① 列移位状态表
② 确定 DL的取值，求驱动方程：
Q QQ Q QD CBCBAL
周期序列,00001101
4 0 1 1 0 1 0
5 1 1 0 1 0 0
6 1 0 1 0 0 0
7 0 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 0 1
态序 DLQAQBQCQD序列
0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 1
2 0 0 0 1 1 0
3 0 0 1 1 0 1
0××010
××0×11
1××001
×01100
10110100QAQBQCQD
DL
解：
例 1：用移位寄存器 74LS194构成周期序列 00001101产生器。
③ 电路
CBCBA
CBCBAL
Q Q QQQ
Q QQ Q QD
S1S0=10—左移思考：请检查自启动功能。
例 2：用移位寄存器 74LS194构成 4位 m序列（ 111 1000 1001 1010）产生器。
解：
1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 01111
11101100
10000001
00100100
10010011
00111101
1010
10110111
1111
0101
移位状态分析,
15个独立状态,左移。
1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 01111
11101100
10000001
00100100
10010011
01101101
1010
10110111
1111
0101
0001 0010 0100 1001 0011 0110
1101
1010
01011011011111111100 1110
1000
0000
QAQBQCQD
状态图,
4 1 0 0 0 1 0
5 0 0 0 1 0 0
6 0 0 1 0 0 1
7 0 1 0 0 1 1
15 0 1 1 1 1 0
8 1 0 0 1 1 0
9 0 0 1 1 0 1
10 0 1 1 0 1 0
11 1 1 0 1 0 1
12 1 0 1 0 1 1
13 0 1 0 1 1 1
14 1 0 1 1 1 1
态序 序列 QAQBQCQD DL
0 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 0 0
2 1 1 1 0 0 0
3 1 1 0 0 0 1
BAL QQD
移位状态表,
思考：
⑴添加自启动电路。
⑵只添加 1个或非门可否实现自启动。
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
74194 10
1
CP
=1
序列输出
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
74194 1
1
CP
=1
序列输出
≥1
1 1 1 1
当 194状态为,QAQBQCQD＝ 0000时,S1S0＝ 11，
进行置数，使 QAQBQCQD＝ 1111。
例 3,计数译码型序列信号发生器设计以计数器 161为核心，产生 0001 0011 0101 111序列的信号发生器。
选自,电子线路设计 ·实验 ·测试,（谢自美）
分析：
15位序列码，对应 15个状态，
故整个电路可用 15进制计数器和译码电路组成。
序列信号状态表：
15个计数状态对应的序列输出
10
电路：
10
00 01 11 10
00
01
11
10
Q3Q2
Q1Q0
1
11
1 1
1 1×101031223 QQQQQQQQY
“1110”与非,
置 0法构成 15
进制计数器。
例 4：用移位寄存器 74LS194构成,1101”序列检测器当 X依次输入 1,1,0,1时，输出 Z＝ 1；否则 Z＝ 0。因此
Z表示检测到,1101”序列。
说明：最后一个 1还可以作为下一组,1101”的第一个 1，这称为允许输入序列码重叠。这种序列检测称之为重叠型序列检测器。
思考：用 74194设计一个非重叠型序列检测器。
如输入为,00110110110100时，
输出为,00000100000100
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
1
0
1
CP
Z
X
&1
74194 1 1 0 1
例 4：用移位寄存器 74LS194构成,1101”序列检测器思考：用 74194设计一个非重叠型序列检测器。
如输入为,00110110110100时，
输出为,00000100000100
输入不为 1101时,Z＝ 0,S1S0＝ 10，左移。
输入为 1101时,Z＝ 1,S1S0＝ 11，置数，下一个 CP时
ABCD＝ 000X，即 QAQBQCQD ＝ 000X；
此后，在 CP作用下,194左移。
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
11
CP
Z
X
&1
74194 1 1 0 1
0 0 0
例 5 用可逆计数器 74LS191实现 12归 1计数
① 异步置数,LD低有效。
② 使能控制端 S,S=1 保持； S=0，计数
③ 加 /减控制端（ D/U）,(=0加计数,=1减计数 )
④ 进 /借位输出端 Co/Bo，当加计数到 15,或减计数到 0时,Co/Bo=1。
讲解,1.用 1片 74191加 1个 D触发器实现 12归 1电路。
思考,2.用 2片 74191设计 12归 1电路。 /S/LD Co/Bo/RCoU/D
(1)列计数状态表
(2)翻转规律,共有两次翻转：
① 0,1001后，十位翻 1，个位清 0，
（用置 0构成十进制，控制信号可由暂态 0,1010产生）
② 1,0010后,十位翻 0,个位置 0001，
（十位用清 0法，个位由减 1得到。
控制信号可由暂态 1,0011产生）
异步置数,LD低有效逻辑图：
M=QE·QB
(对应 10010）
）（对应 1 0 1 0 0
BDQQLD?
