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文档简介

1,移存型计数器,2,移存型计数器的一般结构,移存型计数器的特点,(1)属于同步计数器,存在反馈网络。,(2)第一级触发器的激励由输入(设计组合电路)决定,状态转移表符合移存规律,除第一级外,其他触发器更新均符合Qin+1=Qi-1n ,对于DFF:Di=Qi-1 , 对于JKFF:Ji=Qi-1,Ki=Qi-,3,移存型计数器的分析,与同步计数器的分析步骤相同,只是最后得到的状态转移表满足移存规律。,4,移存型计数器的设计,设计步骤: (1)首先根据模长M确定触发器个数n: nlog2M。 (2)列状态转移表,必须满足移存规律(关键:从2n个状态中按移存规律找出所需的M个状态。 ); (3)列激励表,求激励方程,检查自启动性; (4)画逻辑图 。,5,例 6.5.6 试用DFF设计 M=6的移存型计数器。,(2)列综合表。,(3)求激励函数,(4)作电路图,从2n个状态中按移存规律找出所需的M个状态。,关键:,6,图6.5.26 Q3 Q2 Q1 左移状态流程图,有效循环,7,表6.5.15 例6.5.6的综合表,8,环形计数器,电路构成特点:原码反馈,,即:,图6.5.27 环形计数器,9,表6.5.16 环形计数器状态转移表,结论:n位触发器可实现模M=n的环形计数器。,10,图6.5.28 环形计数器状态转移图,Q4Q3Q2Q1,0000,1111,有效循环,11,扭环形计数器,图6.5.29 扭环形计数器,电路构成特点:反码反馈,,即:,12,图6.5.30 扭环形计数器状态转移图,有效循环,无效循环,Q4Q3Q2Q1,结论:(1)n位触发器可实现模M=2n的扭环形计数器 (2)汉明距离为1,不会产生功能冒险。,13,修改设计为:D1=Q4Q3+Q4Q1 , 使其具有自启动性 偏离态0100-1000;0110-1100,14,用MSI移存器构成环形或扭环形计数器。,图6.5.31 74194构成的环形计数器,15,表6.5.17 图6.5.31电路的状态转移表,16,6.6 序列码发生器,序列码:周期性重复出现的一串数码称为序列码。例:10110 10110 循环长度:一个周期内数码的个数称为序列长度。,17,图6.6.1 计数型序列码发生器的结构图,计数型序列码发生器,18,图6.6.2 移存型序列码发生器的结构图,移存型序列码发生器,19,计数型序列码发生器的设计,设计步骤: 先设计模值为序列长度的计数器 再设计一组合电路,其输入为计数器各触发器的输出Qi,输出为序列码F。,20,例:设计产生序列码F=11110101 11110101的计数型序列码发生器,解:方法一:用小规模器件实现 (1)设计M=8的计数器,方法同前面的同步(异步)计数器的设计。 本解取n=3 的异步二进制加法计数器 (2)设计组合电路,21,组合电路真值表为:,用卡诺图化简得到:F=Q3+Q1,22,Q3,Q2,Q1,CP,F,逻辑图为:,23,方法二、用中规模器件MSI实现。 计数器可以用74161实现M=8的计数器 组合电路可以用74151实现。,24,功能冒险:组合电路的输入端发生多个变量改变时,可能存在功能冒险。 克服方法: (1)当计数状态发生改变时,只有一个码发生改变,即编码采用格雷码,如扭环型计数器产生的编码状态。 (2)加取样脉冲:对于上述MSI构成的序列码发生器,只要将CP脉冲接入74151的EN端即可。,25,移存型序列码发生器的设计,设计方法类似移存型计数器的设计。模长为序列码的循环长度,状态编码符合序列码的变化规律。,1.已知序列码,2.已知序列长度,26,6 .7 顺序脉冲发生器(自学),作用:在数字系统中,需要一种分配器产生节拍信号,这种节拍控制信号就是一种顺序脉冲:按时间顺序依次出现的一组高电平(低电平)的顺序信号。 