數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)6時(shí)序邏輯電路

第六章時(shí)序邏輯電路§6.1概述§6.2時(shí)序邏輯電路的分析方法§6.4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法§6.3若干常用的時(shí)序邏輯電路§6.5時(shí)序邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象*§6.6用Multisim7分析時(shí)序邏輯電路內(nèi)容提要

本章系統(tǒng)講授時(shí)序邏輯電路的工作原理和分析方法、設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)內(nèi)容有：

1、時(shí)序邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)，以及邏輯功能的描述方法；2、同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法；3、常用中規(guī)模集成時(shí)序邏輯電路器件的應(yīng)用。時(shí)序電路的特點(diǎn)：具有記憶功能。在數(shù)字電路中，凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時(shí)刻的輸入，而且還和電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)者，都叫做時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路。組合邏輯電路存儲(chǔ)電路............XQYZ時(shí)序電路的基本單元：觸發(fā)器。§6.1概述一、時(shí)序邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)X:時(shí)序邏輯電路的輸入信號(hào)Q:存儲(chǔ)電路的輸出信號(hào)Y:時(shí)序邏輯電路的輸出信號(hào)Z:存儲(chǔ)電路的輸入信號(hào)輸出方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程組合邏輯電路存儲(chǔ)電路............XQYZ二、時(shí)序邏輯電路的分類電路中所有觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端接同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源。電路中沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖源。同步時(shí)序邏輯電路異步時(shí)序邏輯電路因此各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一。

有的觸發(fā)器直接受輸入計(jì)數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為自己的時(shí)鐘脈沖，

各觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)幾乎是同時(shí)的。Mealy型時(shí)序邏輯電路：Moore型時(shí)序邏輯電路：■根據(jù)輸出信號(hào)的特點(diǎn)分為：■根據(jù)存儲(chǔ)電路中觸發(fā)器的時(shí)鐘控制情況分為：輸出與輸入變量無(wú)關(guān)輸出與輸入變量有關(guān)

■由于時(shí)序電路工作時(shí)是在電路的有限個(gè)狀態(tài)間按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換的，故在現(xiàn)代數(shù)字電路中時(shí)序電路又稱為狀態(tài)機(jī)（StateMachine簡(jiǎn)稱SM）或算法狀態(tài)機(jī)（AlgorithmicStateMachine簡(jiǎn)稱ASM）?！?.2時(shí)序邏輯電路的分析方法一、分析步驟：1.寫三大方程；3.確定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。6.2.1同步時(shí)序邏輯電路的分析方法2.根據(jù)三大方程描述時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或時(shí)序圖；驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程輸出方程例6.2.1

試分析圖6.2.1時(shí)序邏輯電路的邏輯功能，寫出它的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程。FF1、FF2和FF3是三個(gè)主從結(jié)構(gòu)的TTL觸發(fā)器，下降沿動(dòng)作，輸入端懸空時(shí)和邏輯狀態(tài)1等效。圖6.2.1例6.2.1的時(shí)序邏輯電路解：（1）寫各驅(qū)動(dòng)方程式C11J1KQ1Q1FF1C11J1KQ2Q2FF2C11J1KQ3Q3FF3&&&1CLKY（2）寫各狀態(tài)方程式（3）寫輸出方程至此，我們寫出了三大方程，但是，我們并不清楚這個(gè)電路的作用！6.2.2時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)機(jī)流程圖和時(shí)序圖一、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表就是一個(gè)特殊的真值表，它記錄的是在當(dāng)前時(shí)刻的輸入與當(dāng)前狀態(tài)下，當(dāng)前的輸出情況與下一時(shí)刻的狀態(tài)變化情況。次態(tài)/輸出輸入現(xiàn)態(tài)XQQ*/Z二、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖反映時(shí)序邏輯電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律及輸入輸出的取值關(guān)系的圖形。Q1Q0X/Z00010/01/11/00/1例6.2.2試列出圖6.2.1所示電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。Q3Q2Q1Q3*Q2*Q1*Y00000100100100010011100101110111011010001010110000010001缺少111為初態(tài)的情況CLKQ3Q2Q1Y00000010010001101000101011011111狀態(tài)方程輸出方程7進(jìn)制計(jì)數(shù)器其中Q3Q2Q1為計(jì)數(shù)狀態(tài)，Y為進(jìn)位我們可以把狀態(tài)轉(zhuǎn)換表表示為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的形式CLKQ3Q2Q1Y0000010010201003011041000510106110101111000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程輸出方程輸入輸出狀態(tài)時(shí)鐘脈沖CLK例6.2.3分析圖6.2.3所示電路的邏輯功能。如何寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或圖？AQ2Q1Q2*Q1*Y000010001010011100110001100111111100110010101000AQ2Q10100011110Q2*Q1*/Y01/010/011/000/111/100/001/010/0

