1、時序邏輯電路分析和設計內容提要 時序邏輯電路的分類 時序電路的分析方法 同步時序電路的分析方法 異步時序電路的分析方法 常用的時序邏輯電路 寄存器和移位寄存器 序列脈沖發生器 序列信號發生器 時序邏輯電路的設計方法 同步時序電路設計 異步時序電路設計時序邏輯電路設計的一般方法邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖 例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器2.得到狀態圖1.抽象為13個狀態的時序電路，電路在第12個狀態時輸出1邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器3

2、. S0S12分別用00001100的四位二進制碼表示。得到次態表。邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器狀態編碼下一狀態S00000S1S10001S2S20010S3S121100S03. S0S12分別用00001100的四位二進制碼表示。得到次態/輸出卡諾圖。邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器狀態編碼下一狀態S00000S1S10001S2S20010S3S121100S03. S0S12分別用00001100的

3、四位二進制碼表示。得到次態/輸出卡諾圖。邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器Q3n+1卡諾圖13323210nQQ QQ Q QQQ2n+1卡諾圖12321320210nQQ Q QQ Q QQ QQQ1n+1卡諾圖111010nQQQQ QQ0n+1卡諾圖103020nQQ QQ Q輸出C的卡諾圖23CQ Q4. (a)得到次態方程和輸出方程1332321012321320210111010103020nnnnQQ QQ Q QQQQ Q QQ Q QQ QQQQQQ QQQ QQ Q23CQ Q次態方程

4、輸出方程邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器1332321012321320210111010103020nnnnQQ QQ Q QQQQ Q QQ Q QQ QQQQQQ QQQ QQ Q1nQJQKQJK觸發器的特征方程次態方程4. (b)得到驅動方程邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖4. (b)得到驅動方程驅動方程J3=Q2Q1Q0K3=Q2J2=Q1Q0K2=(Q3(Q1Q0)J1=Q0K1=Q0J0=(Q3Q2)K0=1邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過

5、卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器5. 畫出電路連接圖利用次態方程和狀態圖，檢查能否自啟動邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖例1 設計一個有進位輸出端的十三進制計數器電路的自啟動檢查1101111011111332321012321320210111010103020nnnnQQ QQ Q QQQQ Q QQ Q QQ QQQQQQ QQQ QQ Q狀態下一狀態11010010111000101111000023CQ Q/1/1/1例2 設計一個串行數據檢測器要求：連續檢測一個二進制碼流

6、，如果連續輸入3個或者以上的1時輸出1，否則輸出0S0S1S2S3輸入0個1 輸入1個1 輸入2個1 輸入3個或更多的1例2設計一個串行數據檢測器2.得到狀態圖1.將串行輸入抽象為邏輯變量X，輸出為邏輯變量Y化簡邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖3.利用卡諾圖進行化簡。例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖S0S1S2無效狀態3.利用卡諾圖進行化簡。11101010nnQXQXQQXQ Q例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動

7、方程畫出邏輯電路圖1YXQ4. 得到電路的次態方程和輸出方程。11101010nnQXQXQQXQ Q1101110100()()1nnQXQ QXQQXQ QQ1nQJQKQ1YXQ利用JK觸發器實現，修改次態方程例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖J1=XQ0K1=XJ0=XQ1K0=1驅動方程5.畫出電路圖和狀態轉移圖無效狀態自動進入有效狀態，因此電路能夠自啟動。例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖J1=XQ0K1=XJ0=XQ1K0=11YXQ

8、4.對卡諾圖進行化簡，得到電路的次態方程和輸出方程。11101010nnQXQXQQXQ Q11101010nnQXQ QQXQ Q1nQD利用D觸發器實現，修改次態方程例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖110010DXQ QDXQ Q驅動方程5.畫出電路圖和狀態轉移圖例2設計一個串行數據檢測器邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖110010DXQ QDXQ Q同步時序電路設計方法簡單的回顧邏輯抽象畫狀態轉移圖并化簡通過卡諾圖化簡表達式得到狀態方程和驅動方程畫出邏輯電路圖1.

9、確定輸入輸出表示方法2.確定狀態數目1.畫出狀態轉移圖2.對狀態進行編碼，并進行化簡1.選定使用的觸發器類型2.按照類型對狀態方程進行變形3.得到驅動方程時序邏輯電路的自啟動設計無法自啟動！環形計數器希望在不改變其環形結構的前提下將其修改為自啟動的。時序邏輯電路的自啟動設計假設選擇有效循環10000100001000011000o使其它狀態自動進入到這些狀態nQ0Q1Q2Q3的下一態必然是：XQ0Q1Q2,X是0或1n例如1100，經過一個周期以后，肯定是X110，我們希望是0110 ，因為0110的下一個狀態更容易變成0001！n例如1011，經過一個周期以后，肯定是X101，我們希望是0101，因為0101的下一個狀態更容易變成0010！關鍵在于控制Q0的狀態變化方法！時序邏輯電路的自啟動設計修改以前的狀態轉移圖和卡諾圖X0X01XXXXXXX0XXXQ0Q1Q2Q3Q0n+10001111000011110時序邏輯電路的自啟動設計修改原來的狀態轉移圖得到新的狀態轉移圖（實際上是將原本