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由主从JK触发器组成的8421码异步五进制计数器

例1 试设计一个由主从jk触发器组成的8421码异步五进制计数器。
解:1. 作状态图。由于已经明确该计数器的编码为8421码,因此可直接作出如图1所示的状态图。输入n 为计数脉冲,co为进位输出信号。
图1 例1的状态图
2.由于该题不必再对状态进行化简,且触发器的类型和状态编码都是已知的,因此可直接根据状态图列激励表(含cp变量)。在确定j、k 和cp 信号的状态(有无cp脉冲加入)时要综合考虑,其原则是:
(1)触发器状态需要改变时必须加入时钟脉冲;
(2)兼顾各j、k 和cp 端逻辑表达式的简化。无输入脉冲cp 时(cp =0),触发器不翻转,这时j、k 可取任意逻辑常量,即可作为无关项。无关项增加,有利于j、k 表达式的化简,但是cp =0项的增加,又可能不利于cp 表达式的化简。总之,如果选用多输入端的jk 触发器,那么应尽可能使计数器电路只由触发器组成,而不附加门电路。根据上述原则列出异步五进制计数器的激励表,如表1所示。
表1 异步五进制计数器激励表
现态
j、k与cp
次态
q2n
q1n
q0n
j2
k2
cp2
j1
k1
cp1
j0
k0
cp0
co
q2n+1
q1n+1
q0n+1
0
0
0
0
×
1
×
×
0
1
×
1
0
0
0
1
0
0
1
0
×
1
1
×
1
×
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
×
1
×
×
0
1
×
1
0
0
1
1
0
1
1
1
×
1
×
1
1
×
1
1
0
1
0
0
1
0
0
×
1
1
×
×
0
0
×
1
1
0
0
0
3.作各j、k 和cp 函数的卡诺图,并进行化简。由表9.3.1可直接看出cp0、cp2、k0、j1、k1和k2都为1,co=q2。做出j0、j2和cp1的卡诺图,如图2所示,由卡诺图化简得
j0=q2 j2=q1q0 cp1=q0
图2 例1的激励函数和cp 函数卡诺图
根据以上逻辑表达式画出逻辑图,如图3所示。cp=1,表示cp端直接与计数输入脉冲相连。
图3 异步五进制递增计数器的逻辑图
综上所述,对时序逻辑电路的分析与设计可归纳如下几点:
1.作状态图和列状态表是分析与设计时序逻辑电路的重要步骤。
2.分析过程是,从电路写出输出逻辑表达式、驱动方程和状态方程,在此基础上作出状态图或列出状态表,然后总结电路的逻辑功能和特点。设计是分析的逆过程。
3.在分析和设计同步时序逻辑电路时,把cp信号作逻辑1处理,对异步时序逻辑电路则把cp 信号作为一个变量。
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