序列信号发生器的设计

用移位寄存器设计序列信号发生器

05年真题

用下图所示的74LS194双向移位寄存器及其他必要的器件产生如下序列信号：0110100101。

思路：（这个答案里的思路比较麻烦，常规思路见08年，$Q_0Q_1Q_2Q_3$跟着序列走，列卡诺图化简）

①. 一般$Q_0Q_1Q_2Q_3$的初始状态对应序列信号的前四位；序列信号的剩余位为左移串行的待输入。如下图所示，黄色部分为待发生序列信号。

②. 经过仔细观察可以发现，$Q_0$与$D_L$是相反的，所以我们可以尝试对$Q_0$进行反接作为$D_L$左移串行输入。得到下图：

③. 因为在$S_{10}$状态后应该回到$S_1$状态，所以正常情况下在$S_{10}$状态后，给移位寄存器置数$0110$即可。但在本题中有两个状态$S_2$和$S_{10}$都是$1101$，如果这样做，那么在$S_2$状态时也会置数，这样就只能在$S_1\sim S_2$循环，不合题意。所以应该做一些改进。

通过观察，循环中没有$1111$状态，而且此状态与$S_{10}$的状态$1101$只差一位，即$Q_2$。所以我们只需对此位进行修改，当到$S_8$状态时$D_L$改为和$Q_0$相同，其它状态仍然是相反，这样就可以满足要求，即变成下图：

④. 设计电路，如下图：

当是$S_8$状态时，$IV=0$，$Q_0$与$0$异或相当于不变；其余状态$IV=1$，$Q_0$与$1$异或，结果是$Q’_0$；异或后作为$D_L$左移串行进位的输入。
当$Q_0Q_1Q_2Q_3=1111$时需要置数，$M_0=M_1=1$；因为循环过程是左移，所以在其它状态时$M_0=0,M_1=1$。

08年真题

九、用双向移位寄存器及其它必要的器件设计一个序列信号发生器，产生序列信号：0111101000011001.

思路：首先，开始时使$\overline{CR}=0$，计数器清零。过一段时间后，进行置数，然后一直循环左移，从$Q_0$脚输出序列。

一开始$D_0D_1D_2D_3=0111$，此时$Q_0Q_1Q_2Q_3=0111$，$D_L$应为$1$；然后左移，$Q_0Q_1Q_2Q_3=1111$，此时$D_L=0$。依次类推，可以得到$Q_0Q_1Q_2Q_3$和$D_L$的对应关系，画出卡诺图并写出$D_L$的方程：

因为在输出序列过程中存在$Q_0Q_1Q_2Q_3=0000$状态，所以不能只用$Q_0Q_1Q_2Q_3=0000$作为置数的信号，可以结合清零端$\overline {CR}$来控制。对应$M_1M_0$脚：

当$Q_0Q_1Q_2Q_3=0000$,且$\overline {CR}=0$时，$M_1M_0=11$，置数
当$Q_0Q_1Q_2Q_3=0000$,且$\overline {CR}=1$时，$M_1M_0=01$，左移

故$M_1=1,M_0=\overline{Q_3+Q_2+Q_1+Q_0+\overline {CR}}$，且$D_0D_1D_2D_3=0111$

最终电路图为：

用计数器和数据选择器设计序列信号发生器

06年真题

九、用16进制计数器和8选1数据选择器及必要的门电路设计一个脉冲序列发生：当$X=0$时产生序列信号101010；当$X=1$时产生序列信号0011101。

解：

①、计数器的作用是限定输出序列的长度，当$X=0$时，序列有$6$位，计数器的计数范围应该为$0\sim5$，即$000\sim 101$；同理当$X=1$时，序列有$7$位，计数范围为$0\sim 6$，即$000\sim 110$。所以可得置数信号为$\overline {LD}=\overline {\bar XQ_2Q_0}\cdot \overline {XQ_2Q_1}$

②、将计数器输出信号的低三位作为数据选择器的地址信号。数据选择器的输入端可以设置为：