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖A=0加法計(jì)數(shù)器AQ2Q10100011110Q2*Q1*/Y01/010/011/000/111/100/001/010/0A=1減法計(jì)數(shù)器電路的邏輯功能:2位二進(jìn)制加減可逆計(jì)數(shù)器。三、狀態(tài)機(jī)流程圖（SM圖）SM圖中使用的圖形符號(hào)有三種：輸出列表（或操作）狀態(tài)名稱狀態(tài)編碼條件01條件輸出列表圖6.2.5SM圖中使用的三種圖形符號(hào)(a)狀態(tài)框(b)判斷框(c)條件輸出框SM圖采用類似于編寫計(jì)算機(jī)程序時(shí)使用的程序流程圖的形式，表示在一系列時(shí)鐘脈沖作用下時(shí)序電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的流程以及每個(gè)狀態(tài)下的輸入和輸出。圖6.2.6SM模塊舉例Y1,Y2S1001A01Y3B01Y4123圖6.2.3電路的SM圖如圖6.2.7所示。

CLKQ3Q2Q1Y0000010010201003011041000510106110101111CLKQ3Q2Q1Yttttt01234567假設(shè)初始狀態(tài)為000在輸入信號(hào)和時(shí)鐘脈沖序列作用下，電路狀態(tài)、輸出狀態(tài)隨時(shí)間變化的波形圖叫做時(shí)序圖。四、時(shí)序圖*6.2.3異步時(shí)序邏輯電路的分析方法1、寫三大方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程輸出方程例6.2.4分析圖6.2.10所示電路的邏輯功能。2.分析其功能CP0Q3Q2Q1Q0C設(shè)初態(tài)為0000作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可以看出這是一個(gè)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器！3.檢驗(yàn)其能否自動(dòng)啟動(dòng)？什么叫“自動(dòng)啟動(dòng)”?

四個(gè)觸發(fā)器本應(yīng)有十六個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，可上圖電路的狀態(tài)圖中只有十個(gè)狀態(tài)。如果由于某種原因進(jìn)入了其余的六個(gè)狀態(tài)當(dāng)中的任一個(gè)狀態(tài)，若電路能夠自動(dòng)返回到計(jì)數(shù)鏈(即有效循環(huán))，人們就稱其為能自動(dòng)啟動(dòng)?！?.3若干常用的時(shí)序邏輯電路6.3.1寄存器和移位寄存器

寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，它用來(lái)暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或指令。由于一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)1位信息，n個(gè)觸發(fā)器就可以構(gòu)成一個(gè)n位的寄存器。一、寄存器011010110110101111011011并行輸入并行輸出01101011011010110110101111011011110110118位寄存器4位D鎖存器74LS75D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3CPACPB并行輸入并行輸出圖6.3.174LS75的邏輯圖4位寄存器74HC175D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3CPRd圖6.3.274HC175的邏輯圖CC4076：三態(tài)輸出的4位寄存器異步清0端選通端置數(shù)/保持端1）LDA+LDB=1時(shí)：電路裝入數(shù)據(jù)；2）LDA+LDB=0時(shí)：電路保持狀態(tài)；3）ENA=ENB=0時(shí)：Q端數(shù)據(jù)輸出；ENA+ENB=1時(shí)：輸出處于高阻態(tài)；二、移位寄存器

所謂“移位”，寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)

就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在移位脈沖的作用下，

依次向左或向右移動(dòng)。

根據(jù)移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器和雙向移位寄存器三種：

根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入－輸出方式，又可將它分為下述四種電路結(jié)構(gòu)：

串行輸入－串行輸出

串行輸入－并行輸出

并行輸入－串行輸出

并行輸入－并行輸出FFFFFFFF串入－串出輸入輸出輸入串入－并出FFFFFFFF一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端輸出一個(gè)輸入端，多個(gè)輸出端并入－串出FFFFFFFF輸入輸出并入－并出FFFFFFFF輸入輸出多個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端多個(gè)輸入端，多個(gè)輸出端QQDQQDQQDQQDRDCLR移位脈沖CPDI串行輸出3210清零脈沖1.四位串入-

串出的左移寄存器D0

＝DID1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2DI串行輸出移位脈沖CP串行輸入RDCLR清零脈沖并行輸出DOQ3Q2Q1Q0D3D2D1D0QQDQQDQQDQQD移位脈沖CP串行輸出3210D3

＝Q2

D2＝Q1D1＝Q0D0＝DI設(shè)初態(tài)Q3Q2Q1Q0

＝000000000001

0011011011010001

0011011011011010DI（1101）工作原理：經(jīng)過(guò)4個(gè)移位脈沖后，串行輸入的數(shù)據(jù)，并行輸出。Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0QQDQQDQQDQQD移位脈沖CP串行輸出3210D3

＝Q2

D2＝Q1D1＝Q0D0＝DI設(shè)初態(tài)Q3Q2Q1Q0

＝000011011010

0100100000001010

0100100000000000DI（1101）經(jīng)過(guò)8個(gè)移位脈沖后，串行輸入的數(shù)據(jù)從Q3端串行輸出。CPQDQQ3DQDQD移位脈沖串行輸出Q1Q2Q02.四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝DID0＝Q1DI串行輸入串行輸出四位串入-

