HD74LS02RP狀態(tài)分配,對(duì)每個(gè)狀態(tài)指定一個(gè)特定的二進(jìn)制代碼,稱為狀態(tài)分配或狀態(tài)編碼。編碼方案不同,設(shè)計(jì)出的電路結(jié)構(gòu)也就不同。編碼方案選擇得當(dāng),設(shè)計(jì)結(jié)果可能相對(duì)簡(jiǎn)單。

首先,要確定狀態(tài)編碼的位數(shù)。同步時(shí)序電路的狀態(tài)取決于觸發(fā)器的狀態(tài)組合,觸發(fā)器的個(gè)數(shù)而即狀態(tài)編碼的位數(shù)。而與狀態(tài)數(shù)盯一般應(yīng)滿足如下關(guān)系

2n-1

其次,要對(duì)每個(gè)狀態(tài)確定編碼。從2n個(gè)狀態(tài)中取″個(gè)狀態(tài)組合可能存在多種不同方案,隨著n值的增大,編碼方案的數(shù)目會(huì)急劇增多①,面對(duì)大量的編碼方案是難以一一進(jìn)行仔細(xì)比較的。一般來(lái)說(shuō),選取的編碼方案應(yīng)該有利于所選觸發(fā)器的激勵(lì)方程及輸出方程的化簡(jiǎn)以及電路的穩(wěn)定可靠。有時(shí),遵循狀態(tài)變化的順序,以自然二進(jìn)制數(shù)遞增順序編碼可簡(jiǎn)化電路。而使用具有一定特征的編碼,例如格雷碼,則有利于減少狀態(tài)輸出出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的可能性。狀態(tài)分配完成,則可將簡(jiǎn)化狀態(tài)圖和狀態(tài)表中的字符替換為狀態(tài)編碼。

選擇觸發(fā)器類型,觸發(fā)器類型選擇的余地實(shí)際上是非常小的。小規(guī)模集成電路的觸發(fā)器產(chǎn)品,大多是D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器。由于單個(gè)JK觸發(fā)器具有較強(qiáng)的功能,選擇它有時(shí)可使設(shè)計(jì)靈活方便。中規(guī)模集成電路大多已組成為功能模塊,對(duì)于電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)已無(wú)選擇余地。如前所述,很多可編程邏輯器件中采用D觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯設(shè)計(jì),如果有特殊要求,用D觸發(fā)器也非常容易構(gòu)成其他邏輯功能的觸發(fā)器。

確定激勵(lì)方程組和輸出方程組,根據(jù)狀態(tài)分配后的狀態(tài)表,用卡諾圖或其他方式對(duì)邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn),可求得電路的激勵(lì)方程組和輸出方程組。這兩個(gè)方程組決定了同步時(shí)序電路的組合電路部分。

畫出邏輯圖,并檢查自啟動(dòng)能力,按照前一步導(dǎo)出的激勵(lì)方程組和輸出方程組,可畫出接近工程實(shí)現(xiàn)的邏輯電路圖。

有些同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有用到的無(wú)效狀態(tài),當(dāng)電路上電后有可能陷入這些無(wú)效狀態(tài)而不能退出,因此,設(shè)計(jì)的最后一步應(yīng)檢查電路是否能進(jìn)人有效狀態(tài),即是否具有自啟動(dòng)能力。如果不能自啟動(dòng),則需修改設(shè)計(jì)。

有些時(shí)序電路要求必須從指定的初始狀態(tài)開始工作,而不允許從任何其他狀態(tài)啟動(dòng)。這時(shí),應(yīng)利用觸發(fā)器的直接置0、置1功能,在開始工作之前先將電路置為有效狀態(tài)。圖6.3.2(a)所示為一低電平手動(dòng)復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路,當(dāng)按鍵開關(guān)按下,則產(chǎn)生低電平復(fù)位 及信號(hào)REsEr,按鍵抬起,系統(tǒng)則進(jìn)人正常工作狀態(tài)。圖6.3.2(b)所示為一種上電自動(dòng)復(fù)位電路,它利用電容兩端電壓不能突變的原理,在上電之初將100 kΩ復(fù)位信號(hào)RESET保持在低電平,將系統(tǒng)預(yù)置為初始狀態(tài)。

研究證明,從n位編碼中取lr個(gè)狀態(tài),其可能的狀態(tài)分配方案數(shù)目為s=2n!/(2N-M).例如,N=3,M=5,其可能的編碼方案總數(shù)達(dá)6720!。