能够产生这种顺序脉冲的电路是称为顺序脉冲发生器。 节拍分配器:电位信号 脉冲分配器:脉冲信号,27,图6.7.1 电位信号和脉冲信号,28,顺序脉冲发生器的设计,输出端较多时:,采用计数器和译码器。,输出端较少时:,采用环形计数器。,举例,例 试设计四输出节拍分配器。,解 (1)设计 M=4 的计数器,29,表6.7.1 2-4线译码器的真值表,30,图6.7.2 四输出分配器,(a)计数器,(b)译码器,31,图6.7.3 四输出分配器工作波形,(a) 节拍分配器波形,32,33,图6.7.3 四输出分配器工作波形,(b) 脉冲分配器波形,34,图6.7.4 环形计数器作为节拍分配器,(a) 电路,例 由M=4环形计数器实现四输出节拍分配器。,35,图6.7.4 环形计数器作为节拍分配器,(b) 工作波形,36,37,例:设计产生序列码101000,101000,的反馈移存型序列码发生器。,解:(1)M=6,至少需要3个触发器来实现。,(2)列状态转移表:,38,需增加一个触发器! 取n=4,重新列状态转移表,39,(3) 求激励函数,D1,偏 离 态,40,(4) 作逻辑图,图6.6.4 例6.6.2的逻辑图,41,(2)利用最长线性序列码(m序列码)发生器进行设计,已知序列长度的情况下,有两种方法:,(1)自己构造序列码,然后按“已知序列码”设计,a.线性序列码,Q,Q,Q,Q,:Q左移若干位,Q,:Q或Q左移若干位,42,例1,110,101,011,Q,Q左移1位,Q左移2位,例2,100,001,101,Q,Q左移1位,43,最长线性序列码(m序列)发生器的设计,m序列是由n个触发器构成M=2n-1的序列最长(max) m序列是一种伪随机序列 m序列的产生电路:一种移存型的序列码发生器,44,图6.6.5 m序列码发生器的一般结构,45,例6.3.3 设计M=15的m序列码发生器。,解: 求触发器的级数n,由 2n-1=15,得 n = 4。, 确定反馈函数f。,f= Q4Q3,46,作逻辑电路,m序列码发生器的自启动性,一般情况:,47,图6.6.6 M=15的m序列码发生器,根据电路写出序列码:111100010011010,111100010011010,,48,非m序列码发生器,a.M=2n的序列码发生器的设计,b.M2n-1的序列码发生器的设计,49,a.M=2n的序列码发生器的设计,例 6.6.4 设计M=16的序列码发生器。,解 设计触发器的级数 n = 4的m序列,修改D1的表达式,把0000纳入M=15的m序列码发生器的状态转移图中,100000000001,D1 = ?,50,0000,1010,1101,0110,0011,1001,0100,0010,0001,1000,1100,1110,1111,0111,1011,0101,10000001,D1 = f = Q4Q3,10000000,00000001,51,对于M=2n的序列码发生器,结论:,作逻辑电路,52,例:设计 M=10的序列码发生器。 解:在状态转移图中需跳过5个状态,寻找起跳状态:,得到起跳状态为0011,b.M2n-1的序列码发生器的设计,关键:找起跳状态。,53,修改后的状态转移图,54,修改反馈函数:在D1的真值表中对应0011的输出取反。得到: D1= f Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1 =Q4Q3 Q4Q3Q2Q1 + Q4Q3Q2Q1 一般式为:D1= f 起跳状态+QnQn-1Qn-2Q1,55,表6.6.4 m序列码反馈函数表,56,0000,图6.6.7 M=15的m序列码发生器的状态转移图,57,自启动性讨论,从状态转移图看出,电路不具有自启动性,需要把全0状态的次态进入有效循环。 即00

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