序列信號發(fā)生器課件

第五節(jié)序列信號發(fā)生器什么是序列信號？

序列信號是把一組0、1數(shù)碼按一定規(guī)則順序排列的串行信號，可以做同步信號、地址碼、數(shù)據(jù)等，也可以做控制信號。這一節(jié)非常重要，是中規(guī)模集成電路的綜合運(yùn)用。一、移存型序列信號發(fā)生器1、移存型序列信號發(fā)生器的原理

移存型序列信號發(fā)生器由兩部分組成：☆移位寄存器☆組合電路組合電路的輸出做移位寄存器的輸入，也是反饋電路，只要有反饋，寄存器就可以計數(shù)?！钜?guī)定了起始狀態(tài)為110。&DQSR3DQSR2DQSR1CP第五節(jié)序列信號發(fā)生器什么是序列信號？序列1★

特征方程從特征方程中可以看出：滿足移存規(guī)律（第一級除外）Q3Q2Q1Q3n+1Q2n+1Q1n+1110★

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表001100000001011110000001011110100輸出是每5位循環(huán)一次，循環(huán)長度M=5。Q3=11000,11000,┄Q2=10001,10001,┄Q1=00011,00011,┄★

三個輸出序列是一樣的，都由三個0兩個1組成。只是起始狀態(tài)不一樣，只要循環(huán)起來，分不清起始狀態(tài)。由特征方程計算次態(tài)值。DQSR3DQSR2DQSR1&CP★特征方程從特征方程中可以看出：滿足移存規(guī)律2在移位寄存器的基礎(chǔ)上加反饋網(wǎng)絡(luò)形成移存型序列信號發(fā)生器。先設(shè)計移位寄存器，再設(shè)計反饋網(wǎng)絡(luò)。例：設(shè)計00011101，00011101，┄序列信號發(fā)生器。

解：依題意可知，循環(huán)長度M=8,需要寄存器的位數(shù)n=3,因此按三位一組劃分序列信號，組成8個狀態(tài)循環(huán)。0001110100011101Q2Q1Q0000001011111110101010100★滿足移存規(guī)律★滿足計數(shù)規(guī)律構(gòu)成循環(huán)每次左移一位狀態(tài)劃分：2、移存型序列信號發(fā)生器的設(shè)計在移位寄存器的基礎(chǔ)上加反饋網(wǎng)絡(luò)形成移存型序列信3Q2Q1Q0000001011111110101010100Q2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+1000001010011100101110111001011100111000010101110用直接觀察法從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表得出：[Q0]CP↑[Q1]CP↑滿足移存規(guī)律只要設(shè)計第一級激勵輸入即可。選用74195做移位寄存器用4選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)J=/K。1111000010D0=1D2=0狀態(tài)表：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：變量數(shù)大于地址數(shù)要降維。令：★列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2Q1Q00000010111111101010101004根據(jù)：D0=1D2=0畫出用74195和4選1組成的序列信號產(chǎn)生器電路圖。

反過來從已知電路要會分析出其響應(yīng)序列。J/KQ0Q1Q2YXX000111100111110Q011111/Q000011/Q011101000010Q0000010000001

序列信號可以從任意一路輸出，只不過起始狀態(tài)不同而已。010123ENMUXY101D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3741951CP根據(jù)：D0=1D2=0畫出用74195和4選15解：循環(huán)長度M=8,23＝8，取n=3,用三位寄存器實現(xiàn)。一、狀態(tài)劃分（按三位一組劃分狀態(tài)）000011110000111Q2Q1Q0000000001011111111110100000有兩組狀態(tài)均為000有兩組狀態(tài)均為111不滿足寄存規(guī)律，三位寄存器不能實現(xiàn)這樣的序列。所以要增加寄存器位數(shù)。取n=4,重新進(jìn)行狀態(tài)劃分。例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號為00001111，00001111，┄的序列信號產(chǎn)生器。解：循環(huán)長度M=8,23＝8，取n=3,用三位寄存器實現(xiàn)。一6000011110000111Q3Q2Q1Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+10000000100110111111111101100

100000010011011111111110110010000000從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表中得出：111X10000XXXXXXX扭環(huán)計數(shù)器滿足移存規(guī)律，選用74195作移位寄存器。1CP74195D2D0D1D3Q2Q0Q1Q3000011110000111Q7

移存型序列信號發(fā)生器只能產(chǎn)生一組序列信號，如果要同時產(chǎn)生多組序列信號，可以采用計數(shù)型序列信號發(fā)生器。

計數(shù)型序列信號發(fā)生器是在計數(shù)器的基礎(chǔ)上加適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。要實現(xiàn)序列長度為M的序列信號發(fā)生器，其設(shè)計步驟為：★