）（对应 0 0 1 1 1
ABE QQQRD?
CP,0 产生?LD
1,LD=QD·QB （ 1010）用置 0法构成十进制计数，同时产生十位 CP信号。
2,M=QE·QB （ 1 0010）变加为减计数 (M=0时,加 ;M=1时,减 )。
下一个 CP使个位减 1。
3,RD=M·QA 在 M＝ 1（ 1 0010）之后,个位减 1→ QA＝ 1→ 十位清 0。
控制方程：
输出,QE QDQC QB QA
① LD=QB?QD 用置 0法构成十进制计数。
QDQCQBQA＝ 1010时置 0→0000→ 产生触发器的 CP,使其由 0→1 。
② M=QE?QB 变加为减计数 (M=0时,加 ;M=1时,减 )
当计数到 1 0010时,M=1,变加为减。这样,下一个脉冲
(第 13个 CP)来时，个位由 0010减成 0001(完成个位归 1)。
③ RD=QA?M 十位清 0。
分析：
M在计数到 12（ 1 0010)时才为 M=1,在第 13个 CP使个位减
1（ QA=1）后。触发器清 0端 RD＝ 0 →Q E=0(完成十位清 0) 。
例 6 用 161实现 12归 1计数 选自,电子线路设计 ·实验 ·测试,（谢自美）
分析：
⒈ 两片 161构成同步计数电路（⑵片高位、⑴片低位），
由使能端控制级联计数。
⒉ 161异步清零（⑴片有清零，⑵片无清零），
同步置数（⑴片置 1，⑵片置 0） 。
⒊计数到 0 1001后，⑵片可以计数，再来 CP，十位加 1，
个位变为 1010后立即清 0。总计数值为 1 0000。
⒋计数到 1 0010后,LD1＝ LD2＝ 0，再来 CP，⑵片置 0，
⑴片置 1。总计数值为 0 0001。
Q20 Q13 Q12Q11Q10
例 7 电路设计智能机器人能够识别并绕开障碍物，在充斥着障碍物的环境里自由行走。它的前端有一个接触传感器,当遇到障碍物 时传感信号 X=1，否则传感信号 X=0。它有两个控制信号 Z1和 Z0控制脚轮行走，
Z1=1时 控制机器人 左转,Z0=1时控制机器人 右转,
Z1Z0=00时控制机器人 直行 。
机器人遇到障碍物时的转向 规则是：若上一次是左转，则这一次右转，直到未探测到障碍物时直行；若上一次是右转，则这一次左转，直到未探测到障碍物时直行。 试用 D触发器设计一个机器人控制器，控制机器人的行走方式。
选自,数字电路与系统设计,（邓元庆）
解：根据题意，机器人有以下四种可能的工作状态：
① 当前直行，但上一次是左转，设为状态 A；
② 探测到障碍物，正在右转，设为状态 B ；
③ 当前直行，但上一次是右转，设为状态 C ；
④ 探测到障碍物，正在左转，设为状态 D 。
0/00 A
D C
B 1/01
1/10 0/001/10
0/00
1/01
0/00 Xn/Z1nZ0n
状态图原始状态表
Xn
Sn 0 1
A A/00 B/01
B C/00 B/01
C C/00 D/10
D A/00 D/10
Sn+1/Z1nZ0n
00
01
11
10设定状态编码编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n
说明：
⑴根据状态编码表需求出：
Z1 Z0 D1 D0 。
⑵因选用 D触发器，故
Q1n+1＝ D1,Q0n+1＝ D0 。反之，
也可由 Q1n+1,Q0n+1求得 D1,D0 。
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
D触发器设计编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
D触发器设计机器人控制器电路
Z1n = XnQ1n D1n = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n D0n = XnQ1n + XnQ0n
1
1D
C1
Q1
Q1
CP
1D
C1
Q0
Q0
Z1
Z0
&
&
&
1≤
1≤
X
例 8 用计数器 74163实现图示状态图描述的同步时序电路功能 。
状态图
S410/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
S5
S6
S0
S3
S2
S1 状态分配,
QCQBQA
S0----000
S1----001
S2----010
S3----011
S4----100
S5----101
S6----110
选自,数字电路与系统设计,（邓元庆）
编码状态图
10010/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
101
110
000
011
010
001
状态分配,
QCQBQA
S0----000
S1----001
S2----010
S3----011
S4----100
S5----101
S6----110
⑴ QCQBQA共有 7个状态，无 111状态，可作无关状态处理。
⑵有 2个输入 X1X0,X1X0＝ 00,01,10,X1X0≠11 。
⑶有 1个输出 Z。
分析：
74163的控制激励表（部分）
现态 输入 次态 工作方式 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 QCn+1QBn+1QAn+1 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 0 0 0 保持 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 0 置数 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 0 0 1 计数 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 0 1 0 计数 1 1 φφφ1 1 1
1 0 0 0 1 保持 1 1 φφφ0 φ 1
求控制激励表,根据状态图,依照不同的现态、次态和输入的组合,
设定 163工作方式，求出各个激励和输出。
编码状态图
10010/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
101
110
000
011
010
001
