数字电子技术 第六章 习题课

1、列移位状态表,确定dl的取值，求驱动方程：,周期序列：00001101,例1：用移位寄存器74ls194构成周期序列00001101产生器。,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（111 1000 1001 1010）产生器。,解：,1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0,1111,1110,1100,1000,0001,0010,0100,1001,0011,0011,1101,1010,1011,0111,1111,0101,移位状态分析: 15个独立状态,左移。,状态变化顺序,1

2、 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0,1111,1110,1100,1000,0001,0010,0100,1001,0011,0110,1101,1010,1011,0111,1111,0101,状态图:,0 1 1 1 1 0,1 1 1 1 1 0 0,2 1 1 1 0 0 0,3 1 1 0 0 0 1,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，

3、产生0001 0011 0101 111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

4、。,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 （1 0010）变加为减计数(m=0时:加;m=1时:减)。

5、 下一个cp使个位减1。 3、rd=mqa 在m1（1 0010）之后,个位减1qa1十位清0。,控制方程：,输出：qe qdqc qb qa,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1 0010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

6、置数（片置1，片置0） 。 计数到0 1001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1 0000。 计数到1 0010后，ld1ld20，再来cp，片置0， 片置1。总计数值为0 0001。,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

7、，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,00 01 11 10,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： z1 z0 d1 d0 。 因选用d触发器，故

8、 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,q1nq0n xn 00 01 11 10,(a) z1n,0 1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(b) z0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(c) q1n+1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(d) q0n+1,0 1,0 1,0 1,编码状态表,q1n+1q0n+1/z1nz0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(a) z1n,0 1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(b)

9、z0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(c) q1n+1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(d) q0n+1,0 1,0 1,0 1,编码状态表,q1n+1q0n+1/z1nz0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(a) z1n,0 1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(b) z0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(c) q1n+1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(d) q0n+1,0 1,0 1,0 1,d触发器设计,编码状态表,q1n+1q0n+1/z1nz0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(a)

10、 z1n,0 1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(b) z0n,q1nq0n xn 00 01 11 10,(c) q1n+1,q1nq0n xn 00 01 11 10,(d) q0n+1,0 1,0 1,0 1,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： qcqbqa s0-000 s1-001 s2-010 s3-011 s4-100 s5-101 s6-110,选自数字电路与系统设计（邓元庆）,状态分配： qcqbqa s0-000 s1-001 s2-010 s3-011 s4-100 s5-101 s6

11、-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x1 x0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0 t：取1 c：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x1 x0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x1 x0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