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【数电】常见时序逻辑电路设计和分析

本文目的:一是对真题常考题型总结,二是对常见时序电路设计方法进行归纳,给后面看这个文档的人留有一点有价值的东西。


1.不同模计数器设计

2.序列信号产生和检测电路

2.1序列信号产生电路

2.1.1设计思路

主要设计思路有三种

1)移位寄存器型

移位寄存器型+门电路/数据选择器

2)计数型

计数器+门电路/数据选择器

3)触发器

下面以一道经典例题为例,分别按照上述三种方法设计一个序列信号产生电路

2.1.2设计方法
2.1.2.1移存型

用D触发器或74194的设计思路一样,因为74194本身也可基于D触发器实现。

2.1.2.2计数型

实际上可用74161+MUX设计更长的序列。

2.1.2.3触发器

需要注意有效状态小于总状态个数时,需要注意检查自启动!

2.1.3相关真题

真题常考「移存型」「计数型」,解题首先需要充分理解题意,再根据题意确定要产生的序列信号

2.1.3.1移存型

1)题一

注意是上升沿触发,有一个序列信号是CP信号。

2)题二

相当于将74194换成用D触发器实现,实质上没区别。

2.1.3.2计数型

23年Q8

2.2序列信号检测电路

2.2.1设计思路

设计步骤:

1)画状态图

根据序列是可重复还是不可重复,画状态图,有Mealy和Moore型两种设计方法

2)列状态表

3)状态分配

4)确定激励方程和输出方程

5)电路实现

2.2.2设计方法

用Moore型至少需要三个触发器,而用Mealy型只需要两个,所以这里选择用后者来实现。

2.2.3相关真题
2.2.3.1真题一

15年Q9

2.2.3.2真题二

23年Q9

3.分频器设计

21年Q8

4.异步时序电路分析

4.1分析方法

分析步骤:

1)写时钟信号方程组

确定每个触发器的时钟触发信号表达式(这也是和同步时序电路分析最大的不同)

2)确定驱动方程组、状态方程组和输出方程组

其中状态方程组触发态配合cpn,原始状态配合cpn非。

只有前面的时钟触发信号满足情况下,cpn=1,表示进入下一个状态。否则维持cpn非=1,表示维持原样。

3)列转换表和画状态图

检查电路是否可以自启动。

4.2实例讲解

以《电子技术基础 数字部分》第7版 康华光 书上6.4.1题为例,介绍异步时序电路分析步骤。

注意两点:

1)Q2=0时,clk上升沿,cp1和cp0为1;

Q2=1,clk下降沿,cp1和cp0为1;

2)只有Q1从1->0时,cp2=1。

经检查可以满足自启动的要求。

5.参考资料

序列信号产生电路

1.[数字电路基础]序列信号发生器 数电期末必备,真的不难33_哔哩哔哩_bilibili

2.序列信号发生电路_哔哩哔哩_bilibili

3.https://zhuanlan.zhihu.com/p/659677889

序列信号检测电路

1.同步时序逻辑电路设计(序列检测器)_哔哩哔哩_bilibili


http://www.kler.cn/a/428515.html

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