用D触发器和门电路设计一个用来控制红绿两个发光二极管亮灭的时序逻辑电路

 题目要求: 用D触发器和门电路设计一个时序逻辑电路, 用来控制红绿两个发光二极管(低电平驱动), 要求让红色管亮2个周期, 绿色管亮3个周期, 如图示(本文底部), 写出具体的设计步骤, 并绘制逻辑图.

分析:

        本题实际上是要求读者先设计一个同步5进制计数电路, 而后再将电路的5个有效状态对应红绿两个发光二极管的亮灭. 根据题目要求中给出的波形图, 5个有效状态000、001、010、011、100分别对应 红亮绿灭、红亮绿灭、红灭绿亮、红灭绿亮、红灭绿亮. 由于题目中给出的发光二极管为低电平驱动方式, 故点亮时, 输入电平为低电平, 否则为高电平.

逻辑抽象:

        电路共有5个有效状态, 则至少需要3位二进制变量来表示, 设三位二进制变量由高位到低位分别为Q2、Q1、Q0.

        红色发光二极管亮或灭用变量R来表示: R=0时红色发光二极管点亮, R=1时红色发光二极管灭.

        绿色发光二极管亮或灭用变量G来表示: G=0时绿色发光二极管点亮, G=1时绿色发光二极管灭.

设计步骤:

①绘制电路状态图:

②根据状态表, 选择D触发器, 绘制状态激励表:

③根据状态激励表, 求状态激励方程和次态方程:

④根据求出的次态方程, 验证电路是否具有自启动功能:

⑤将R、G的逻辑表达式求出:

⑥按照求出的逻辑表达式绘制电路的逻辑图:

        由于我在multisim7中只找到了高电平驱动的发光二极管, 故这里R和G需要在原有逻辑表达式的基础上, 通过一级非门后再接到对应的发光二极管上.

题目要求(附):  

最后

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