74163的控制激励表现态 输入 次态 工作方式 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 QCn+1QBn+1QAn+1 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 0 0 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 0 置 数 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 0 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 0 1 0 计 数 1 1 φφφ1 1 1
1 0 0 0 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 0 1 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 10 1 0 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1 0 0 0 0 0 置 数 1 0 0 0 0 φ φ 00 1 0 1 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 10 1 1 0 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 0 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 0 计 数 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 0 0 0 置 数 1 0 0 0 0 φ φ 01 0 1 1 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 0 0 0 计 数 1 1 φφφ1 1 0
为了能够自启动，使,111”→,000”，为计数工作方式，输出为 0。
以上各变量中的 φ取值：
A,B：取 0
T：取 1
C：有些取 0,有些取 1。
74163的部分控制激励表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 φφφ1 1 1
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 1 1 φφφ0 φ 10 1 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
0 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 φφφ1 1 10 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 1 1 φφφ1 1 0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
部分 控制激励 求解：
列控制激励表的目的,是求出各个激励和输出，它们是 QCnQBnQAn和 X1 X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。
74163的部分控制激励表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 φφφ1 1 1
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 1 1 φφφ0 φ 10 1 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
0 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 φφφ1 1 10 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 1 1 φφφ1 1 0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
部分 控制激励 求解：
1
0
10110100QCQBQA
C
0×××
×0×1
C的求解：
列控制激励表的目的,是求出各个激励和输出，它们是 QCnQBnQAn和 X1 X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。
φ取 0
LD,P,Z的数据选择表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 LD P T Zn
0 0 0
0 0 1 0 φ 0
0 1 0 φ φ 1
1 0 1 1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 1 1
1 0 1 0 φ 1
0 1 0 0 0 1 0 φ 10 1 1 1 1 1
0 1 1 0 0 0 φ φ 00 1 1 0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 1 10 1 1 0 φ 1
1 0 1 0 0 1 0 φ 11 0 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 φ φ 01 0 1 0 φ 1
1 1 0 φ φ 1 1 1 0
X1+X0
1
1
X0
1
1
X1
0
X1
X1
X0
0
X0
X1
0
1
X0
1
1
X0
1
1
X1
1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
ZPLDQC QB QA
LD,P,Z的求解：
通过观察，得到在 QCnQBnQAn的每个状态下，变量与 X1 X0的逻辑表达式，列出数据选择表。
1
0 00
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
74163
CO
CLR
CP
P
T
QD QC QB QA LD
D C B A 1
1
CP
0
X1
X1
X0
0
X0
X1
0
1
0
X0
1
1
X0
1
1
X1
1
0
1
1
X0
1
1
X1
0
≥ 1X1X
0
Z
QC QB QA
0 0 00 0 1
0 1 00 1 1
1 0 01 0 1
1 1 01 1 1
Z
X1+X0
1
1
X0
1
1
X1
0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
如：求 Z的电路
P,LD的实现同 Z
电路
Z
PLD
Z,LD,P的电路由数选器 74151实现。
例 9 分析图示电路的功能。
DCB QQQC L R?DR
QS?
