Usar activadores para implementar contadores

En el curso anterior se introdujeron las características funcionales del flip-flop básico, y se analizó el circuito interno del flip-flop, luego se dio la idea básica del análisis de circuitos secuenciales; Es decir, se captaron las tres ecuaciones centrales: ecuación de salida, ecuación de excitación y ecuación de estado secundario.

El propósito de aprender circuitos combinacionales y flip-flops básicos es diseñar circuitos. El propósito de este curso de lógica digital es poder diseñar circuitos secuenciales síncronos simples y analizarlos brevemente. contador de resta 1 de módulo 16 a modo de ilustración.

Para diseñar un circuito secuencial, primero se deben analizar los requisitos funcionales. Los requisitos funcionales del contador de módulo 16 menos 1 deben ser obviamente: 15 --gt 14 --gt; 12-gt;...-gt; 1-gt; 0-gt; 15-gt;

Con la relación de migración anterior, lo siguiente que hay que hacer es cómo implementar esta conversión. Obviamente, la relación de conversión anterior es nuestra mente humana y el circuito no es consciente de ello. Por lo tanto, debemos dar una descripción formal de la relación anterior, es decir, para números como 15 y 14 (en este ejemplo, ellos). se consideran directamente como estados) para la codificación (esta codificación es arbitraria y se puede usar libremente, pero generalmente usamos estándares reconocidos por todos. En este ejemplo, se usan números binarios para la codificación. Las reglas de codificación son:

<). p> Entonces, ¿cómo expresar el estado? ¿Qué pasa con la relación de conversión entre ellos? La tabla de transición de estado aprendida anteriormente puede simplemente expresar la relación entre el estado actual y el estado secundario, como se muestra en la siguiente tabla:

Sobre la base de obtener la relación de transición básica del estado numerado, es necesario para obtener aún más la relación del estado secundario con la situación actual. La tabla anterior es una tabla de verdad de transición de estado, que necesita obtener la relación precisa entre el estado secundario y el estado actual. Hay dos métodos de procesamiento, uno es usar directamente la suma de los términos mínimos y el otro es un mapa de Karnaugh. En circunstancias normales, para menos de 6 variables, generalmente se usa un mapa de Karnaugh.

Primero busque la relación entre Q 3(t 1) y Q 3 Q 2 Q 1 Q 0. El mapa de Karnaugh correspondiente es:

Nota: Los números en el mapa de Karnaugh Que es decir, representa el estado actual

Usando la regla de simplificación del mapa de Karnaugh, obtenemos:

De la misma manera, podemos obtener Q 2(t 1), Q 1(t 1), Q 0 La relación entre (t 1) y Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 es:

En este punto, se ha obtenido la relación precisa entre el estado secundario y el estado actual, y el trabajo restante es seguir el diseño proporcionado. Suponiendo que se dan cuatro flip-flops J-K de borde ascendente, la ecuación anterior debe coincidir y asignarse de acuerdo con la ecuación de estado secundario del flip-flop J-K. De esto obtenemos:

Por lo tanto, el diagrama del circuito final es:

En este punto, se ha implementado el contador de módulo 16 menos 1. Al analizar las expresiones del estado secundario y el estado actual obtenidas anteriormente, podemos escribir directamente un contador módulo 32 menos 1. Además, también se puede ver que el estado de Q 0 saltará una vez en cada pulso, y el estado de; Q 1 saltará cada dos pulsos una vez, el estado de Q 2 saltará una vez cada cuatro pulsos y el estado de Q 3 saltará una vez cada ocho pulsos. Este salto corresponde a la división de frecuencia del pulso por 2, 4, 8,. y 16 puntos de frecuencia.

Ya sea que esté analizando un circuito secuencial o diseñando un circuito secuencial, no se limite a recitar los pasos de análisis y diseño, y comprenda los puntos clave del análisis y diseño (las tres ecuaciones al analizar el circuito, el estado transición al diseñar el circuito) Eso es todo.

Sencillez significa complejidad. Se puede decir que los contadores son los circuitos lógicos secuenciales más básicos. Se pueden crear circuitos muy complejos y útiles utilizando contadores. Sin embargo, el contador explicado en este artículo no tiene otras entradas excepto los pulsos de reloj, es decir, es incontrolable y no se puede usar de manera flexible. La siguiente sección explicará en detalle el contador 163 y sus aplicaciones.

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