串出的左移寄存器串行輸出串行輸出QQDQQDQQDQQDRDCLR移位脈沖CPDI3210清零脈沖D0

＝DID1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2DI移位脈沖CP串行輸入RDCLR清零脈沖并行輸出在同一電路中，如何實(shí)現(xiàn)既能左移，又能右移?提示：左移、右移有乘法和除法的功能！3.雙向移位寄存器的構(gòu)成：設(shè)置控制端

S，S＝0時(shí)，左移；S＝1時(shí)，右移。左移寄存器：D0

＝

DILD1

＝

Q0D2

＝

Q1D3

＝

Q2右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝DIRD0＝Q1D0=SDIL

＋SQ1

D2=SQ1

＋SQ3

D3=SQ2

＋SDIR

D1=SQ0

＋SQ2

具體電路：D0=SDIL

＋SQ1

D2=SQ1

＋SQ3

D3=SQ2

＋SDIR

D1=SQ0

＋SQ2

QQDQQDQQDQQDCP32101&&1&&1&&1&&SDIRDIL集成寄存器74LS194A74LS194A是多功能移位寄存器右移串行輸入左移串行輸入并行置數(shù)輸入端VCCQ0Q1Q2Q3S1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARD0D1D2D3DIRDILRDGND74LS194控制端圖6.3.6雙向移位寄存器74LS194A74LS194的工作原理清零,Q3Q2Q1Q0=0000;CP0=CP1=CP2=CP3=以FF1為例說(shuō)明（CP=時(shí)）（1）RD=0時(shí)：（2）RD=1時(shí)：由邏輯圖可知：1）S1=S0=0時(shí)：保持；3）S1=1，S0=0時(shí)：左移；2）S1=0，S0=1時(shí)：右移；4）S1=S0=1時(shí)：并行置數(shù)。0111100011011異步清零保持右移(從Q0向右移動(dòng))左移(從Q3向左移動(dòng))并行置數(shù)XXXRDCPS1S0功能74LS194A雙向移位寄存器D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCPS1S0DIRDIL1、用2片74LS194A設(shè)計(jì)8位雙向移位寄存器74LS194A雙向移位寄存器D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCPS1S0DIRDILQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7DIRDILQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D4D5D6D7D0D1D2D3DIRDIL其余的線，同學(xué)們自己完成！74LS194A雙向移位寄存器D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCPS1S0DIRDIL集成寄存器74LS194的應(yīng)用舉例D6D5D4D3D2D1D0并行輸入串行輸出數(shù)據(jù)傳送方式變換電路(1)因?yàn)橛?位并行輸入，故需使用兩片74LS194；(2)用最高位QD2作為它的串行輸出端。2、數(shù)據(jù)傳送方式變換電路

具體電路&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2A1B1C1D1A2B2C2D2D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP啟動(dòng)脈沖移位脈沖&G2串行輸出并行輸入74LS194(1)74LS194(2)DIRDIRS1S0=01右移，S1S0=11并行輸入例6.3.1

試分析圖6.3.8電路的邏輯功能，并指出在圖6.3.9所示的時(shí)鐘信號(hào)及S1、S0作用下t4時(shí)刻以后，輸出Y與輸入M、N在數(shù)值上的關(guān)系。1）主體電路：兩片74283構(gòu)成的8位并行加法器；Y=y7y6y5y4y3y2y1y0=A+B=A7A6A5A4A3A2A1A0+B7B6B5B4B3B2B1B02）兩片74LS194構(gòu)成的8位移位寄存器，產(chǎn)生加數(shù)A=A7A6A5A4A3A2A1A0

；3）兩片74LS194構(gòu)成的8位移位寄存器，產(chǎn)生加數(shù)B=B7B6B5B4B3B2B1B0。t1時(shí)刻:S1=S0=1,74LS194處于并行輸入狀態(tài)，M和N分別存入兩個(gè)8位移位寄存器；t2時(shí)刻:M和N同時(shí)右移一位，相當(dāng)于兩數(shù)各乘2；到t4時(shí)刻:M又右移了兩位，相當(dāng)于M又乘4；Y=M×8+N×26.3.２計(jì)數(shù)器1.計(jì)數(shù)器的功能2.計(jì)數(shù)器的分類異步計(jì)數(shù)器和同步計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、格雷碼計(jì)數(shù)器等。

記憶時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)；用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。按工作方式分：按數(shù)字增減分：按計(jì)數(shù)器中數(shù)字的編碼方式：按計(jì)數(shù)容量(或稱模數(shù))分：十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、同步計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器同步N進(jìn)制計(jì)數(shù)器1、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器圖6.3.10用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CPQ3Q2Q1Q0C012345678910000000010010001101000101011001111000001101000000000000CPQ3Q2Q1Q0C111213141516101111001101111011110000000010表6.3.3圖6.3.10電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表圖6.3.12圖6.3.10電路的時(shí)序圖圖6.3.11圖6.3.10電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖分頻器74161圖6.3.134位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161的邏輯圖同步置數(shù)，異步清零。D3、D2、D1、D0:預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端；EP、ET:計(jì)數(shù)使能端；CP:脈沖輸入端；C:進(jìn)位輸出端RD:異步清零端；LD:同步預(yù)置數(shù)端；功能及原理：（1）異步清零：（2）同步置數(shù)：J0=D0K0=D0K3=D3J3=D3K2=D2J2=D2K1=D1J1=D1（3）保持：J=K=0,保持。RD=0時(shí)，Q0=

