計數(shù)器設(shè)計補充ppt課件(已修改)
2025-01-29 10:06 本頁面
【正文】 2022/2/11 1 同步時序邏輯電路設(shè)計的一般步驟 設(shè)計要求 原始狀態(tài)圖 (狀態(tài)表 ) 最簡狀態(tài)圖 (狀態(tài)表 ) 狀態(tài)編碼 輸出方程 驅(qū)動方程 邏輯電路圖 狀 態(tài) 簡 化 狀 態(tài) 分 配 觸 發(fā) 器 選 型 自 啟 動 檢 查 邏輯抽象 一、設(shè)計同步時序邏輯電路，一般按以下步驟： (1)邏輯抽象 ，建立 原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 /表。 這一步是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵。通常要確定 輸入變量 、 輸出變量 、 狀態(tài) 數(shù) ，并定義它們的含義，將狀態(tài)順序編號，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或表。 2022/2/11 2 (2)狀態(tài)化簡，消除多余狀態(tài)，得到最小狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 /表。 (3)狀態(tài)分配 (狀態(tài)編碼 )，畫出編碼后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 /表。 因為時序邏輯電路的狀態(tài)是用 觸發(fā)器狀態(tài) 的不同組合來表示的。 所以，這一步所做的工作就是要確定觸發(fā)器的個數(shù) n，并給每個 狀態(tài)分配一組二值代碼。其中 n為滿足公式 n≥log2N(N為狀態(tài)數(shù) ) 的最小整數(shù)。 (4)選定觸發(fā)器的類型，求出電路的 輸出方程 ， 驅(qū)動方程 。 (5)根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖。 (6)檢查設(shè)計的電路能否自啟動。 如果電路不能自啟動，應(yīng)修改設(shè)計或加置初態(tài)。 2022/2/11 3 例：設(shè)計一個自動報紙銷售機 設(shè)計 — 個簡單的數(shù)字電路用于電子的報紙售賣機的投幣器。 ?假設(shè)報紙價格為 。 ?投幣器只能接受 5角和 1元的硬幣。 ?必須提供適當(dāng)數(shù)目的零錢，投幣器不找錢。 ?合法的硬幣組合包括 1個 5角的硬幣和 1個 1元 的硬幣， 3個 5角的硬幣 ,1個 1元硬幣和 1個 5角的硬幣 ， 2個 1元的硬幣是合法的 ，但是投幣器不找錢。 ?當(dāng)投幣滿足時， 送出一份報紙 2022/2/11 4 解 :(1)邏輯抽象，建立原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 ① 分析題意， 確定輸入、 輸出變量。 輸入 ：所投硬幣， AB表示； 00：沒有投幣； 01：一個 5角；10：一個 1元的硬幣時。 輸出 ： Y表示； 0：不出報紙； 1：出一份報紙。 ② 確定狀態(tài)。 首先確定有多少種信息需要記憶， 然后對每一種需要記憶的信息設(shè)置一個狀態(tài)并用字母表示。 狀態(tài) ： s0＝ 0； s1＝ 5角； s2＝ 1元； s3＝ ； s4=。 此外輸入信號還有時鐘信號 clk及復(fù)位信號 reset 2022/2/11 5 ③ 確定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系， 畫出原始狀態(tài)圖， 列出原始狀態(tài)表。 01/0 01/0 10/0 (a) 原始狀態(tài)圖 S 4 S 3 00/0 S 0 S 1 S 2 AB/Y S 00/0 00/0 01/1 10/0 10/1 狀態(tài) ： s0＝ 0； s1＝ 5角； s2＝ 1元； s3＝ ； s4=。 等價狀態(tài) ：凡是在 輸入相同 時 ， 輸出相同 、 要轉(zhuǎn)換到的 次態(tài)也相同 的狀態(tài) ， 稱為等價狀態(tài) 。 等價狀態(tài)可以合并 。 10/0 01/0 00/0 00/0 2022/2/11 6 (2)狀態(tài)化簡 在完全描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移表中，兩個狀態(tài)如果“等價”，則這兩個狀態(tài)可以合并為一個狀態(tài)。兩個狀態(tài)等價的條件是： (1) 在所有輸入條件下，兩個狀態(tài)對應(yīng)輸出完全相同； (2) 在所有輸入條件下，兩個狀態(tài) 轉(zhuǎn)移效果 完全相同。 對 轉(zhuǎn)移效果 的理解： (1) 在所有輸入條件下，兩個狀態(tài)的次態(tài)完全相同。 (2) 在有些輸入條件下次態(tài)不相同 ， 例如： S1→ S3， S2 → S4，則要繼續(xù)比較 S3和 S4兩個狀態(tài) ， 若等價 ， 則 S1和 S2的狀態(tài)轉(zhuǎn)移效果相同；否則不同 。 稱 [S3， S4]是 S1和 S2的等價 隱含條件 。 (3) 在有些輸入條件下 ， S1和 S2狀態(tài)對與 S3和 S4狀態(tài)對互為隱含條件 ， 則 S1和 S2等價 ， S3和 S4也等價 。 2022/2/11 7 S1 S2 S3
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