73 YZ? 151212 Y Y YZ?
3101 Y Y YZ?
CLR
1
1
&
CP
S1
S0S
R A B C D SL
QA QB QC QD
74194 74154
A3
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
G1G
2
0
1 1
0
0
CP
&
&
&
Z3
Z2
Z1
Z0
Y Y Y Y YZ 15148700?
CLR
1
&
CP
S1
S0S
R A B C D SL
QA QB QC QD
74194
A3
A2
A1
A0
0
1 1CP
DCB QQQC L R?
DR QS?
QAQBQCQD
0000 1000 1100 1110 1111 0111 0011 0001
001010011101 01001010
011010110101
74154
移位寄存器 74194部分：
右移、有清 0。
状态表：
8个有效状态，构成扭环形计数器。具备自启动能力。
174154
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
G1G
2
0
0
&
&
&
Z3
Z2
Z1
Z0
A3
A2
A1
A0
QA
QB
QC
QD
73 YZ?
3101 Y Y YZ?
Y Y Y Y YZ 15148700?
0000
QAQBQCQD
1000
1100
1110
1111
0111
0011
0001
Z3Z2Z1Z0
0011 3
0001 1
0Y
8Y
12Y
0100 4
14Y
0001 1
15Y
0101 5
7Y
1001 9
3Y 0010 2
1Y
151212 Y Y YZ?
0110 6
译码器器 74154部分：
QAQBQCQD
/Z3nZ2nZ1nZ0n
0000/0011 1000/0001 1100/0100
0001/0110
0011/0010 0111/1001 1111/0101
1110/0001
0101/0000
0010/00001001/0000
1011/0000
0110/0000
1101/0000
1010/0000
0100/0000
全状态图功能：自启动的 π 值 (3.1415926) 发生器
② 确定 DL的取值，求驱动方程：
Q QQ Q QD CBCBAL
周期序列,00001101
4 0 1 1 0 1 0
5 1 1 0 1 0 0
6 1 0 1 0 0 0
7 0 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 0 1
态序 DLQAQBQCQD序列
0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 1
2 0 0 0 1 1 0
3 0 0 1 1 0 1
0××010
××0×11
1××001
×01100
10110100QAQBQCQD
DL
解：
例 1：用移位寄存器 74LS194构成周期序列 00001101产生器。
③ 电路
CBCBA
CBCBAL
Q Q QQQ
Q QQ Q QD
S1S0=10—左移思考：请检查自启动功能。
例 2：用移位寄存器 74LS194构成 4位 m序列（ 111 1000 1001 1010）产生器。
解：
1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 01111
11101100
10000001
00100100
10010011
00111101
1010
10110111
1111
0101
移位状态分析,
15个独立状态,左移。
1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 01111
11101100
10000001
00100100
10010011
01101101
1010
10110111
1111
0101
0001 0010 0100 1001 0011 0110
1101
1010
01011011011111111100 1110
1000
0000
QAQBQCQD
状态图,
4 1 0 0 0 1 0
5 0 0 0 1 0 0
6 0 0 1 0 0 1
7 0 1 0 0 1 1
15 0 1 1 1 1 0
8 1 0 0 1 1 0
9 0 0 1 1 0 1
10 0 1 1 0 1 0
11 1 1 0 1 0 1
12 1 0 1 0 1 1
13 0 1 0 1 1 1
14 1 0 1 1 1 1
态序 序列 QAQBQCQD DL
0 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 0 0
2 1 1 1 0 0 0
3 1 1 0 0 0 1
BAL QQD
移位状态表,
思考：
⑴添加自启动电路。
⑵只添加 1个或非门可否实现自启动。
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
74194 10
1
CP
=1
序列输出
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
