基于数据选择器和D触发器的多输入时序电路设计

1．2．3 现态对输入信号的选择及输入矩阵参数的确定

现态的取值组合决定所选择的数据输入端，而数据输入端的输人情况又决定次态：

已知状态转换关系确定式(3)中输入矩阵参数的方法如1．1．2所述。

1．3 n个状态变量的多输入时序网络

按照D触发器的现态组合作为数据选择器的选择输入变量、数据选择器的输出作为D触发器输入信号的构成方法，用n个D触发器、n个2n选1数据选择器组合，可构成n个状态变量的多输入时序网络。

2 基于数据选择器和D触发器的多输入时序逻辑电路设计

2．1 设计步骤

采用数据选择器和D触发器构成的多输入时序网络进行多输入时序逻辑电路设计的步骤：

(1)由设计要求做出最简状态图；

(2)根据状态个数确定多输入时序网络中D触发器、数据选择器的个数及数据选择器的选择规模；

(3)根据状态转换关系确定输入矩阵的参数，即确定数据选择器输入端所接的变量或常量；

(4)画出时序逻辑图。

2．2 应用举例

主干道、支干道十字路口交通灯控制电路中的控制器共有4个状态，在不同输入信号的作用下进行状态转换：

(1)状态，主干道绿灯亮、支干道红灯亮，到了规定的30 s时间隔由控制电路中的计数器向控制器输入1个T30=1的信号，控制器转到下一工作状态；

(2)状态，主干道黄灯亮、支干道红灯亮，到了规定的5 s时间隔由控制电路中的计数器向控制器输入1个T5=1的信号，控制器转到下一工作状态；

(3)状态，主干道红灯亮、支干道绿灯亮，到了规定的20 s时间隔由控制电路中的计数器向控制器输入1个T20=1的信号，控制器转到下一工作状态；

(4)状态，主干道红灯亮、支干道黄灯亮，到了规定的5 s时间隔由控制电路中的计数器向控制器输入1个T5=1的信号，控制器转到第(1)种工作状态。

控制器的状态图如图3所示。

用有2个状态变量的多输入时序网络实现，由图3所示状态图的状态转换关系，可确定输入矩阵参数为：

选用双D触发器74LS74和双4选1数据选择器74LSl53构成多输入时序网络并由式(4)连接输入端画出逻辑图如图4所示，其中R，C构成通电复位电路。

3 结语

基于数据选择器和D触发器的多输入时序逻辑电路设计方法，适合实现互斥多变量时序逻辑电路，且在设计过程中不需要进行函数化简，而这一过程在多变量时是相当繁琐甚至难以进行。