Q1=

Q2=

Q3=0;RD=1，LD=0時(shí),RD=LD=1，EPET=0時(shí),（4）計(jì)數(shù)：J0=

K0=1J1=

K1=

Q0J2=

K2=

Q0Q1J3=

K3=

Q0Q1Q2此時(shí)，電路為四位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器。RD=LD=1，EP=

ET=1時(shí),74161的功能表：清零RD預(yù)置LD使能EPET時(shí)鐘CP預(yù)置數(shù)輸入D0D1D2D3輸出Q0Q1Q2Q3LHHHHXLHHHXXXXLXXLHHXXXXXXXABCDXXXXXXXXXXXXLLLLABCD保持保持計(jì)數(shù)ETEPCD0D1D2D3Q1Q2Q3Q0LDRD74LS161CP16151413121110123456789QAQDQDQCQBQAQBQCVCCTETPEPCPAABBCCDDCLRLOADRC串行進(jìn)位輸出允許GND時(shí)鐘清除輸出數(shù)據(jù)輸入置入74LS16174LS161引腳圖：2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器圖6.3.15用T觸發(fā)器接成的同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器CPQ3Q2Q1Q0B012345678900001111111011011100101110101001100001111000000000CPQ3Q2Q1Q0C1011121314151601100101010000110010000100000000000圖6.3.15電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表3、同步二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器圖6.3.16單時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS191CPISLDU/D工作狀態(tài)X11X保持XX0X預(yù)置數(shù)010加法計(jì)數(shù)011減法計(jì)數(shù)使能控制端異步預(yù)置數(shù)控制端圖6.3.17同步十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS191的時(shí)序圖110111010圖6.3.18雙時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS193異步預(yù)置數(shù)控制端異步置零端一、同步計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器同步N進(jìn)制計(jì)數(shù)器1、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器圖6.3.19同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路1100000001110000圖6.3.20圖6.3.19電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖74160同步置數(shù)，異步清零。圖6.3.212、同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器圖6.3.22同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路000011111000111100圖6.3.23圖6.3.22電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3、同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器圖6.3.24單時(shí)鐘同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS190的邏輯圖CPISLDU/D工作狀態(tài)X11X保持XX0X預(yù)置數(shù)010加法計(jì)數(shù)011減法計(jì)數(shù)異步置數(shù)二、異步計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器異步N進(jìn)制計(jì)數(shù)器1、異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器3位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器Q2Q1Q0C00000101001110010111011100000001

異步加法計(jì)數(shù)器采取從低位到高位逐位進(jìn)位的方式工作,各個(gè)觸發(fā)器不同步觸發(fā)。選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示,3個(gè)觸發(fā)器都應(yīng)接成T＇觸發(fā)器。3個(gè)JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時(shí)就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有下降沿。異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器圖6.3.25下降沿動(dòng)作的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器圖6.3.26圖6.3.25電路的時(shí)序圖0

0

01

1

1問(wèn)題：如何用上升沿觸發(fā)的T’觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制加法器？異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器3位二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器Q2Q1Q0B00011111010110001101000110000000選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示,3個(gè)觸發(fā)器都應(yīng)接成T＇觸發(fā)器。3個(gè)JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時(shí)就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有下降沿。圖6.3.27下降沿動(dòng)作的異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器圖6.3.28圖6.3.27電路的時(shí)序圖二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器級(jí)間連接規(guī)律計(jì)數(shù)脈沖輸入到最低位觸發(fā)器的CP端。2、異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖6.3.29異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的典型電路異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

在4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上修改得到，使計(jì)數(shù)過(guò)程跳過(guò)1010到1111這六個(gè)狀態(tài)。011101002、異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖6.3.29異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的典型電路異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

在4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上修改得到，使計(jì)數(shù)過(guò)程跳過(guò)1010到1111這六個(gè)狀態(tài)。100011002、異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖6.3.29異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的典型電路異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

在4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上修改得到，使計(jì)數(shù)過(guò)程跳過(guò)1010到1111這六個(gè)狀態(tài)。01001000圖6.3.30圖6.3.29電路的時(shí)序圖Q3Q2Q1Q00000000100100011010001010110011110001001集成異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器-74LS290圖6.3.31二－五－十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290的邏輯圖R01~R02:S91~S92:清0輸入端；置9輸入端；時(shí)鐘脈沖輸入端；CP0、CP1:Q0~Q3:計(jì)數(shù)器輸出端。74LS290：異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步置數(shù)，異步清零。

結(jié)構(gòu)：74LS290內(nèi)部含有兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)電路由1個(gè)1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和1個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。又稱二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。模2計(jì)數(shù)器：CP0為計(jì)數(shù)脈沖輸入，Q0為輸出；模5計(jì)數(shù)器：CP1為計(jì)數(shù)脈沖輸入，Q3~Q1為輸出；8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：CP0為計(jì)數(shù)脈沖輸入，CP1與Q0相連，Q3~Q0為輸出。74LS290S92R01R02S91Q1Q2Q3Q0CP0CP1CP0CPCP1Q1Q3Q2Q025Q3Q2Q1

