常用时序逻辑电路课件

§6.3常用时序逻辑电路

计数器同步计数器十六进制加法/减法/可逆计数器十进制加法/减法/可逆计数器异步计数器移位寄存型计数器（“环形计数器”）——环形和扭环型寄存器序列信号发生器计数器和译码器构成说明：译码器的构成包括：门电路/译码器/数据选择器/存储器移位寄存器和反馈逻辑构成特例：移位寄存型计数器——环形和扭环型，自启动设计应用顺序脉冲发生器，小m序列发生器……Part04Part051§6.3.2

寄存器具有接收和寄存二进制数码的逻辑功能用n个触发器就可以存储n位二进制数功能表数码寄存器2§6.3.2

寄存器单向移位寄存器数码移动状况移位寄存器3§6.3.2寄存器双向移位寄存器74194S04§6.3.2寄存器移位寄存器扩展8位双向移位寄存器5§6.3.2寄存器对于给定的CP1/2，

Y=8M+2N第四版书中例题[例5.3.1]第五版书中例题[例6.3.1]6§6.3.3序列信号发生器序列信号时钟脉冲作用下，一串特定的串行数字信号，或者，一组相互关联并行的多串“序列”信号用途数字编码信号的传输、测试和编码/解码方法计数器+译码译码的实现：门电路组合逻辑/译码器/数选/存储器移位寄存器+反馈逻辑7§6.3.3.1序列信号发生器——计数译码型用计数器和数据选择器设计的序列信号发生器例12：产生序列信号{00010111}解：确定方案：八进制计数器，3位计数值译码选择计数器：3位二进制计数器以上，如：加法，自然二进制编码。选择译码器：例如：本例，采用数据选择器注意：本例中数选器输出为反逻辑8§6.3.3.1序列信号发生器——计数译码型产生序列信号00010111思考：这里的数据选择器是否大材小用？9§6.3.3.1序列信号发生器——计数译码型应用：顺序脉冲发生器实现1Q0Q0Q1Q1Q2Q2Q3异步计数器由于触发器反转有先后而产生的竞争——冒险，如001010思考：同步计数器会不会产生译码的竞争冒险？10§6.3.3.1序列信号发生器——计数译码型应用：顺序脉冲发生器——实现2“It’sunfair!”——实际上同步计数器中的触发器由于制造差异，翻转时刻也会有差别。——如果严格要求，可用格雷码计数器。或者…11§6.3.3.1序列信号发生器——计数译码型应用：顺序脉冲发生器——实现34位扭环型计数器请注意扭环计数器的输出序列注意：译码也进行了逻辑化简根据有效循环译码12§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型所谓“一般结构的移位寄存器型计数器”电路结构驱动/状态方程：其它的驱动/状态方程都是：13§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型反馈移位形序列信号发生器的分析分析步骤根据反馈逻辑电路（组合逻辑）写出第0级D触发器的驱动方程（状态方程）；求出Q0的次态Q0n+1；根据Q0n+1

，确定当前状态{Qn-1,…,Q2Q1Q0}的次态；画（列）出状态转换图（表）；判定电路功能。14§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型例13：分析下列反馈移位型序列信号发生器的功能15§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型例13：（续）解：步骤1.步骤2.Q0n+1步骤3.001010……Q2n+1Q1n+1Q0n+1步骤4.步骤5.序列发生器，周期为816§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型例14：分析下列时序逻辑电路的功能17§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型答案：(Q0Q1Q2Q3)教材p2690000000100111100111011111010110101100010100101000111101101011000(Q3Q2Q1Q0)18§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型反馈移位型序列信号发生器的设计设计步骤：决定寄存器的阶数按照移位规则列出状态转换表，可以得出每个当前状态对应的反馈输入写出反馈方程并进行逻辑化简连接电路19§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型反馈移位形序列信号发生器的设计步骤1.

确定线性移位寄存器的阶数（D触发器的个数）准则：序列长度为n，寄存器个数至少准则：仅以上面提到的寄存器个数，并不是所有的输出序列都可以用“反馈型”实现，要求——在一个周期内状态编码不能重复。如：11001101;11100101（用3个不可以）如：000100110101111;（用4个可以）010120§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型通过案例理解反馈移位型序列信号发生器的设计过程——例15：设计一个序列信号发生器，在时钟脉冲作用下，可以串行地依次输出

{111101011001000}解：步骤1：检查——可用_4_个寄存器构成；选定触发器——Q3Q2Q1Q0步骤2,3：注意：D0=1的时候所对应的最小项；这些最小项的和构成反馈方程。21§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型例15：（续）以{111101011001000}为例Q3Q2Q1Q0D01

111011101110101010101011101100110011001Q3Q2Q1Q0D0100100

01000100010001000110011101111111111410512813722§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型例15：（续）步骤3：反馈方程化简步骤4：画电路图Q1Q0Q3Q200011110001101111111101123§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型线性反馈移位寄存器型序列信号发生器例如：例15中的反馈方程（D0的驱动方程）又可以写成：定义反馈逻辑是模2加（异或）的电路。如：特性电路与某种代数结构等效应用：序列码组有很好的性能——通信编码、检测、自动控制域上多项式之（既约的）本原多项式24§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型最大长度线性移位寄存器长度：2n-1例如：[例15]中1DCIQ0Q01DCIQ1Q11DCIQ2Q21DCIQ3Q3CP=1012325§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型最大长度线性移位寄存器长度：2n-1例如：[例15]中1DCIQ0Q01DCIQ1Q11DCIQ2Q21DCIQ3Q3CP=101231DCIQ1Q11DCIQ2Q21DCIQ3Q31DCIQ4Q4CP=11234为了与多项式的幂次对应，改为(Q4Q3Q2Q1)26§6.3.3.2序列信号发生器——反馈移位型最大长度线性移位寄存器应用：小m序列什么样的反馈方程可以生成这种序列？答：反馈方程所对应的多项式

由多项式的代数结构决定。27域上多项式小m序列——（既约的）本原多项式四阶的本原多项式

x4+x3+1x4+x+11DCIQ1Q11DCIQ2Q21DCIQ3Q31DCIQ4Q0CP1234C1C2C3C4=1说明：为了与多项式的幂次相呼应，这里状态从Q1开始28§