第六章-习题课.ppt

电路,S1S0=10左移,思考：请检查自启动功能。,例2：用移位寄存器74LS194构成4位m序列（111100010011010）产生器。,解：,1111000100110101111000,1111,1110,1100,1000,0001,0010,0100,1001,0011,0011,1101,1010,1011,0111,1111,0101,移位状态分析:15个独立状态,左移。,状态变化顺序,1111000100110101111000,1111,1110,1100,1000,0001,0010,0100,1001,0011,0110,1101,1010,1011,0111,1111,0101,状态图:,011110,1111100,2111000,3110001,移位状态表:,思考：添加自启动电路。只添加1个或非门可否实现自启动。,当194状态为：QAQBQCQD0000时，S1S011，进行置数，使QAQBQCQD1111。,例3.计数译码型序列信号发生器,设计以计数器161为核心，产生000100110101111序列的信号发生器。,选自电子线路设计实验测试（谢自美）,分析：,15位序列码，对应15个状态，故整个电路可用15进制计数器和译码电路组成。,序列信号状态表：,15个计数状态,对应的序列输出,电路：,“1110”与非,置0法构成15进制计数器。,例4：用移位寄存器74LS194构成“1101”序列检测器,当X依次输入1、1、0、1时，输出Z1；否则Z0。因此Z表示检测到“1101”序列。,说明：最后一个1还可以作为下一组“1101”的第一个1，这称为允许输入序列码重叠。这种序列检测称之为重叠型序列检测器。,思考：用74194设计一个非重叠型序列检测器。,74194,例5用可逆计数器74LS191实现12归1计数,讲解：1.用1片74191加1个D触发器实现12归1电路。思考：2.用2片74191设计12归1电路。,(1)列计数状态表(2)翻转规律，共有两次翻转：0,1001后，十位翻1，个位清0，（用置0构成十进制，控制信号可由暂态0,1010产生）1,0010后,十位翻0,个位置0001，（十位用清0法，个位由减1得到。控制信号可由暂态1,0011产生）,逻辑图：,1、LD=QDQB（1010）用置0法构成十进制计数，同时产生十位CP信号。2、M=QEQB（10010）变加为减计数(M=0时:加;M=1时:减)。下一个CP使个位减1。3、RD=MQA在M1（10010）之后,个位减1QA1十位清0。,控制方程：,输出：QEQDQCQBQA,QDQCQBQA1010时置00000产生触发器的CP,使其由01。,M=QEQB变加为减计数(M=0时:加;M=1时:减),当计数到10010时,M=1,变加为减。这样,下一个脉冲(第13个CP)来时，个位由0010减成0001(完成个位归1)。,分析：,例6用161实现12归1计数,选自电子线路设计实验测试（谢自美）,分析：,两片161构成同步计数电路（片高位、片低位），由使能端控制级联计数。161异步清零（片有清零，片无清零），同步置数（片置1，片置0）。计数到01001后，片可以计数，再来CP，十位加1，个位变为1010后立即清0。总计数值为10000。计数到10010后，LD1LD20，再来CP，片置0，片置1。总计数值为00001。,Q20,Q13,Q12,Q11,Q10,例7电路设计,智能机器人能够识别并绕开障碍物，在充斥着障碍物的环境里自由行走。它的前端有一个接触传感器，当遇到障碍物时传感信号X=1，否则传感信号X=0。它有两个控制信号Z1和Z0控制脚轮行走，Z1=1时控制机器人左转，Z0=1时控制机器人右转，Z1Z0=00时控制机器人直行。机器人遇到障碍物时的转向规则是：若上一次是左转，则这一次右转，直到未探测到障碍物时直行；若上一次是右转，则这一次左转，直到未探测到障碍物时直行。试用D触发器设计一个机器人控制器，控制机器人的行走方式。,选自数字电路与系统设计（邓元庆）,解：根据题意，机器人有以下四种可能的工作状态：当前直行，但上一次是左转，设为状态A；探测到障碍物，正在右转，设为状态B；当前直行，但上一次是右转，设为状态C；探测到障碍物，正在左转，设为状态D。,原始状态表,Sn+1/Z1nZ0n,00011110,设定状态编码,编码状态表,Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n,说明：根据状态编码表需求出：Z1Z0D1D0。因选用D触发器，故Q1n+1D1，Q0n+1D0。反之，也可由Q1n+1、Q0n+1求得D1、D0。,编码状态表,Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n,Q1nQ0nXn00011110,(a)Z1n,01,Q1nQ0nXn00011110,(b)Z0n,Q1nQ0nXn00011110,(c)Q1n+1,Q1nQ0nXn00011110,(d)Q0n+1,01,01,01,编码状态表,Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n,Q1nQ0nXn00011110,(a)Z1n,01,Q1nQ0nXn00011110,(b)Z0n,Q1nQ0nXn00011110,(c)Q1n+1,Q1nQ0nXn00011110,(d)Q0n+1,01,01,01,编码状态表,Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n,Q1nQ0nXn00011110,(a)Z1n,01,Q1nQ0nXn00011110,(b)Z0n,Q1nQ0nXn00011110,(c)Q1n+1,Q1nQ0nXn00011110,(d)Q0n+1,01,01,01,D触发器设计,编码状态表,Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n,Q1nQ0nXn00011110,(a)Z1n,01,Q1nQ0nXn00011110,(b)Z0n,Q1nQ0nXn00011110,(c)Q1n+1,Q1nQ0nXn00011110,(d)Q0n+1,01,01,01,D触发器设计,机器人控制器电路,例8用计数器74163实现图示状态图描述的同步时序电路功能。,状态分配：QCQBQAS0-000S1-001S2-010S3-011S4-100S5-101S6-110,选自数字电路与系统设计（邓元庆）,状态分配：QCQBQAS0-000S1-001S2-010S3-011S4-100S5-101S6-110,QCQBQA共有7个状态，无111状态，可作无关状态处理。有2个输入X1X0，X1X000,01,10，X1X011。有1个输出Z。,分析：,74163的控制激励表（部分）,求控制激励表：根据状态图,依照不同的现态、次态和输入的组合，设定161工作方式，求出各个激励和输出。,74163的控制激励表,为了能够自启动，使“111”“000”，为计数工作方式，输出为0。,74163的部分控制激励表,部分控制激励求解：,列控制激励表的目的：是求出各个激励和输出，它们是QCnQBnQAn和X1X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。,以上各变量中的取值：A、B：取0T：取1C：有些取0,有些取1。,74163的部分控制激励表,部分控制激励求解：,C的求解：,列控制激励表的目的：是求出各个激励和输出，它们是QCnQBnQAn和X1X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。,取0,通过观察，得到在QCnQBnQAn的每个状态下，变量与X1X0的逻辑表达式，列出数据选择表。,如：求Z的电路,电路,例9分析图示电路的功能。,QAQBQCQD,74154,移位寄存器74194部分：,右移、有清0。,状态表：,