000001010011100Q001Q3Q2Q1CP1Q0

十進(jìn)制數(shù)01010101010000000001001010010011011100100000012345678908421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：結(jié)論：上述連接方式形成BCD碼輸出。74LS290的功能表HH

LXXXLLLL(清零)HHXLXXLLLL(清零)XXHHXXHLLH(置9)LXLX0二進(jìn)制計(jì)數(shù)(Q0)LXXL0五進(jìn)制計(jì)數(shù)(Q3Q2Q1)

XL

LXQ08421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)XLXLQ15421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)復(fù)位輸入置位輸入時(shí)鐘輸出R01R02S91S92CP0CP1Q3Q2Q1Q0三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法用N進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1)M<NM進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要M個(gè)狀態(tài)，所以要跳過(guò)N-M個(gè)狀態(tài)。反饋清零法(復(fù)位法）S0SMS1SM-1SiSN-1同步清零異步清零“暫態(tài)”反饋置數(shù)法在計(jì)數(shù)循環(huán)中的任何一個(gè)狀態(tài)置入適當(dāng)?shù)臄?shù)值，從而跳過(guò)N-M個(gè)狀態(tài)，得到M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。適用于有置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器S0SiS1SN-2SN-1SN-M異步置數(shù)同步置數(shù)“暫態(tài)”(2)M>N：需多片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成。并行進(jìn)位方式：構(gòu)成同步計(jì)數(shù)器；串行進(jìn)位方式：構(gòu)成異步計(jì)數(shù)器。

各片的CP同時(shí)接計(jì)數(shù)輸入信號(hào)，低位片的進(jìn)位信號(hào)作為高位片的計(jì)數(shù)使能信號(hào)。

低位片的進(jìn)位信號(hào)或輸出信號(hào)作為高位片的計(jì)數(shù)脈沖輸入。整體反饋清零方式：M=N×N時(shí)：M為大于N的素?cái)?shù)時(shí)：

①各片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)；②在M狀態(tài)譯出異步置零信號(hào)，將各片計(jì)數(shù)器同時(shí)清零。整體反饋置數(shù)方式：①將各片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)；②在選定的某一狀態(tài)下譯出置數(shù)信號(hào)，將各片計(jì)數(shù)器同時(shí)置入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，跳過(guò)多余的狀態(tài)。1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器2、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器（1）寫出狀態(tài)SM-1的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，即求同步清零端或置數(shù)控制端信號(hào)的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。（1）寫出狀態(tài)SM的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，即求異步清零端或置數(shù)控制端信號(hào)的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。異步清零、同步置數(shù)：74LS160、74LS161；同步清零、同步置數(shù):74LS162、74LS163；異步清零、異步置數(shù):74LS193、74LS192；只具有異步置數(shù)功能：74LS190、74LS191；異步清零和異步置9功能：74LS290。M<N設(shè)計(jì)步驟M<N設(shè)計(jì)舉例例6.3.2

試用同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160接成同步六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74160的邏輯圖見(jiàn)圖6.3.21，它的功能表與74161的功能表（見(jiàn)表6.3.4）相同。74160：異步清零，同步置數(shù)。解1：反饋清零法0000000100100011010001010110譯碼產(chǎn)生異步置零信號(hào)Q3Q2Q1Q011CP＆利用一個(gè)基本RS觸發(fā)器將或暫存一下，從而保證置零信號(hào)有足夠的作用時(shí)間，使計(jì)數(shù)器能夠可靠置零。存在的問(wèn)題：置零信號(hào)持續(xù)時(shí)間極短，置零可靠性不高。置零信號(hào)的寬度與輸入計(jì)數(shù)脈沖高電平維持時(shí)間相等。11CP1解2：反饋置數(shù)法11CP＆74160：同步置數(shù)，異步清零譯碼產(chǎn)生同步置數(shù)信號(hào)000000010010001101000101Q3Q2Q1Q01000000010010001101001001C=1進(jìn)位輸出M>N設(shè)計(jì)舉例例6.3.3

試用同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160接成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。M=100=10×10，所以將兩片74160直接按并行進(jìn)位方式或串行行進(jìn)位方式連接即可。解1：并行進(jìn)位方式圖6.3.38例6.3.3電路的并行進(jìn)位方式解2：串行進(jìn)位方式低片為1001時(shí)，C=1；輸入第十個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，C由1變?yōu)?，高片計(jì)入一個(gè)脈沖。例6.3.4

試用同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160接成二十九進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解1：整體置零方式圖6.3.40例6.3.4電路的整體置零方式解2：整體置數(shù)方式圖6.3.41例6.3.4電路的整體置數(shù)方式思考題

