实验四 ——序列检测器和序列发生器

010 重叠的序列检测器（Mealy型和Moore型）

 

Mealy 型：

一、状态转换图

010 重叠的序列检测器是指当输入端连续输入 010 时输出端输出为 1，因此可以用三个 状态分别表示第一个输入为 0，第二个输入为 1，第三个状态输入为 0，只有当输入与要求 对应时才会跳转到下一状态，因此状态转换图如下图所示：

 

 

二、状态转换真值表

 

三、确定触发器的类型

由上述真值表可知要设计一个 010 重叠的序列检测器只需使用到三个状态，因此用到的 触发器的个数为 2 个，为了方便计算所选用的触发器为 D 触发器。

四、求激励函数和输出函数

1、通过卡诺图求得 D1，D0 的结果：

因此求得的激励函数分别为：，。 

 

2、通过卡诺图求得输出 Y 的结果：

五、逻辑电路图

 

 

六、结果分析

1、当输入为 000 时，Y 输出为 0。

2、当输入为 001 时，输出 Y 为 0。

 

3、当输入为 010 时，输出 Y 为 1。

 

4、当输入为 011 时，输出 Y 为 0。

 

5、当输入为 100 时，输出为 0。

 

 

6、当输入为 101 时，输出 Y 为 0。

7、当输入为 110 时，输出 Y 为 0。

 

8、当输入为 111 时，输出 Y 为 0。

由上图示波器中结果显示当输入端 X 连续输入 010 时输出端 Y 输出为 1，然后紧 接着再输入连续的 10 时输出端 Y 输出为一，由此可知该电路实现了检测 010 可重叠序 列的功能。

七、判断自启动

由此可画出完整的流程图为：

 

 

 

 

Moore 型不重叠 010 序列检测器

一、状态转换图

由于 Moore 型电路的输出 Y 不含输入 X，用 S0，S1，S2，S3 分别表示初始状态，检

测到 0 的状态，检测到 01 的状态以及检测到 010 的状态，因此只有当状态为 S3 时表示检

测到完整的序列 010，此时输出 Y 等于 1。

 

 

二、状态转换真值表

三、确定触发器的数量和类型

由于 Moore 型的 010 序列检测器一共需要四个状态，因此选用两个触发器，为了方便 计算本次实验选用 D 触发器。

四、求激励函数和输出函数

1、求 的激励方程：

2、求  的激励方程：

3、求输出函数

五、逻辑电路图

 

六、结果分析

1、当输入为 000 时输出 Y 为 0。

2、当输入为 001 时，输出 Y 为 0。

3、当输入为 010 时，输出 Y 为 1。

4、当输入为 011 时输出 Y 为 0。

5、当输入为 100 时输出 Y 为 0。

6、当输入为 101 时输出 Y 为 0。

7、当输入为 110 时输出 Y 为 0。

8、当输入为 111 时输出 Y 为 0。

由上图中示波器结果可知，当连续输入 010 后在输入 0，此时 D1 n D0 n 11而 Y 输出为 1。

当输入连续的 010 后紧接着在输入 10，此时 Y 输出任为 1，因此可以判断该电路是 010 重

叠的序列检测器。

用移位寄存器设计 01001000 序列发生器

由上述真值表可知设计01001000序列发生器所需要的触发器个数超过4个所以这里不做讨论。

用加法器和选择器设计 01001000 序列发生器

一、设计思路

要产生“01001000”这样的 8 为序列，需要一个模为 8 的计数器，将计数器的初值设为 000，每来一个时钟脉冲，计数器加一，因此加法器可以实现 000 到 111 的状态变化，把加 法器的状态作为输出，将计数器的 3 为输出连接到八选一选择器的三个地址输入端，八选一 的数据输入端  按照“01001000”的顺序连接相应的电平，即  接低电平， 接高 电平， ,， 接低电平，  接高电平， ， ，  接低电平。

二、逻辑电路图

三、结果分析

 

当时钟脉冲到来时，计数器的值会不断变化，其输出作为八选一选择器的地址信号。根 据计数器的不同取值，八选一选择器会从 D0  D7 中选择相应的数据输出，从而依次输出 “01001000”序列，如上图所示。

用计数器和译码器制作 01001000 序列发生器

一．设计思路

要产生“01001000”这样的 8 为序列，需要一个模为 8 的计数器，将计数器的初值设为 000，每来一个时钟脉冲，计数器加一，因此加法器可以实现 000 到 111 的状态变化，把加 法器的状态作为输出。由于译码器有三个输入端 A，B，C，八个输出端 Y0  Y7 ，当输入端 输入不同的二进制编码时，对应的输出端为高电平有效，其余输出为低电平，因此将计数器 的三位输出连接到译码器的 A，B，C 输入端，这样当当计数器变化时，译码器会根据二进 制码使相应的输出端有效，然后将译码器的 Y1， Y4 连接到一个或们上，当输入为 000 时 Y0 输 出高电平其余输出低电平，因此或门输出低电平，当输入为 001 时 Y1 输出高电平其余输出 低电平因此或门输出高电平，依次类推。

二、逻辑电路图

三、结果分析

 

当时钟脉冲到来时，计数器的值会不断变化，其输出作为八选一选择器的地址信号。根 据计数器的不同取值，译码器器会输出  中相应的数据，当输入为 000 时  输出高电 平其余输出低电平，因此或门输出低电平，当输入为 001 时 输出高电平其余输出低电平 因此或门输出高电平，依次类推，从而依次输出“01001000”序列，如上图所示。

总结：

本次实验分别实现了 Mealy 型的 010 序列检测器，Moore 型的 010 序列检测器，用计数 器和八选一选择器设计 01001000 序列发生器，用计数器和译码器设计了 01001000 序列发生 器，使我对序列检测器状态的转换，激励方程输出函数以及电路的设计都有了更加深入的认 识，在设计序列发生器时，也对计数器和选择器的结合，计数器和译码器的结合有了新的认 识。