Решение
Задан граф переходов:
.
Он характеризует последовательность
изменения состояния триггеров
синтезируемого счетчика. Для реализации
требуемого счетчика потребуется три
синхронных триггера (двоичный код,
соответствующий наибольшему выходному
состоянию, является трехразрядным: 710
= 1112,
кроме того, общее количество состояний
счетчика в цикле счета, равное 6, также
описывается как минимум трехразрядным
двоичным кодом). Так как требуется
синтезировать синхронный счетчик, то
тактовые импульсы (сигнал С)
подаются на Т-триггеры параллельно.
Функциональная схема счетчика представлена
на рисунке 4.1. Схемы возбуждения (СВ1…СВ3)
должны формировать сигналы возбуждения
триггеров счетчика, обеспечивая требуемую
по заданию последовательность его
переключения. Таким образом дальнейший
синтез счетчика сводится к синтезу схем
возбуждения.
Рисунок 4 – Функциональная схема счетчика
В соответствии с графом переходов составляется таблица переходов счетчика и определяются значения функций возбуждения каждого из триггеров. Так как общее количество состояний трехразрядного счетчика – 8, а определены только 6, то необходимо доопределить переходы, т.е. указать в какое состояние из разрешенных графом должен перейти счетчик, если перед этим он каким – либо образом (например, при включении устройства или в результате воздействия помехи) установился в запрещенное графом состояние. Запрещенные состояния проектируемого счетчика 2 и 5. Потребуем, чтобы из этих состояний он переходил в состояние 0.
В таблице 4.2 показаны все возможные переходы состояний триггера и требуемые для этих переходов уровни сигналов на входе Т .
Таблица 4.2 – Таблица переходов Т-триггера
|
T(t) |
Q(t+1) |
|
0 |
Q(t) |
|
1 |
|
T-триггер
(T
– Toggle)
при T=0
не изменяет своего состояния, а при T=1
в следующий момент времени переходит
в противоположное состояние (
).
Таблица переключений проектируемого счетчика будет выглядеть следующим образом (таблица 4.3).
Таблица 4.3 – Таблица переключений проектируемого счетчика
|
Текущее состояние |
Следующее состояние |
Уровни сигналов на входах триггеров |
||||||
|
Q2 |
Q1 |
Q0 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
Т0 |
Т1 |
Т2 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Пользуясь таблицей 4.3, можно заполнить карты Карно для входов Т всех триггеров счетчика. При этом следует помнить, что уровни сигналов на входах Т являются логическими функциями текущего состояния триггеров и на картах Карно (рисунок 4.2) под Q2, Q1, Q0 понимается текущее состояние счетчика, т.е. перед поступлением на вход счетчика очередного импульса.
Рисунок 4.2 – Карты Карно
По картам Карно запишем следующие выражения для функций возбуждения входов J и K всех триггеров счетчика в МДНФ.
,
(1)
Логическая схема счетчика, построенная по логическим функциям (1), представлена на рисунке 4.3.
Рисунок 4.2 – Синтезируемый трехразрядный синхронный счетчик на Т-триггерах