1.用74LS161構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

2.用74LS160構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

3.試設(shè)計(jì)一個(gè)電路，同時(shí)滿足下述要求：

（1）十二進(jìn)制；

（2）狀態(tài)循環(huán)為:001000110100010101100111100011011100101110101001以QDQCQBQA

為序：四、移位寄存器型計(jì)數(shù)器1、環(huán)形計(jì)數(shù)器圖6.3.42環(huán)形計(jì)數(shù)器電路不能自啟動(dòng)！能自啟動(dòng)的環(huán)形計(jì)數(shù)器狀態(tài)利用率太低！2、扭環(huán)形計(jì)數(shù)器圖6.3.47扭環(huán)型計(jì)數(shù)器電路（約翰遜計(jì)數(shù)器）D0=f(Q0,Q1,Q2,Q3)圖6.3.48扭環(huán)形計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖不能自啟動(dòng)！能自啟動(dòng)的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器能自啟動(dòng)，有效狀態(tài)為2n個(gè)。狀態(tài)利用率提高了一倍！特點(diǎn)：電路每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一位觸發(fā)器改變狀態(tài)。*6.3.3順序脈沖發(fā)生器◆在一些數(shù)字系統(tǒng)中，有時(shí)需要系統(tǒng)按照事先規(guī)定的順序進(jìn)行一系列的操作?！暨@就要求系統(tǒng)的控制部分能給出一組在時(shí)間上有—定先后順序的脈沖信號(hào)，再用這組脈沖形成所需要的各種控制信號(hào)。◆稱產(chǎn)生這樣一組順序脈沖的電路為順序脈沖發(fā)生器。簡(jiǎn)單的順序脈沖發(fā)生器圖6.3.51用環(huán)形計(jì)數(shù)器作順序脈沖發(fā)生器

（a）電路圖（b）電壓波形圖環(huán)形計(jì)數(shù)器工作在每個(gè)狀態(tài)中只有一個(gè)1的循環(huán)狀態(tài)時(shí)就是順序脈沖發(fā)生器。用計(jì)數(shù)器和譯碼器構(gòu)成的順序脈沖發(fā)生器計(jì)數(shù)器譯碼器Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3QQQQDDDDQQQQFF0FF1FF2FF3P0P1P2P3P4P5P6P7CP＆＆＆＆＆＆＆＆P0P1P2P3P4P5P6P7Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3P4=Q0Q3P0=Q0Q3P1=Q0Q1P2=Q1Q2P3=Q2Q3P5=Q0Q1P6=Q1Q2P7=Q2Q3＆＆＆＆＆＆＆＆QQQQDDDDQQQQFF0FF1FF2FF3CP計(jì)數(shù)器D3=Q2D2=Q1D1=Q0D0=Q300001000100011001100111011101111111101110111001100110001000100000000Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3D3=Q2D2=Q1D1=Q0D0=Q300001000100011001100111011101111111101110111001100110001000100000000Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPQ0Q1Q2Q312345678CPP0P1P2P3P4P5P6P7P0=Q0Q3P1=Q0Q1P2=Q1Q2P3=Q2Q3P4=Q0Q3P5=Q0Q1P6=Q1Q2P7=Q2Q314325678用中規(guī)模集成電路構(gòu)成的順序脈沖發(fā)生器圖6.3.53*6.3.4序列信號(hào)發(fā)生器◆在數(shù)字信號(hào)的傳輸和數(shù)字系統(tǒng)的測(cè)試中，有時(shí)需要用到一組特定的串行數(shù)字信號(hào)。如：‘00010111’。◆這種特定的串行數(shù)字信號(hào)叫做序列信號(hào)。◆產(chǎn)生序列信號(hào)的電路稱為序列信號(hào)發(fā)生器。

可用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器組成的序列信號(hào)發(fā)生器，如需產(chǎn)生一個(gè)8位的序列信號(hào)00010111（時(shí)間順序?yàn)樽宰笙蛴遥?，則可用一個(gè)8進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器組成，如圖6.3.56所示。圖6.3.56§6.4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、設(shè)計(jì)步驟1.由給定的邏輯功能求出原始狀態(tài)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表；（1）確定輸入變量、輸出變量及該電路應(yīng)該包含的狀態(tài)；（2）畫出原始狀態(tài)圖；2.狀態(tài)化簡(jiǎn)；將等價(jià)的狀態(tài)進(jìn)行合并。在相同的輸入下，有相同的輸出且向同一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換6.4.1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法★基于74LS161、160等中規(guī)模電路的設(shè)計(jì)；★基于觸發(fā)器的設(shè)計(jì)?！?.狀態(tài)編碼，畫出編碼形式的狀態(tài)圖及狀態(tài)表；S0S1S2S30/01/00/01/01/11/10/00/0S0S1S20/01/00/01/01/10/0簡(jiǎn)化S2與S3等價(jià)X=0時(shí)，Z=0,次態(tài)為S0SiX/ZX=1時(shí)，Z=1,次態(tài)為S3狀態(tài)編碼：給簡(jiǎn)化的狀態(tài)圖中的每個(gè)狀態(tài)制定一個(gè)二進(jìn)制代碼。S2

