《移位寄存器序列信号发生器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移位寄存器序列信号发生器.ppt（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、时序逻辑设计与实现时序逻辑设计与实现寄存器寄存器移位寄存器移位寄存器反馈移位寄存器反馈移位寄存器序列信号发生器序列信号发生器寄存器寄存器定义：共时钟的若干个触发器构成寄存器定义：共时钟的若干个触发器构成寄存器常见的触发器和所存器常见的触发器和所存器寄存器寄存器274X175 4位寄存器位寄存器移位寄存器移位寄存器移位寄存器：具有移位特性的寄存器移位寄存器：具有移位特性的寄存器DQQNPRCLRDQQNPRCLRDQQNPRCLRDQQNPRCLRCPQDQCQBQA串行输入串行输入串行输入串行输入并行输出并行输出并行输入并行输入移位寄存器移位寄存器应用类型应用类型串入串出串入串出串入并出串入并
2、出并入串出并入串出并入并出并入并出移位寄存器芯片举例移位寄存器芯片举例74X194介绍介绍CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQA功能介绍功能介绍:1、CLK：时钟，：时钟，194为同步时序逻辑器件；为同步时序逻辑器件；2、CLR：同步清零控制；低电平有效；：同步清零控制；低电平有效；3、s1s0为功能控制操作，具体如下：为功能控制操作，具体如下：功能功能s1s0次态（次态（QD*QB*QC*QA*）保持保持00QD QC QB QA右移右移01QC QB QA RIN左移左移10LIN QD QC QB置数置数11D C B A4、器件左移时，串行输入为、器件左移时，串行输入
3、为LIN，串行输出为，串行输出为QA；器件右移时，串行输入为器件右移时，串行输入为RIN，串行输出为，串行输出为QD 74X194双向并入并出移位寄存器双向并入并出移位寄存器5、s1s0通过构成多路复用器来实现功能变换通过构成多路复用器来实现功能变换 移位寄存器的扩展移位寄存器的扩展CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQAEx1：用：用194实现实现3位移位寄存器位移位寄存器01串入串入串出串出Ex2：用：用194实现实现8位移位寄存器位移位寄存器CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQACLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQA10CP串入串入串出
4、串出用移位寄存器实现数据检测器用移位寄存器实现数据检测器CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQAEx3：请用：请用194实现实现“1011”数据检测器数据检测器步骤：步骤：1、待检测序列长度、待检测序列长度为为4，所以选择，所以选择4位位移位寄存器；移位寄存器；2、将待检测序列从状、将待检测序列从状态输出中解读出来；态输出中解读出来；（组合逻辑）（组合逻辑）X为待检测序列，为待检测序列，将之接在串行输入端；将之接在串行输入端；状态输出（并行输出）状态输出（并行输出）即近几个时钟即近几个时钟脉冲内串行输入的值；脉冲内串行输入的值；CP110XF选择左移选择左移反馈移位寄存器反馈移
5、位寄存器串入端输入为反馈函数串入端输入为反馈函数F的移位寄存器，叫做反馈移位寄存器；的移位寄存器，叫做反馈移位寄存器；反馈函数为移位寄存器并行输出（状态输出）的函数；反馈函数为移位寄存器并行输出（状态输出）的函数；反馈移位寄存器可以实现一些具有移位特性的状态机；反馈移位寄存器可以实现一些具有移位特性的状态机；CP串行输入串行输入串行输出串行输出DQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKQ0Q1Q2Q3F（Q0，Q1，Q2，Q3）用反馈移位寄存器实现环行计数器用反馈移位寄存器实现环行计数器ex4：用：用194实现实现3位环行计数器位环行计数器首先看环行计数器的状态机，是不是具有移位
6、特性首先看环行计数器的状态机，是不是具有移位特性100Q2Q1Q0010001100的次态，可以做如下的分的次态，可以做如下的分析析010：0由反馈函数而得由反馈函数而得来；来；10由环行计数器状态机移由环行计数器状态机移位特性而得来位特性而得来该状态机的移位方向为该状态机的移位方向为Q2Q1Q0；其中；其中D2为串行输入为串行输入端；而端；而Q0为串行输出端为串行输出端然后选择然后选择3位的移位寄存器，并求其反馈函数：位的移位寄存器，并求其反馈函数：反反馈函数的输出值其实就是次态串行输入值馈函数的输出值其实就是次态串行输入值；F=0F=0F=1然后通过卡诺图求反馈函数表达式；然后通过卡诺图求