先設(shè)計一個計數(shù)模置為M的計數(shù)器?！?/p>

再令計數(shù)器每一個狀態(tài)輸出符合序列信號要求?！?/p>

根據(jù)計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系和序列信號要求設(shè)計輸出組合網(wǎng)絡(luò)。二、計數(shù)型序列信號發(fā)生器移存型序列信號發(fā)生器只能產(chǎn)生一組序列信號，如果8

例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號1101000101，1101000101，┄的計數(shù)型序列信號發(fā)生器電路。要求用74161和8選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。解：先用74161反饋置數(shù)法設(shè)計M10計數(shù)器。Q3Q2Q1Q0F0110011110001000101010111100110111101111☆令計數(shù)器每一個狀態(tài)與一位序列信號相對應(yīng)。1101000101☆畫出實現(xiàn)F的卡諾圖。1111100000XXXXXX變量數(shù)大于地址數(shù)要進(jìn)行降維，Q0作記圖變量。XXX10將降維卡諾圖與8選1數(shù)據(jù)選擇器卡諾圖相比較得出：D0~D3=1D5=0D4,D6,D7=Q0令：Q3Q2Q1=A3A2A1例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號1101000101，119

計數(shù)器在0110~1111之間循環(huán)計數(shù)，F(xiàn)循環(huán)輸出1101000101序列信號。01Q3Q2Q1Q0D3D2D1D074161CTTCTPCPCO011011010123ENMUXY45672F☆最后畫出邏輯電路圖。D0~D3=1D5=0D4,D6,D7=Q0令：Q3Q2Q1=A3A2A1先用74161反饋置數(shù)法設(shè)計M10計數(shù)器。計數(shù)器在0110~1111之間循環(huán)計數(shù)，F(xiàn)循環(huán)10例：設(shè)計F1=110101,110101┄F2=010110,010110┄兩組序列信號。要求用7490（8421BCD計數(shù)）及3－8譯碼器和必要的門電路實現(xiàn)。解：先用7490設(shè)計一個M6計數(shù)器。（采用反饋置0法）☆令計數(shù)器每一個狀態(tài)與一位序列信號相對應(yīng)?！钣捎?－8譯碼器是最小項譯碼器所以要寫出F1、F2最小項之和表達(dá)式。Q2Q1Q0000001010011100101110F1F2010110111001例：設(shè)計F1=110101,110101┄F2=01011011★用與非門實現(xiàn)&Q0Q1Q2Q3S9AS9BR0AR0B7490CP0CP1&F1F2121012345670&★用與非門實現(xiàn)&Q0Q1Q2Q3S9AS9BR0AR0B12★

如果要求用與門實現(xiàn)能不能直接在F1、F2的基礎(chǔ)上再加一個非門？★用最大項之積表示：★如果要求用與門實現(xiàn)能不能直接在F1、F2的基礎(chǔ)上再加一個13作業(yè)P27826、27、28、29。作業(yè)P27826、27、28、29。14練習(xí)題：設(shè)計：F1=01101001,01101001┄F2=00010111,00010111┄計數(shù)型序列信號發(fā)生器。1、要求用7490（5421BCD計數(shù)）及3－8譯碼器和必要的門電路實現(xiàn)。2、寫出設(shè)計過程，畫出邏輯電路圖。練習(xí)題：設(shè)計：F1=01101001,01101001┄F215第五節(jié)序列信號發(fā)生器什么是序列信號？

序列信號是把一組0、1數(shù)碼按一定規(guī)則順序排列的串行信號，可以做同步信號、地址碼、數(shù)據(jù)等，也可以做控制信號。這一節(jié)非常重要，是中規(guī)模集成電路的綜合運(yùn)用。一、移存型序列信號發(fā)生器1、移存型序列信號發(fā)生器的原理

移存型序列信號發(fā)生器由兩部分組成：☆移位寄存器☆組合電路組合電路的輸出做移位寄存器的輸入，也是反饋電路，只要有反饋，寄存器就可以計數(shù)?！钜?guī)定了起始狀態(tài)為110。&DQSR3DQSR2DQSR1CP第五節(jié)序列信號發(fā)生器什么是序列信號？序列16★

特征方程從特征方程中可以看出：滿足移存規(guī)律（第一級除外）Q3Q2Q1Q3n+1Q2n+1Q1n+1110★

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表001100000001011110000001011110100輸出是每5位循環(huán)一次，循環(huán)長度M=5。Q3=11000,11000,┄Q2=10001,10001,┄Q1=00011,00011,┄★