和S3都有：4.確定觸發(fā)器的類型和個(gè)數(shù)；5.求電路的輸出方程、各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程；6.畫邏輯電路圖，并檢查自啟動(dòng)能力。n:觸發(fā)器的個(gè)數(shù)M:電路所包含的狀態(tài)個(gè)數(shù)圖6.4.1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程例6.4.1試設(shè)計(jì)一個(gè)帶有進(jìn)位輸出端的十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：1、邏輯抽象，畫狀態(tài)圖；00010000001000110100011110001001101010110101011011002、選擇JK觸發(fā)器，需要4個(gè)FF；3、畫次態(tài)卡諾圖0001/00010/00100/00011/00101/00110/01000/00111/00000/1xxxx/xxxxx/xxxxx/x1001/01010/01100/01011/00001111000011110Q3Q2Q1Q0圖6.4.3Q3*Q2*Q1*Q0*/C的卡諾圖4、求狀態(tài)方程和輸出方程0001111000011110Q3Q2Q1Q0000000100×××11110001111000011110Q3Q2Q1Q0001011010×××00100001111000011110Q3Q2Q1Q0010101010×××01010001111000011110Q3Q2Q1Q0100110010×××10010001111000011110Q3Q2Q1Q0000000001×××0000圖6.4.4Q3*Q2*Q1*Q0*/C的卡諾圖的分解(a)Q3*(b)Q2*(c)Q1*(d)Q0*(e)C6、畫邏輯電路圖5、求驅(qū)動(dòng)方程見(jiàn)圖6.4.5。例6.4.2設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器。對(duì)它的要求是：連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)以上的1時(shí)輸出為1，其他輸入情況輸出為0。解：1、進(jìn)行邏輯抽象，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。設(shè)輸入變量X；檢測(cè)結(jié)果為Y；沒(méi)有輸入1以前的狀態(tài)為S0；輸入一個(gè)1以后的狀態(tài)為S1；連續(xù)輸入兩個(gè)1以后的狀態(tài)為S2；連續(xù)輸入3個(gè)或3個(gè)1以上后的狀態(tài)為S3。S0S1S2S30S0/0S0/0S0/0S0/01S1/0S2/0S3/1S3/1SS*/YX化簡(jiǎn)后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖M=3，故選n=2。如取觸發(fā)器狀態(tài)Q1Q0的00、01和10分別代表S0、S1、S2，并選定JK觸發(fā)器。圖6.4.9例6.4.2電路次態(tài)/輸出（）的卡諾圖2、狀態(tài)編碼3、畫出電路的次態(tài)和輸出的卡諾圖0001111001XQ1Q000/000/0xx/x00/001/010/0xx/x10/1圖6.4.10圖6.4.9卡諾圖的分解狀態(tài)方程：Q1*=XQ1+XQ0=XQ1+XQ0（Q1+Q′1）=(XQ0)Q1′+XQ1Q0*=(XQ1′)Q0′輸出方程：J1=XQ0

，K1=X′J0=XQ1′

，K0=1Y=XQ1驅(qū)動(dòng)方程：3、求三大方程Q1*Q0*114、畫邏輯電路圖，并檢驗(yàn)該電路能否自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)例1、試設(shè)計(jì)一序列脈沖檢測(cè)器，當(dāng)連續(xù)輸入信號(hào)110時(shí)，該電路輸出為1，否則輸出為0。解：（1）畫原始狀態(tài)圖：設(shè)檢測(cè)器的輸入信號(hào)為X,輸出信號(hào)為Z由題意可知，電路應(yīng)有4個(gè)狀態(tài)：S0:

為初始狀態(tài)，表示收到的輸入為0時(shí)的電路狀態(tài)；S1:

表示收到一個(gè)1時(shí)的電路狀態(tài)；S2:

表示連續(xù)收到兩個(gè)1時(shí)的電路狀態(tài)；S3:

表示連續(xù)收到110時(shí)的電路狀態(tài)。只有當(dāng)連續(xù)輸入110時(shí)，Z=1;其他情況Z=0。畫原始狀態(tài)圖：S3S2S1S00/01/01/00/10/01/00/01/0（2）狀態(tài)化簡(jiǎn)：S0、S3是等效狀態(tài)X=0時(shí)，Z=0,次態(tài)都是S0X=1時(shí)，Z=0,次態(tài)都是S1S2S1S00/01/01/00/10/01/0（3）狀態(tài)編碼，畫出編碼形式的狀態(tài)圖及狀態(tài)表；3個(gè)狀態(tài)，可取2位二進(jìn)制代碼組合中的任意3個(gè)代碼來(lái)編碼，可見(jiàn)，需要兩個(gè)觸發(fā)器來(lái)記憶電路狀態(tài)。若取S0=00，S1=01，S2=11，則：1101000/01/01/00/10/01/0XZ010000/001/00100/011/01100/111/0（4）選擇觸發(fā)器：選JK邊沿觸發(fā)器HC76。（5）確定各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程及電路的輸出方程：X/ZQ1Q0

首先，需要根據(jù)JK觸發(fā)器的功能表，找到其驅(qū)動(dòng)表。00000011010001101001101111011110JKQ

Q*JK觸發(fā)器的功能表Q

Q*JKJK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表000X011X10X111X0牢記在心!XZ010000/001/00100/011/01100/111/0000

