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任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,或者说,还与以前的输入有关。
结构特点:有反馈回路
结构单元:触发器(这里是关于触发器的文章:)
X:外部输入信号
Z:外部输出信号
其中,组合电路主要包含门电路; 存储电路主要是触发器或者中规模时序逻辑电路。
同步时序电路:所有触发器受同一个时钟信号控制;
异步时序电路:触发器不受同一个时钟信号控制。
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摩尔型Moore电路 :输出只依赖于当前触发器状态的时序电路
米勒型Mealy电路:输出同时依赖于当前触发器状态和外部输入的时序电路
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成。
n个触发器组合在一起是n位寄存器(可以存放n位二进制代码)
在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件,数据以并行或串行的方式输入到该器件中,然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特,在输出端进行输出。
四种移位数据的输入-输出方式:
清0端:使所有输出信号先变0后要接入高电平
实现移位:
实现置数:
4位输入端:串入or并入
4位输出端:串出or并出
异步清零
先有CP沿,工作模式端
M
1
M_1
M1
M
0
M_0
M0再工作
1在
M
0
M_0
M0右移,1在
M
1
M_1
M1左移(看功能图:1在右边就右移,1在左边就左移)
!记住功能表有利于后续学习哦
级联扩展
数据传输方式转换
例如,将串行改变为并行(串行输入和并行输出)
Q
7
{Q_7}
Q7当作控制端,取非=
M
1
M_1
M1
特点:在同步计数器内部,各触发器受同一输入计数脉冲控制,各触发器状态的更新同步。
分析步骤:
1.分析电路结构
2.写出三组方程
a.各触发器激励方程
b.各触发器次态方程
c.电路的输出方程
3.做状态转移表、状态转移图或波形图
4.描述电路的逻辑功能
例子:
因为J=K=1,所以第一个触发器是T’FF
因为J=K,所以第二、三个触发器是TFF
状态转移表:
二进制同步加法计数器的结构特点:
减法计数器
以下图为例
该计数器模长=5,是任意计数器。
自启动性:
Q
3
Q_3
Q3
Q
2
Q_2
Q2
Q
1
Q_1
Q1有三位,应该有8个状态,0~4这5个状态是有效循环状态,剩下3个状态是无效状态(偏离状态)。然后对偏离状态的次态/再次态进行分析,如果能进入有效循环状态,则该电路具有自启动性。
十进制和任意进制计数器都要检查自启动性。
上图的偏离状态的次态都分别对应了有效循环,因此具有自启动性。
3.状态转移图
4.功能
C
R
‾
\overline{CR}
CR:同步置数控制端(低电平有效)
L
D
‾
\overline{LD}
LD:异步清零控制端(低电平有效)
CP:计数脉冲
D
3
D_3
D3~
D
0
D_0
D0:并行数据输入端
Q
3
Q_3
Q3~
Q
0
Q_0
Q0:计数编码输出端
P、T:工作模式选择端——PT=1,计数;PT=0,保持
CO=
Q
3
Q_3
Q3
Q
2
Q_2
Q2
Q
1
Q_1
Q1
Q
0
Q_0
Q0T:进位输出
异步级联
以低位片的进位输出信号作为高位片的CP输入
同步级联
低位片CO控制PT工作状态
1.异步清0法(利用
C
R
‾
\overline{CR}
CR)
思路:计数器从全“0”状态开始,计满M个状态后产生清“0”信号,使计数器恢复到初始全“0”状态。
利用
S
M
S_M
SM状态译码产生清“0”信号
下面是个例子:
总结一下:
若模长为M,则电路反馈状态为M。将M对应的二进制数中含“1”的端子引入与非门的输入端,与非门的输出端接
C
R
‾
\overline{CR}
CR。
异步复0法存在弊端,即触发器不能同时复0(清零时间太短)导致计数出错。
解决办法:用基本SRFF暂存清零信号,保证足够的清零时间
2.反馈置数法(利用
L
D
‾
\overline{LD}
LD)
a.反馈置零法
总结一下:
若模长为M,则电路反馈状态为M-1。将M-1对应的二进制数中含“1”的端子引入与非门的输入端,与非门的输出端接
L
D
‾
\overline{LD}
LD。
b.置最小数法
总结一下:
若模长为M,则预置的最小数为16-M。将CO取反接
L
D
‾
\overline{LD}
LD。
c.置最大数法
总结一下:
若实现模长为M,则反馈状态为M-2。将M-2对应的二进制数中为1的端子引入与非门的输入端,为0的端子取反引入与非门的输入端,与非门的输出端接
L
D
‾
\overline{LD}
LD。
需要多片计数器级联
a.整体清“0”法 or 整体置数法
先将计数器级联成模长为
2
n
2^n
2n的计数器(
2
n
2^n
2n>M),然后采用清“0”或置数法实现任意进制计数器。
b.分解法
将M分解成M1×M2×…Mn,且M1、M2、…Mn均不大于16,然后用74161分别实现M1、M2、…Mn进制的计数器,采用异步级联构成M进制计数器。
序列信号(序列码):周期性重复出现的一串数码
循环长度:一个周期内数码的个数
序列信号发生器:产生序列信号的电路
分析流程:
1.分析序列长度N
2.确定计数器的模长
3.数据选择器实现序列码
以一个左移的移存型为例
因为模数出错了,所以表示三个触发器不够,要再加一个。
设计步骤:
先设计模值为序列长度的计数器。
再设计组合电路实现序列信号。其输入为计数器各触发器的输出Qi,输出为序列信号F。
m序列是一种伪随机序列
m序列产生电路:移存型序列信号发生器
特点:
一般结构
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