2022-2023学年高二物理竞赛课件：时序电路的设计

2023-07-29

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时序电路的设计从图6-41可以看出，该电路一旦进入状态100，就不能进入计数主循环，因而该电路不能实现自启动，需要修改设计。在非完全描述时序电路中，由于存在无效状态，使得在激励函数的获取过程中出现了任意项。在求取激励函数时，如果某任意项被圈入，则该任意项被确认为1，否则被确认为0。由于圈法的随意性，故无效状态的转移可能出现死循环而使电路不能自启动。当电路不能自启动时，解决的方法有多种。第 6 章时序电路的分析与设计表 6-25 多余状态转移表第 6 章时序电路的分析与设计图 6-41 例 6-7 状态图第 6 章时序电路的分析与设计第一种方法，将原来的非完全描述时序电路中没有描述的状态的转移情况加以定义，使其成为完全描述时序电路。如将表6-24状态表中的无效状态的转移方向均定义为000，则可得到一个完全描述时序电路的状态表如表6-26。显然，按照表6-26设计的时序电路，不存在死循环问题，因为它是完全描述的。这种方法由于失去了任意项，会增加电路的复杂程度。表 6-26 例 6-7 状态表二第 6 章时序电路的分析与设计第二种方法，改变原来的圈法。如果盲目地改变所有激励函数的圈法，则其工作量大，效果差。若在分析观察的基础上改变某激励函数的圈法，则能获得较满意的效果。观察图6-40 次态卡诺图，如果希望能尽量使用任意项，只能对(a)和(c)的圈法作修改。现对(c)的圈法作修改，它仅改变Q0的转移，新的圈法如图6 - 42所示。  分析新圈法可知：状态010将转移到100（原转移到101，现在最后一位Q0转为0），状态100将转移到101（原转移到100，现最后一位Q0转为1）。由分析可以看出，新圈法将克服死循环，也不增加激励函数的复杂程度。第 6 章时序电路的分析与设计图 6-42 修整后圈法由新圈法得第 6 章时序电路的分析与设计表 6-27 多余状态转移表重新检查多余状态的转移情况如表6-27所示，其状态图如图6-43所示，可以看到该电路具有自启动能力。如果修改6- 40(a)的圈法，可以得到同样的效果。第 6 章时序电路的分析与设计第 6 章时序电路的分析与设计 ④ 画逻辑图。图 6-44 例 6-7 逻辑图第 6 章时序电路的分析与设计【例 6-8 】用D触发器设计一个模七同步加法计数器。  解：本例属于给定状态时序电路设计问题。  ① 列状态表。 根据题意，该时序电路有三个状态变量。设状态变量为Q2、 Q1、Q0，可作出二进制状态表如表6-28所示，它是一个非完全描述时序电路的设计。  ② 确定激励函数和输出函数。 由表6-28状态表分别画出Q2、Q1、Q0的次态卡诺图如图6- 45(a)、(b)、 (c)所示。第 6 章时序电路的分析与设计图 6-45 例 6-8 次态卡诺图第 6 章时序电路的分析与设计 $$

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