000

001

000

011

001

100

010

101

110

111

110

根據(jù)狀態(tài)表，得到各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表；再由驅(qū)動(dòng)表得到各驅(qū)動(dòng)信號(hào)及輸出信號(hào)的表達(dá)式。XQ1Q0

Q1*Q0*Z

J1K1J0K0

00

01

11

01

10

00（6）畫邏輯電路圖，并檢查自啟動(dòng)能力：根據(jù)驅(qū)動(dòng)表，用卡諾圖化簡(jiǎn)：J0=X,K0=XJ1=XQ0,K1=X

Z=XQ1所以：1J1kC11J1kC1＆FF0FF1＆1XCPQ0Q1Z010001111000XX01XXXQ1Q0J1J1=XQ0檢查自啟動(dòng)能力：上圖所示計(jì)數(shù)器的Q1Q0狀態(tài)變化僅含00、01、11;若電路為無(wú)效狀態(tài)10X=0,則次態(tài)為00，Z=1X=1,則次態(tài)為11，Z=0

電路能從無(wú)效狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入有效序列，所以電路有自啟動(dòng)能力。但，Z的表達(dá)式應(yīng)修正為：Z=XQ1Z=XQ1Q0

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要求三個(gè)繞組以A

補(bǔ)例2：數(shù)字控制裝置中常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有A、B、C三個(gè)繞組。再回到A的順序循環(huán)通電，ABBBCCCA試實(shí)現(xiàn)之。設(shè)計(jì)步驟如下：(1)根據(jù)任務(wù)要求，確定計(jì)數(shù)器的模數(shù)和所需的觸發(fā)器個(gè)數(shù)。

這個(gè)任務(wù)需要六個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，

因此，確定計(jì)數(shù)器的模數(shù)為6；故而所需觸發(fā)器的個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)為3

。(2)確定觸發(fā)器的類型。

最常用的觸發(fā)器有D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，在本任務(wù)中選用JK觸發(fā)器。(3)列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或轉(zhuǎn)換圖

用三個(gè)觸發(fā)器的輸出端QA、QB、QC分別控制電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組A、B、C，并以“1”表示通電，“0”表示不通電。以QCQBQA為序排列：001011010110100101ABABCBCCAQCQBQAQ*CQ*BQ*AJCKCJBKBJAKA

原狀態(tài)次態(tài)對(duì)各控制端的電平要求001011011010010110110100100101101001步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組通電激勵(lì)表(狀態(tài)表）(4)再根據(jù)所選觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表，確定各個(gè)觸發(fā)器在狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)控制端的電平要求。0X1XX00XX0X11XX00XX0X10XX00X1XX10XX0(5)寫出各個(gè)控制端的邏輯表達(dá)式JC=QAKC=QA

JB=QCKB=QC

JA=QBKA=QB

(6)畫出計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖。QCQBQA0001111001001XXXXXJCQCQCJCKCQBQBJBKBJAQAQAKARDRDSD預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)脈沖CP最后，要對(duì)未利用的狀態(tài)（約束項(xiàng)）進(jìn)行校驗(yàn)，以確定設(shè)計(jì)的電路能否自起動(dòng)。QCQBQA有兩個(gè)不會(huì)出現(xiàn)的狀態(tài)：000111校驗(yàn)111000電路不能自啟動(dòng)！

當(dāng)電路不能自起動(dòng)時(shí)，要采取措施加以解決。最簡(jiǎn)單的解決辦法是：在電路開(kāi)始工作時(shí)通過(guò)預(yù)置數(shù)將它置為有效循環(huán)中的某一狀態(tài)。如本例中置為：QCQBQA=001。

另一種解決辦法是通過(guò)修改設(shè)計(jì)過(guò)程，改變反饋邏輯結(jié)構(gòu)，使電路能自起動(dòng)（此處略）。

補(bǔ)例3：某生產(chǎn)工藝流程分九個(gè)階段，如下圖所示。假設(shè)各階段的進(jìn)入都受時(shí)鐘脈沖的控制，試設(shè)計(jì)工藝流程的控制電路(圖中畫紅線處表示各項(xiàng)工藝工作的階段)。A加熱B加壓C噴氧D吹粉工藝123456789A加熱B加壓C噴氧D吹粉工藝123456789

根據(jù)工藝流程的要求，擬采用四個(gè)觸發(fā)器，且用它們構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器。采用D功能觸發(fā)器(用邊沿觸發(fā)方式)A加熱B加壓C噴氧D吹粉工藝123456789QAQBQCQDQAQBQCQD100011000110111010101001111111010100QAQBQCQD100011000110111010101001111111010100DADBDCDD1100011011101010111111010100100110000000、0001、0010、0011、0101、0111、1011。QAQBQCQD有七個(gè)不會(huì)出現(xiàn)的狀態(tài)：D觸發(fā)器功能:Q*=D當(dāng)約束項(xiàng)處理QAQBQCQD100011000110111010101001111111010100DADBDCDD110001101110101011