5-16一般同步时序电路的设计1-原始状态转移表的建立

第五章时序逻辑电路

5.7一般同步时序电路的设计主讲人：黄丽亚5.7一般同步时序电路的设计设计步骤：(1)根据功能要求，确定输入输出信号，建立原始状态转移表。

最为关键重要的一步，不易掌握。初次建立的状态转移表往往不是最简的，因此称为原始状态表。(2)化简原始状态转移表。原始状态表往往存在多余的状态或重复的状态，若状态越多，则电路越复杂，须对其进行化简。(3)进行状态编码（状态分配）。(4)选定触发器，根据状态转移表设计各触发器的激励函数和输出函数。(5)自启动性检查(6)画逻辑电路图。Moore型：输出与时钟同步，方便加取样脉冲消除冒险。从提高稳定性的角度来讲，建议使用Moore状态机。Mealy型：输入变化可能出现在时钟周期内的任何时刻，输出对输入的响应可能比Moore型要早一个时钟周期，但在输出端容易产生冒险（毛刺）。状态X/ZMealy状态/ZXMoore两种类型状态转移图的区别两种类型都可在输出端增加触发器来消除冒险。建立原始状态表

例1：设计一个同步序列电路对串行输入序列进行检测，当出现01011时，输出为1，否则输出为0。

解：输入：X，输出：Z。A：起始状态，准备检测。B：电路收到一个0；C：电路连续收到01；D：电路连续收到010；E：电路连续收到0101；F：电路连续收到01011；

准备重新检测定义状态：ABCDE0/01/00/01/00/01/00/01/00/00/0检测序列01011状态转移图F1/11/0A：准备；B：0；C：01；D：010；E：0101；F:01011。Mealy状态X/Z检测序列01011状态转移图A：准备；B：0；C：01；D：010；E：0101；F:01011。Moore状态/ZXA/0B/0C/0D/0E/00101010100F/111检测序列01011状态转移图①确定有多少状态来表示所设计电路，不能遗漏任何一个可能的状态。②当外部输入变量为n个时，则每个状态有2n个转移方向。Moore状态/ZXA/0B/0C/0D/0E/00101010100F/111导出原始状态转移表：S（t）N（t）Z（t）X=0X=1X=0X=1ABA00BBC00CDA00DBE00EDF01FBA00ABCDE0/01/00/01/00/01/00/01/00/00/0F1/11/0Mealy状态X/Z例1试给出一个自动售饮料机的原始状态转移图。它的投币口每次只能投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角硬币后机器自动给出一杯饮料，投入两元（两枚一元）硬币后，在给出饮料的同时找回一枚五角的硬币。解：定义输入变量：A：表示投入1元硬币。B：表示投入0.5元硬币。定义输出变量：F1：表示给出饮料。F2：表示找回0.5元硬币。原始状态转移图00/0000/00AB/F1F2S2S0S101/0001/0001/1000/0010/11变量定义：A：表示投入1元硬币。B：表示投入0.5元硬币。F1：表示给出饮料。F2：表示找回0.5元硬币。状态定义：S0:初始状态。S1:累计收到0.5元硬币。S2:累计收到1元硬币。S3:累计收到1.5元硬币。S4:累计收到2元硬币。S310/10S400/0001/0010/0000/0001/0010/0010/00S(t)N(t)/Z(t)AB=00AB=01AB=10S0S0/00S1/00S2/00S1S1/00S2/00S3/10S2S2/00S3/10S4/11S3S0/00S1/00S2/00S4S0/00S1/00S2/0000/0000/00AB/F1