典型同步时序电路.docxVIP

典型同步时序电路 设计举例 一、 计数器 工作原理:计加到计数器上的CP脉冲的上升边沿( )或下降边沿( )的个数 例1 : 试设计一个两位的二进制减法计数器.由输入X控制,X=0,状态不变,X=1,在CP的作用下 作减法计数当产生借位时,计数器借位位Z=1,其 它情况Z=0. 1、做状态图 . 0/0  1/0 00 01 0/0 0/0 1/1 11  1/0 1/0 10  0/0 2、做状态表 X Q2 X Q2n Q n Q n+1 Q n+1 Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 2 1 2 1 3、化简 Q n+1 n n Q n+1 . 2 Q2 Q1 Q1 Q n Q n X 00 01 11 10 2 1 X 00 01 11 10 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 n+1 n n n nQ2 =XQ1 Q n+1 n n n n n n n n n+XQ2 =XQ1 n n n n n n n=XQ1 n n Q1 =XQ1 +XQ1 nn+1 n n n n+1 n n Q QZ n n 2 Q Q . X 00 01 11 10 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 n nZ= XQ1 n n 4、选用T触发器 因T触发器的特征方程为: Qn+1=T Qn 所以: T2=XQ n T =X 2 1 1 5、电路图 . X T Q1 Q1 CP  T Q2 Q2  Z 例2 : 试设计一个三进制可逆计数器.当X=0时,作加法计数;当X=1时作减法计数.在计数时产生 . 进位或借位输出Z=1,否则Z=0 . 0/0 00 01 1/0 1/1 1/0 0/1 0/0 10 X X Q2n Q n 2 1 Q2n+1 Q1n+1 Z 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 d d d 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 d d d Q n+1 n n  Q n+1 Qn+1=JQn+KQn n n 2 Q2 Q1 Q1 Q2 Q1 . X 00 01 11 10 X 00 01 11 10 0 0 1 d 0 1 1 0 d 0 0 1 0 d 0 1 0 0 d 1 n+1 n nn+1 n nQ2 =XQ1 Q2 + Q1 n+1 n n n+1 n n XQ n Q n XQ nQ n 1 2 XQ2 Q1 n nn n=( X Q1 )Q2 =(X Q2 n n n n J2=X Q n K =1 J =X Q n K =1 2 1 2 1 2 1 Q QZ n Q Q 2 1 X 00 01 11 10 . 0 0 1 1 0 d 1 0 d 0 Z=XQ2nQ1n+XQ2n=XQ2nQ1n XQ2n 讨论能否自启动.即检查没用到的状态“ 11 ” X Q2n Q1n Q2n+1 Q1n+1 Z 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 可见电路可以自启动,但有一次错误输出.这可以 通过修改输出方程来解决. . 即在圈输出方程的卡诺图时不把“ d ”作为“ 1” 来圈.这样: n n n nZ=XQ2 Q1 n n n n 可见经修改后的输出方程已无错误输出.另外还 可以在电路中增加开机复位电路避免进入“ 11” 状态. . . X =1 J Q1  Z =1 J Q2 K Q1  K Q2 R  VCC RD RD R C CP 二、 寄存器 寄存器用于存储一组二值代码.其分为基本寄存器 、移位寄存器(单向或双向). 例1: 试设计一个三位串行输入,串行输出的移位寄存器.输入信号由低位到高位依次进行,输入端为X,输出为组成寄存器的触发器的最高位. 根据以上要求可直接作出该寄存器的状态图和 状态表. Q3 Q2 Q1 X Q cp . 0/ . 000  1/ 001  1/ 0/ 010 011 1/ 0/  0/ 1/ 1/ 0/ 1/ 111 0/ 110 1/ 101 0/ 1/ 0/ 100 Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 3 2 1 . Q3n Q2n Q1n X=0 X=1 3 2 1 0 0 0 000 001 0 0 1 010 011 0 1 0 100 101 0 1 1 110 111 1 0 0 000 001 1 0 1 010 011 1 1 0 100 101 1 1