应序列。 Q J K Y n = = = +1 0 J /K Q0 Q1 Q2 Y X X 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 Q0 1 1 1 1 1 /Q0 0 0 0 1 1 /Q0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 Q0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 序列信号可以从任意一路输出，只 不过起始状态不同而已。 0 1 0 3 0 G 1 2 3 EN MUX Y 1 0 1 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 SH LD / J K CR Q3 74195 CP 1 CP
例:设计产生列号:01016列信号产生器。 解:循环长度M=8,23=8,取n=3,用三位寄存器实现 、状态划分(按三位一组划分状态) 000011110000111Q2Q1Q0 000 有两组状态均为000 000 001有两组状态均为11 11不满足寄存规律, 三位寄存器不能实 0现这样的序列所 00 取n=4重新进行状态划分。000以要增加寄存器位 数 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
解：循环长度M=8,23＝8，取n=3,用三位寄存器实现。 一、状态划分（按三位一组划分状态） 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 Q2Q1Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 有两组状态均为000 有两组状态均为111 不满足寄存规律， 三位寄存器不能实 现这样的序列。所 以要增加寄存器位 数。 取n=4,重新进行状态划分
000011110000111[00omo 00000 00 000 从状态转换表中得出: 1110 1111 00111100 01111000 Q=[]CP↑ 1100 10000 0000 00011110 Q=[2]CP↑ 00 K DoD1 D2 D3 SH/LD 满足移存规律,选用 011ⅪXX CR74195 CP CP QoQ, Q2 Q3 74195作移位寄存器。 OX 令:Q=J=K 10××0X H=J=K=O2扭环计数器 n+ 回回阿呵回阿回回呵回阿呵回回呵回阿回回阿回阿呵回回呵≯會
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 从状态转换表中得出： = + Q Q CP n 0 1 1 = + Q Q CP n 1 1 2 = + Q Q CP n 2 1 3 Q J K n = = +1 令： 0 Q3Q2 Q1Q0 00 00 01 01 11 11 10 10 = = = + Q J K n 1 0 1 1 1 X 1 0 0 0 0 X X X X X X X Q3 扭环计数器 满足移存规律，选用 74195作移位寄存器。 1 CP 74195 D0D1D2 D3 Q0Q1 Q2Q3 Q3 J K SH LD / CRCP
二、诽数型号炭生 移存型序列信号发生器只能产生一组序列信号,如 果要同时产生多组序列信号,可以采用计数型序列信号 发生器。 计数型序列信号发生器是在计数器的基础上加适当 的反馈网络构成。要实现序列长度为M的序列信号发生 器,其设计步骤为: ★先设计一个计数模置为M的计数器。 ★再令计数器每一个状态输出符合序列信号要求 ★根据计数器状态转换关系和序列信号要求设计输出组 合网络 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
移存型序列信号发生器只能产生一组序列信号，如 果要同时产生多组序列信号，可以采用计数型序列信号 发生器。 计数型序列信号发生器是在计数器的基础上加适当 的反馈网络构成。要实现序列长度为M的序列信号发生 器，其设计步骤为： ★ 先设计一个计数模置为M的计数器。 ★ 再令计数器每一个状态输出符合序列信号要求。 ★ 根据计数器状态转换关系和序列信号要求设计输出组 合网络
例:设计产生序列信号1101000101,1101000101,-的计数型序 列信号发生器电路。要求用74161和8选1数据选择器实现。 解:先用74161反馈置数法设计M10计数器。 变量数大于地址教要进行X ☆令计数器每一个状态与一位序列信号相对应 Q00 11 100 100 Q01000 ☆画出实现F的卡诺图。A001 维,Q作记图变量。 101 将降维卡诺图与8选1数据 101/1/07近择器卡诺图相比较得出: D~D2=1 11000 DE=0 29392 1101 O00011110 令:QQ2Q1=A3A2A1区0 11100 4,16,7 0 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
Q3Q2 Q1 00 01 11 10 0 1 Q3Q2 Q1Q0 00 00 01 01 11 11 10 10 例：设计产生序列信号1101000101，1101000101，┄的计数型序 列信号发生器电路。要求用74161和8选1数据选择器实现。 解：先用74161反馈置数法设计M10计数器。 Q3 Q2 Q1 Q0 F 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 ☆ 令计数器每一个状态与一位序列信号相对应。 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 ☆ 画出实现F的卡诺图。 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 X X X X X X 变量数大于地址数要进行降 维，Q0作记图变量。 X X X 1 Q0 Q0 Q0 0 将降维卡诺图与8选1数据 选择器卡诺图相比较得出： D0~D3=1 D5=0 D4 ,D6 ,D7=Q0 令：Q3Q2Q1=A3A2A1
最后画出辑电图 Do-D3=1 D5=0 D4, D6, D,=Qo 令:Q3Q2Q1=A3A2A1 先用74161反馈置数法设计M10计数器。 CTT Q3 Q, QQ. Co CT CR 74161 几→cpp,p2D,DnD 2MUX 3 0+5 0110 7 EN 计数器在0110-1111之间循环计数,F循环输出 1101000101序列信号。 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
计数器在0110~1111之间循环计数，F循环输出 1101000101序列信号。 0 1 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 74161 CTT CTP CR CP CO LD 0 1 1 0 1 1 0 1 0 3 G 0 1 2 3 EN MUX Y 4 5 6 7 2 F D0~D3=1 D5=0 D4 ,D6 ,D7=Q0 令：Q3Q2Q1=A3A2A1 先用74161反馈置数法设计M10计数器