三個輸出序列是一樣的，都由三個0兩個1組成。只是起始狀態(tài)不一樣，只要循環(huán)起來，分不清起始狀態(tài)。由特征方程計算次態(tài)值。DQSR3DQSR2DQSR1&CP★特征方程從特征方程中可以看出：滿足移存規(guī)律17在移位寄存器的基礎(chǔ)上加反饋網(wǎng)絡(luò)形成移存型序列信號發(fā)生器。先設(shè)計移位寄存器，再設(shè)計反饋網(wǎng)絡(luò)。例：設(shè)計00011101，00011101，┄序列信號發(fā)生器。

解：依題意可知，循環(huán)長度M=8,需要寄存器的位數(shù)n=3,因此按三位一組劃分序列信號，組成8個狀態(tài)循環(huán)。0001110100011101Q2Q1Q0000001011111110101010100★滿足移存規(guī)律★滿足計數(shù)規(guī)律構(gòu)成循環(huán)每次左移一位狀態(tài)劃分：2、移存型序列信號發(fā)生器的設(shè)計在移位寄存器的基礎(chǔ)上加反饋網(wǎng)絡(luò)形成移存型序列信18Q2Q1Q0000001011111110101010100Q2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+1000001010011100101110111001011100111000010101110用直接觀察法從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表得出：[Q0]CP↑[Q1]CP↑滿足移存規(guī)律只要設(shè)計第一級激勵輸入即可。選用74195做移位寄存器用4選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)J=/K。1111000010D0=1D2=0狀態(tài)表：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：變量數(shù)大于地址數(shù)要降維。令：★列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2Q1Q000000101111111010101010019根據(jù)：D0=1D2=0畫出用74195和4選1組成的序列信號產(chǎn)生器電路圖。

反過來從已知電路要會分析出其響應(yīng)序列。J/KQ0Q1Q2YXX000111100111110Q011111/Q000011/Q011101000010Q0000010000001

序列信號可以從任意一路輸出，只不過起始狀態(tài)不同而已。010123ENMUXY101D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3741951CP根據(jù)：D0=1D2=0畫出用74195和4選120解：循環(huán)長度M=8,23＝8，取n=3,用三位寄存器實現(xiàn)。一、狀態(tài)劃分（按三位一組劃分狀態(tài)）000011110000111Q2Q1Q0000000001011111111110100000有兩組狀態(tài)均為000有兩組狀態(tài)均為111不滿足寄存規(guī)律，三位寄存器不能實現(xiàn)這樣的序列。所以要增加寄存器位數(shù)。取n=4,重新進(jìn)行狀態(tài)劃分。例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號為00001111，00001111，┄的序列信號產(chǎn)生器。解：循環(huán)長度M=8,23＝8，取n=3,用三位寄存器實現(xiàn)。一21000011110000111Q3Q2Q1Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+10000000100110111111111101100

100000010011011111111110110010000000從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表中得出：111X10000XXXXXXX扭環(huán)計數(shù)器滿足移存規(guī)律，選用74195作移位寄存器。1CP74195D2D0D1D3Q2Q0Q1Q3000011110000111Q22

移存型序列信號發(fā)生器只能產(chǎn)生一組序列信號，如果要同時產(chǎn)生多組序列信號，可以采用計數(shù)型序列信號發(fā)生器。

計數(shù)型序列信號發(fā)生器是在計數(shù)器的基礎(chǔ)上加適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。要實現(xiàn)序列長度為M的序列信號發(fā)生器，其設(shè)計步驟為：★

先設(shè)計一個計數(shù)模置為M的計數(shù)器?！?/p>

再令計數(shù)器每一個狀態(tài)輸出符合序列信號要求?！?/p>

根據(jù)計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系和序列信號要求設(shè)計輸出組合網(wǎng)絡(luò)。二、計數(shù)型序列信號發(fā)生器移存型序列信號發(fā)生器只能產(chǎn)生一組序列信號，如果23

例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號1101000101，1101000101，┄的計數(shù)型序列信號發(fā)生器電路。要求用74161和8選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。解：先用74161反饋置數(shù)法設(shè)計M10計數(shù)器。Q3Q2Q1Q0F0110011110001000101010111100110111101111☆令計數(shù)器每一個狀態(tài)與一位序列信號相對應(yīng)。1101000101☆畫出實現(xiàn)F的卡諾圖。1111100000XXXXXX變量數(shù)大于地址數(shù)要進(jìn)行降維，Q0作記圖變量。XXX10將降維卡諾圖與8選1數(shù)據(jù)選擇器卡諾圖相比較得出：D0~D3=1D5=0D4,D6,D7=Q0令：Q3Q2Q1=A3A2A1例：設(shè)計產(chǎn)生序列信號1101000101，1124

計數(shù)器在0110~1111之間循環(huán)計數(shù)，F(xiàn)循環(huán)輸出1101000101序列信號。01Q3Q2Q1Q0D3D2D1D074161CTTCTPCPCO011011010123ENMUXY