现代电子技术基础(数字部分)第五章PPT

现代电子技术基础(数字部分

第 5章 同步时序电路设计

第 5 章 同步时序电路设计5.1 同步时序电路的建模 5.2 用触发器实现同步时序电路 5.3 用MSI时序模块设计同步时序电路 时序模块设计同步时序电路

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第 5章 同步时序电路设计

时序电路的设计步骤： 时序电路的设计步骤： 设计 要求1 建模

原始状 态图

2 化简

最简状 态图

3状态 分配

编码状 态表4

检查电 路能否 自启动

6

画电 路图

5

选触发器， 选触发器，求输 状态、 出、状态、激励 方程

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第 5章 同步时序电路设计

5.1 同步时序电路的建模将电路功能的文字描述转换成状态图( 将电路功能的文字描述转换成状态图(表)等逻辑描述

5.1.1 根据输入序列推导状态表(图) 根据输入序列推导状态表(例5.1 设计一个“01”序列检测器。 设计一个“ 序列检测器。 序列检测器 解：序列检测器，又称序列识别器。它是在输入 序列检测器，又称序列识别器。 变量为某些特定序列值时， 变量为某些特定序列值时，能在输出端产生一个 指定响应的同步时序电路。 指定响应的同步时序电路。 电路的功能：当连续输入序列“ 电路的功能：当连续输入序列“01”时，电路 时 输出为1,否则输出为 。 输出为 ，否则输出为0。

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① 确定输入变量和输出变量 该电路的输入变量为x, 代表输入串行序列， 该电路的输入变量为 ， 代表输入串行序列，输 出变量为z,表示检测结果。根据设计命题的要求， 出变量为 ，表示检测结果。根据设计命题的要求， 可分析出输入x和输出 之间的关系为： 可分析出输入 和输出z之间的关系为： 和输出 之间的关系为 xCP

序列 监测器 (a)

z

CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 x 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 z 01 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

(b) 图5.1 “01”序列检测器 序列检测器

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② 设置状态 状态是指需要记忆的信息或事件， 状态是指需要记忆的信息或事件，暂时用字母 是指需要记忆的信息或事件 或符号来表示。 或符号来表示。 分析题意可知，该电路必须记住以下几件事： 分析题意可知，该电路必须记住以下几件事： 收到了一个0;收到了一个0之后又紧接着收到一个 收到了一个0 收到了一个0 1。因此，加上初始状态，共需三个状态，并规定 因此，加上初始状态，共需三个状态， 如下： 如下：  初始状态， 表示电路还没有收到一个0 S0: 初始状态， 表示电路还没有收到一个0。 表示电路收到了一个0的状态。 S1: 表示电路收到了一个0的状态。  表示电路收到了01的状态。 01的状态 S2: 表示电路收到了01的状态。 

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画状态图，列状态表

。 ③ 画状态图，列状态表。 以每一个状态作为现态， 以每一个状态作为现态，分析在各种输入条件 下电路应转向的新状态和输出。 下电路应转向的新状态和输出。该电路有一个输入 变量X 因此，每个状态都有两条转移线， 变量X,因此，每个状态都有两条转移线，画状态 图时应先从初始状态S 出发。 图时应先从初始状态S0出发。 1/0

S00/0

S1

i)当电路处于S0状态时，若 i)当电路处于S 状态时， 当电路处于 输入x=1 则输出z=0 x=1, z=0, 输入x=1,则输出z=0,电路 保持S 状态不变， 保持S0状态不变，表示还未 收到0 x=0, 收到0;若x=0,电路应记住 输入的0 因此， 输入的0,因此，电路应转向 新状态S1,输出z=0。 新状态S 输出z=0。 z=0

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ii)当电路处于S1状态时，若输入x=0,则输出z=0, 当电路处于S 状态时，若输入x=0 则输出z=0 x=0, z=0, 当电路处于 电路停留在S 状态等待序列“01”中的元素 1”的 中的元素“ 电路停留在S1状态等待序列“01”中的元素“1”的 到来；若输入x=1时，电路的输入序列中出现了需要 到来；若输入x=1时 x=1 z=1。 检测的信息“01”,电路转向新状态S 输出z=1 检测的信息“01”,电路转向新状态S2,输出z=1。 1/0

S00/0 1/1

S2

S1

0/0

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iii) 当电路处于S2状态时，若输入x=1时，输出z=0 , 当电路处于S 状态时，若输入x=1 x=1时 输出z=0 电路回到初始状态S 电路回到初始状态S0,重新等待检测序列的第一个元 0”的到来 若输入x=0 则输出z=0 的到来； x=0, z=0, 素“0”的到来；若输入x=0,则输出z=0,电路回到 状态等待第二个检测元素“1”的到来 的到来。 S1状态等待第二个检测元素“1”的到来。 1/0 1/0 0/0

S00/0

S21/1

S1

0/0

01” 图5.2 “01”序列检测器的建模过程

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根据状态图列出状态表，如表5.1所列。其中， 根据状态图列出状态表，如表5.1所列。其中， 5.1所列 State)指现态 指现态； State)指次态 指次态。 PS(Present State)指现态；NS(Next State)指次态。PS

x

S0

1 S1/0 S0/0

0

S1 S1/0 S2/1 S2 S1/0 S0/0 NS/z

等 …… 此处隐藏：2536字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……