南京邮电大学：《数字电路与系统》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 时序逻辑电路（6.3）复杂时序电路的设计

63复杂时序电路的设计 时序电路的设计是根据实际提出的逻辑要 求,设计出符合逻辑要求的逻辑电路。它是时 序电路分析的逆过程。 、同步时序电路的设计 1.设计步骤 (1)建立原始状态表和状态图 原始的含义:是指没有经过简化而获得的状态 转移表和状态转移图 对于原始状态表和状态图的要求是: 保证其绝对的正确性,确保状态无遗漏, 状态转移关系的正确

6.3 复杂时序电路的设计 一、同步时序电路的设计 1.设计步骤 (1)建立原始状态表和状态图 原始的含义:是指没有经过简化而获得的状态 转移表和状态转移图。 对于原始状态表和状态图的要求是： 保证其绝对的正确性，确保状态无遗漏， 状态转移关系的正确。 时序电路的设计是根据实际提出的逻辑要 求,设计出符合逻辑要求的逻辑电路。它是时 序电路分析的逆过程

(2)状态化简 (3)状态分配 (4)电路设计 (5)自启动性检查 (6)作逻辑电路图

（2）状态化简 （3）状态分配 （4）电路设计 （5）自启动性检查 （6）作逻辑电路图

抽象 问题的提出二原始状态图 化简最简的状 态转移表 状态分配 1电路设计:∫①选择F ②获得电路方程 强调:这第一步最重要,并且比较难

问题的提出 抽象 原始状态图 化简 最简的状 态转移表 状态分配 电路设计： ① 选择FF ② 获得电路方程 强调：这第一步最重要，并且比较难

2设计举例 例1:设计一个同步序列电路对输入序列进行 检测,当出现0101时,输出为1,否则输 出为0。 解:输入:X,输出:Z。 检测器 CP 示意图

2.设计举例 例1：设计一个同步序列电路对输入序列进行 检测，当出现01011时，输出为1，否则输 出为0。 解：输入：X，输出：Z

建立原始状态图: 定义状态: 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

建立原始状态图: 定义状态： 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

XZ 检测序列0101状态转移图 状态 A:准备 D:010; B:0; E:0101; C:01; F:01011。 1/0 0/0 0/0 0/0 1/0 1/1 B C E F 0/0 0/0 1/0

A B C D E 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 0/0 状态 X/Z 检测序列01011状态转移图 F 1/1 1/0 A：准备； B：0； C：01； D：010； E：0101； F: 01011

1/0 0/0 0/0 0/0 1/0 C D E F 0/0 注意 ①确定有多少状态来表示所设计的电路,决不能 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

注意： ①确定有多少状态来表示所设计的电路，决不能 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2 n个 转移方向。 A B C D E 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 0/0 F 1/1 1/0

1/0 0/0 0/0 0/0 1/0 C D E F 0/0 S(t)N(t) Z(t) X=0X=1X=0X=1 B 0 0 可导出原始状「BBc00 态转移表: C A 0 D BE 0 E D F 0 F B A 0

可导出原始状 态转移表： S（t） N（t） Z（t） X=0 X=1 X=0 X=1 A B A 0 0 B B C 0 0 C D A 0 0 D B E 0 0 E D F 0 1 F B A 0 0 A B C D E 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 1/0 0/0 0/0 F 1/1 1/0

化简原始状态表 关键:寻找等价状态。什么 是等价状态?满足以下两 条件: s(t)N(t) Z(t) ①在所有输入条件下,两状 X=0X=1X=0 态对应输出完全相同。 A BA O 0 ②在所有输入条件下,状态BBC00 转移也完全相同。 C DA O 0 则这两个状态是等价状态可DBE00 以合并为一个状态 EF DF O BA O 0 上例中:A和F是等价状态,可以合并成一个状态

化简原始状态表 关键：寻找等价状态。什么 是等价状态？满足以下两 条件： ①在所有输入条件下，两状 态对应输出完全相同。 ②在所有输入条件下，状态 转移也完全相同。 则这两个状态是等价状态可 以合并为一个状态。 S（t） N（t） Z（t） X=0 X=1 X=0 X=1 A B A 0 0 B B C 0 0 C D A 0 0 D B E 0 0 E D F 0 1 F B A 0 0 上例中：A和F是等价状态，可以合并成一个状态

检测序列0101状态转移图可以修改如下: A:01011,准备; D:010: B:0; E:0101; 状态 X/Z 1/0 1/0 0/0 0/0 1/0 0/0 1/0 B C 0/0 0/0 1/1

A B C D E 0/0 1/0 0/0 1/0 1/1 1/0 0/0 1/0 0/0 0/0 检测序列01011状态转移图可以修改如下： X/Z