7、反馈函数表达式；Q2Q1Q0F0001111001d10ddd0dF=Q0CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQACP110然后实现；然后实现；串入串入串出串出用反馈移位寄存器实现扭环计数器用反馈移位寄存器实现扭环计数器ex5：用移位寄存器实现：用移位寄存器实现3位扭环计数器（最小成本设计）位扭环计数器（最小成本设计）000Q2Q1Q00011110111001101、选用、选用3位移位寄存器位移位寄存器2、求反馈函数、求反馈函数根据移位特性可知：根据移位特性可知：Q0端为串入；端为串入；Q2为串出端；为串出端；某个状态的反馈函数的输出就等于某个状态的反馈函数的输出就等于其次态
8、串入的值；其次态串入的值；F=1F=1F=1F=0F=0F=0Q2Q1Q0F000111100111d1000dF=Q2电路图在下页电路图在下页最小成本设计把未用状态的反馈函最小成本设计把未用状态的反馈函数看成任意项；最小风险设计要对数看成任意项；最小风险设计要对未用状态的反馈函数进行讨论未用状态的反馈函数进行讨论用反馈移位寄存器实现扭环计数器续用反馈移位寄存器实现扭环计数器续CP串行输入串行输入串行输出串行输出DQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKQ0Q1Q2最小成本设计最小成本设计3位扭环计数器位扭环计数器ex6：用移位寄存器实现：用移位寄存器实现3位扭环计数器（最小风险设计）位扭环计
9、数器（最小风险设计）最小风险设计，要对未用状态进行讨论；讨论的原则为，在不改变移位最小风险设计，要对未用状态进行讨论；讨论的原则为，在不改变移位特性的基础上，对位用状态的次态进行讨论特性的基础上，对位用状态的次态进行讨论000Q2Q1Q0001111011100110F=1F=1F=1F=0F=0F=0两个未用状态两个未用状态101的次态应为的次态应为01d；其中；其中01由移位特性所决定；由移位特性所决定；d为反馈为反馈函数所决定；选择函数所决定；选择d为为1，这，这样样101次态为次态为011同理可设同理可设010的次态为的次态为101，这样既不改变移位特性，也这样既不改变移位特性，也使风
10、险消除使风险消除101010F=1F=1用反馈移位寄存器实现扭环计数器续用反馈移位寄存器实现扭环计数器续接上页，求反馈函数接上页，求反馈函数Q2Q1Q0F000111100111110001F=Q2+Q1Q0=（Q2（Q1Q0）CP串行输入串行输入串行输出串行输出DQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKQ0Q1Q2最小风险设计的最小风险设计的3位扭环计数器位扭环计数器用移位寄存器实现序列信号发生器用移位寄存器实现序列信号发生器序列信号发生器：能够产生一个串行序列的状态机序列信号发生器：能够产生一个串行序列的状态机Ex7：请用移位寄存器设计一个序列发生器，能够输出串行序列：请用移位寄存器设计一
11、个序列发生器，能够输出串行序列“101110”；（最小成本设计）（最小成本设计）实现方法实现方法1：移位寄存器实现：移位寄存器实现实现方法实现方法2：计数器：计数器+组合逻辑组合逻辑步骤一：通过移位特性构建状态图（要求状态图中不能出现重复状态）；步骤一：通过移位特性构建状态图（要求状态图中不能出现重复状态）；如果选则两位：如果选则两位：1001111110有重复状态，舍弃有重复状态，舍弃如果选则三位：如果选则三位：101011111110101010有重复状态，舍弃有重复状态，舍弃如果选则四位：如果选则四位：101101111110110110100101没有重复状态，选用该状态机没有重复状态
12、，选用该状态机转下页转下页用移位寄存器实现序列信号发生器续用移位寄存器实现序列信号发生器续101101111110110110100101步骤二：上面状态图存在移位特性，根据其移位特性求其反馈函数；步骤二：上面状态图存在移位特性，根据其移位特性求其反馈函数；Q3Q2Q1Q0Q3为串出；为串出；Q0为串入；反馈函数的输出即次态的串入为串入；反馈函数的输出即次态的串入F=1F=0F=1F=0F=1F=1Q3Q2Q1Q00001111000011110Fdd0dd10d0d1dd11dF=Q3Q1+Q3Q1电路在下页；电路在下页；请同学们完成最小风险设计！请同学们完成最小风险设计！用移位寄存器实现序
13、列信号发生器续用移位寄存器实现序列信号发生器续CP串行输入串行输入串行输出串行输出DQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKDQQNCLKQ0Q1Q2Q3最小成本设计的最小成本设计的“101110”序列发生器序列发生器用计数器实现序列信号发生器用计数器实现序列信号发生器Ex8：请用计数器：请用计数器163和多路复用器和多路复用器151设计一个序列发生器，能够输出串行设计一个序列发生器，能够输出串行序列序列“101110”；步骤一：将步骤一：将163变成模为变成模为6的计数器；的计数器；步骤二：一个时钟（状态输出）对应一位的序列发生，通过组合逻辑完成这个转换；步骤二：一个时钟（状态输出）对应一位的序列发生，通过组合逻辑完成这个转换；详情请参照计数器课件详情请参照计数器课件0123414131211105698715，1CLKCLRS1S0LINRINABCDQDQCQBQACPCPDQQNDQQNPRCLRDQQNEN QQNDQQNCLKFQQNCLKDQQNCLK