做一个五进制的加减法计数器
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做一个五进制的加减法计数器,输入控制端为1 时,做加法,为0时,做减法,用JK 触发器实现。
第一步:根据要求进行逻辑抽象,得出电路的原始状态图。
取输入数据变量为X,检测的输出变量为乙该电路的功能是五进制计数器。当X=1时,计数器作加“ 1”运算,设初态为S。状态由S o 做加1运算,状态转为S i,输出为0;状态S i做加1运算,转为状态S2, 输出为0;状态S2做加1运算,转为状态S3,输出为0;状态S3做加1运算,转为状态S,输出为0;当状态S继续做加1运算时,状态由S转到S o,输出为1。当X=0时,计数器作减“ 1”运算。状态由S0做减1运算,此时产生借位,状态转为S,输出为1;状态S4做减1运算,转为状态S3, 输出为0;状态S3做减1运算,转为状态S2,输出为0;状态S2做减1运
算,转为状态S,输出为0;状态S做减1运算,状态由S转为状态S0, 输出为0。
由此得出状态转换图:
第二步:状态编码。
该电路是五进制计数器,有五种不同的状态,分别用S o、S i、S2、S3、S表示五种状态,这五种状态不能作状态化简。在状态编码时,依据2n+1vN<2,当N=5时,n=3,选触发器的个数n=3。触发器按自然态序变化,采用二进制计数编码。设S o=OOO,S=001,S2=010,S3=011,S=100。
状态转换表如下:
现态Q n Q n Q n
次态 Q n+1Q n+1Q n+1 /输出 Z
X=0
X=1 000 100/1 001/0 001 000/0 010/0 010 001/0 011/0 011 010/0 100/0 100
011/0
000/1
第三步:求出输出方程,状态方程和驱动方程(控制函数)
用JK 触发器构成逻辑电路,JK 触发器的特性方程CT 二J Q n + K
n n n n
Z=X Q 3 + X Q 3 Q Q
XQ
01 11 10
1 0
X
X
X
丄
A
0 0 0
00 01 11
10 (1)
Q
。
00 01 11 10
11
1 0
0 X X
X 0 X
h
X
u
n+1 n n
n n n
Q 3 =X Q 2 Q + X Q 3 Q 2 Q
00 01 11 10 (b)
XQ n 0
1
、/
1 { — X
0 X 什
X
X
1
1
00 01 11
10
00 01 11 10
n+1 _ n
— n_n
— n_n
— n_n
2
=X Q + X Q 2 Q + X Q 2Q + X Q 2 Q 1
00 Q
01 11 10
n+1
n n n n n
=X Q + Q 2 Q + X Q 3 Q
00 01
再由JK触发器特性方程求出各个触发器的驱动方程:
J 1= X Q3n + X Q 3n + Q2n
K i = X Q3n
— n _ n
J 2 = X Q i + X Q 3
& = X Q 3n + X Q i n + X Q i n
J 3 = X Q 2n Q n + X Q 2n Q n
K 3 = X Q 2n Q n
第四步:画出逻辑电路图:
第五步:检测该电路是否有自启动能力:
电路有三个无效状态:101,110,111。当电路进入任何一个无
效状态后,当来一个脉冲,即有:Q n+1=0,Q2n+1=1,Q1n+1=1,电路进入到状态S=011,输出Z=0,由此可知该电路具有自启动能力