同步时序逻辑电路的设计.ppt

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1、同步时序逻辑电路的设计 同步时序逻辑电路的设计是分析的逆过程同步时序逻辑电路的设计是分析的逆过程,其任务是根据实其任务是根据实际逻辑问题的要求，设计出能实现给定逻辑功能的电路。际逻辑问题的要求，设计出能实现给定逻辑功能的电路。设计同步时序逻辑电路的一般步骤同步时序电路的设计过程同步时序电路的设计过程(1)根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表(2)状态化简状态化简-求出最简状态图求出最简状态图；合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简等价状态等价状态：在相同的输入下有相同的在相同的输入下有相同的输

2、出，并转换到同一个次态去的两个输出，并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态。状态称为等价状态。明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量和输出变量的数目和符号。和输出变量的数目和符号。找出所有可能的状态和状态转换之间的关系。找出所有可能的状态和状态转换之间的关系。根据原始状态图建立原始状态表。根据原始状态图建立原始状态表。(3)状态编码（状态分配）；状态编码（状态分配）；(4)选择触发器的类型选择触发器的类型(6)画出逻辑图并检查自启动能力。画出逻辑图并检查自启动能力。给每个状态赋以二进制代码的过程。给每个状态赋以二进制代码的过

3、程。根据状态数确定触发器的个数，根据状态数确定触发器的个数，(5)求出电路的激励方程和输出方程求出电路的激励方程和输出方程；（M:状态数状态数;n:触发器的个数）触发器的个数）2n-1M2n 例例1 用用D触发器设计一个触发器设计一个8421 BCD码同步十进制加计数器。码同步十进制加计数器。8421码同步十进制加计数器的状态表码同步十进制加计数器的状态表000010019100100018000111107111001106011010105101000104001011003110001002010010001100000000次次 态态现现 态态计数脉冲计数脉冲CP的顺的顺序序同步时序逻

4、辑电路设计举例000010019100100018000111107111001106011010105101000104001011003110001002010010001100000000次次 态态现现 态态计数脉冲计数脉冲CP的顺的顺序序(2)(2)确定激励方程组确定激励方程组0000000100011110011010100010110001001000激励信号激励信号D3、D2、D1、D0是触发器是触发器初态的函数初态的函数D3、D2、D1、D0、是触发器是触发器初态还是次态的函数？初态还是次态的函数？画出各触发器激励信号的卡诺图画出各触发器激励信号的卡诺图 画出完全状态图画出完全

5、状态图电路具有自启动能力电路具有自启动能力(3)(3)画出逻辑图，并检查自启动能力画出逻辑图，并检查自启动能力画出逻辑图画出逻辑图例例例例2 2 2 2:用用用用D D D D 触发器设计状态变化满足下状态图的时序逻辑电路触发器设计状态变化满足下状态图的时序逻辑电路触发器设计状态变化满足下状态图的时序逻辑电路触发器设计状态变化满足下状态图的时序逻辑电路1、列出原始状态表、列出原始状态表原始状态表原始状态表f/1a/0gf/1g/0ff/1a/0ef/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次态/输出（Sn+1/Y）现态（Sn）f/1a/0gf/1g/0ff/1a/0ef

6、/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次态/输出（Sn+1/Y）现态（Sn）第一次化简状态表第一次化简状态表f/1e/0ff/1a/0ef/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次态/输出（Sn+1/Y）现态（Sn）2、状态表化简、状态表化简状态化简状态化简状态等效：状态等效：（1）在所有的不同的现输入下，输出完全相同；）在所有的不同的现输入下，输出完全相同；（2）在所有的不同的现输入下，次态是下列情况中的一种；）在所有的不同的现输入下，次态是下列情况中的一种；次态完全相同次态完全相同次态为其现态或者现态的交错循环次态为其现态或者现态的交错

7、循环次态的某一后继状态可以等效次态的某一后继状态可以等效次态为状态对循环中的一个状态对次态为状态对循环中的一个状态对011/1000/0100011/1100/0011011/0000/0010011/0010/0001001/0000/0000A=1A=0次态次态/输出输出（Sn+1/Y）现态现态（Sn）已分配状态的状态表已分配状态的状态表2、状态编码、状态编码a=000;b=001;c=010;d=011;e=100最后简化的状态表最后简化的状态表d/1a/0ed/1e/0dd/0a/0cd/0c/0bb/0a/0aA=1A=0次态次态/输出（输出（Sn+1/Y）现态现态（Sn）状态转换真值表状态转换真值表11101001000000011110111000010110011010100000001001101100001001000100100000000000Y (D0)(D1)(D2)A3、求激励方程、输出方程、求激励方程、输出方程 画出逻辑电路画出逻辑电路