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第 5 章 同步序向電路 (Synchronous Sequential Circuits)

第 5 章 同步序向電路 (Synchronous Sequential Circuits). 5-6 同步序向電路的設計程序 (design procedure for synchronous sequential circuit). 同步序向電路的設計程序. 同步序向電路是由正反器和組合電路所構成，一個同步序向電路的完整設計步驟如下：. 依據系統的要求制定規格  畫出狀態圖  選擇所要使用的正反器  列出狀態表  推導輸入及輸出方程式  畫出系統的邏輯電路圖.

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第 5 章 同步序向電路 (Synchronous Sequential Circuits)

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Presentation Transcript

  1. 第5章同步序向電路(Synchronous Sequential Circuits) 5-6同步序向電路的設計程序 (design procedure for synchronous sequential circuit)

  2. 同步序向電路的設計程序 同步序向電路是由正反器和組合電路所構成，一個同步序向電路的完整設計步驟如下： 依據系統的要求制定規格 畫出狀態圖  選擇所要使用的正反器 列出狀態表 推導輸入及輸出方程式畫出系統的邏輯電路圖

  3. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) 例1：設計一個電路，假如輸入端有連續3個或超過3個以 上的1進來，則輸出為1；否則輸出為0。 • (1).制定規格： • 一個輸入x接收信號。 • 一個輸出y指示是否產生連續3個以上的1。 • 兩個正反器A和B去標示4種情況。 • 1.輸入為0。 • 2.輸入端產生1個連續的1。 • 3.輸入端產生2個連續的1。 • 4.輸入端產生3個或3個以上連續的1。

  4. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) (2).畫出狀態圖： 代表輸入為0。 代表輸入端產生1個連續的1。 代表輸入端產生2個連續的1。 代表輸入端產生3個或3個以上連續的1。 輸入 輸出 (3).選擇所要使用的正反器： 兩個D型正反器被選擇來設計此電路。

  5. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) (4).列出狀態表：

  6. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) (5).推導輸入方程式：

  7. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) (5).推導輸入方程式：(續)

  8. 具有D型正反器的連續檢測器( Sequence detector with D flip-flop) (6).畫出系統的邏輯電路圖：

  9. 激勵表(excitation table) • D型正反器的序向電路之設計過程要比J-K型或T型正反器的序向電路之設計過程要來的簡單，其主要的原因在於D型正反器的輸入方程式等於狀態方程式，因此輸入方程式可以直接從次一狀態所獲得。 • 對於J-K型正反器或T型正反器而言，卻沒有這樣的條件，因此如果我們要獲得J-K型正反器或T型正反器的輸入方程式，首先必須先建立狀態表與輸入方程式之間的函數關係，而這關係我們稱之為激勵表。 • 激勵表用來解釋一個已知的狀態改變時所需要的輸入情況。

  10. 激勵表(excitation table) J-K型正反器的激勵表： J-K型正反器激勵表 J-K型正反器特性表

  11. 激勵表(excitation table) T型正反器的激勵表： T型正反器特性表 T型正反器激勵表

  12. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) 例2：假設已知系統使用兩個正反器A及B去設計一序向電路，並且其狀態表如下表所示，試使用J-K型正反器去設計此電路。

  13. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) (1).推導輸入方程式：因J-K型正反器的輸入方程式需藉由激勵表去求出，故我們重列狀態表，並將正反器輸入這部份的資料加到此表裡面。 J-K型正反器激勵表

  14. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) (1).推導輸入方程式：使用卡諾圖去推導J-K型正反器A和B的輸入方程式 。

  15. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) (1).推導輸入方程式：(續)

  16. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) (2).畫出系統的邏輯電路圖： A正反器之輸入方程式 A B正反器之輸入方程式 B

  17. J-K型正反器的序向電路設計( Sequence circuit design with J-K flip-flop) 使用J-K型正反器去設計序向電路的好處是在卡諾圖裡面會存在許多的不理會(don’t care)項，它意謂著經過化簡以後所得到的輸入方程式會比較簡單，相對地邏輯電路所需要的邏輯閘的數目也比較少。

  18. 具有T型正反器的3位元二進位計數器( 3-bit binary counter with T flip-flop) 例3：使用T型正反器去設計一個三位元的二進位計數器(3-bit binary counter)，此計數器的輸出 依序為000001010 011100101110111000001…。 • (1).制定規格： • 僅需要一個時脈CLK去產生計數脈波並且不需要輸入。 • 不需要輸出 。 • 需要三個正反器A0、A1以及A2去指示　、　和　之二進位值。

  19. 具有T型正反器的3位元二進位計數器( 3-bit binary counter with T flip-flop) (2). 畫出狀態圖： (3). 選擇所要使用的正反器： 三個T型正反器被選擇來設計此電路。

  20. 具有T型正反器的3位元二進位計數器( 3-bit binary counter with T flip-flop) (4). 列出狀態表：

  21. 具有T型正反器的3位元二進位計數器( 3-bit binary counter with T flip-flop) 00 01 11 10 (5). 推導輸入方程式：由於沒有輸入，因此輸入方程式僅僅是目前狀態的函數。 0 1 00 01 11 10 0 1 00 01 11 10 0 1

  22. 具有T型正反器的3位元二進位計數器( 3-bit binary counter with T flip-flop) (6). 畫出系統的邏輯電路圖：

  23. Thank for Your Attention

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