74194 1
1
CP
=1
序列输出
≥1
1 1 1 1
当 194状态为,QAQBQCQD＝ 0000时,S1S0＝ 11，
进行置数，使 QAQBQCQD＝ 1111。
例 3,计数译码型序列信号发生器设计以计数器 161为核心，产生 0001 0011 0101 111序列的信号发生器。
选自,电子线路设计 ·实验 ·测试,（谢自美）
分析：
15位序列码，对应 15个状态，
故整个电路可用 15进制计数器和译码电路组成。
序列信号状态表：
15个计数状态对应的序列输出
10
电路：
10
00 01 11 10
00
01
11
10
Q3Q2
Q1Q0
1
11
1 1
1 1×101031223 QQQQQQQQY
“1110”与非,
置 0法构成 15
进制计数器。
例 4：用移位寄存器 74LS194构成,1101”序列检测器当 X依次输入 1,1,0,1时，输出 Z＝ 1；否则 Z＝ 0。因此
Z表示检测到,1101”序列。
说明：最后一个 1还可以作为下一组,1101”的第一个 1，这称为允许输入序列码重叠。这种序列检测称之为重叠型序列检测器。
思考：用 74194设计一个非重叠型序列检测器。
如输入为,00110110110100时，
输出为,00000100000100
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
1
0
1
CP
Z
X
&1
74194 1 1 0 1
例 4：用移位寄存器 74LS194构成,1101”序列检测器思考：用 74194设计一个非重叠型序列检测器。
如输入为,00110110110100时，
输出为,00000100000100
输入不为 1101时,Z＝ 0,S1S0＝ 10，左移。
输入为 1101时,Z＝ 1,S1S0＝ 11，置数，下一个 CP时
ABCD＝ 000X，即 QAQBQCQD ＝ 000X；
此后，在 CP作用下,194左移。
CP
CLR S1
S0
SR A B C D SL
Q A Q B Q C Q D
11
CP
Z
X
&1
74194 1 1 0 1
0 0 0
例 5 用可逆计数器 74LS191实现 12归 1计数
① 异步置数,LD低有效。
② 使能控制端 S,S=1 保持； S=0，计数
③ 加 /减控制端（ D/U）,(=0加计数,=1减计数 )
④ 进 /借位输出端 Co/Bo，当加计数到 15,或减计数到 0时,Co/Bo=1。
讲解,1.用 1片 74191加 1个 D触发器实现 12归 1电路。
思考,2.用 2片 74191设计 12归 1电路。 /S/LD Co/Bo/RCoU/D
(1)列计数状态表
(2)翻转规律,共有两次翻转：
① 0,1001后，十位翻 1，个位清 0，
（用置 0构成十进制，控制信号可由暂态 0,1010产生）
② 1,0010后,十位翻 0,个位置 0001，
（十位用清 0法，个位由减 1得到。
控制信号可由暂态 1,0011产生）
异步置数,LD低有效逻辑图：
M=QE·QB
(对应 10010）
）（对应 1 0 1 0 0
BDQQLD?
）（对应 0 0 1 1 1
ABE QQQRD?
CP,0 产生?LD
1,LD=QD·QB （ 1010）用置 0法构成十进制计数，同时产生十位 CP信号。
2,M=QE·QB （ 1 0010）变加为减计数 (M=0时,加 ;M=1时,减 )。
下一个 CP使个位减 1。
3,RD=M·QA 在 M＝ 1（ 1 0010）之后,个位减 1→ QA＝ 1→ 十位清 0。
控制方程：
输出,QE QDQC QB QA
① LD=QB?QD 用置 0法构成十进制计数。
QDQCQBQA＝ 1010时置 0→0000→ 产生触发器的 CP,使其由 0→1 。
② M=QE?QB 变加为减计数 (M=0时,加 ;M=1时,减 )
当计数到 1 0010时,M=1,变加为减。这样,下一个脉冲
(第 13个 CP)来时，个位由 0010减成 0001(完成个位归 1)。
③ RD=QA?M 十位清 0。
分析：
M在计数到 12（ 1 0010)时才为 M=1,在第 13个 CP使个位减
1（ QA=1）后。触发器清 0端 RD＝ 0 →Q E=0(完成十位清 0) 。
例 6 用 161实现 12归 1计数 选自,电子线路设计 ·实验 ·测试,（谢自美）
分析：
⒈ 两片 161构成同步计数电路（⑵片高位、⑴片低位），
由使能端控制级联计数。
⒉ 161异步清零（⑴片有清零，⑵片无清零），
同步置数（⑴片置 1，⑵片置 0） 。
⒊计数到 0 1001后，⑵片可以计数，再来 CP，十位加 1，
个位变为 1010后立即清 0。总计数值为 1 0000。
⒋计数到 1 0010后,LD1＝ LD2＝ 0，再来 CP，⑵片置 0，
⑴片置 1。总计数值为 0 0001。
Q20 Q13 Q12Q11Q10
例 7 电路设计智能机器人能够识别并绕开障碍物，在充斥着障碍物的环境里自由行走。它的前端有一个接触传感器,当遇到障碍物 时传感信号 X=1，否则传感信号 X=0。它有两个控制信号 Z1和 Z0控制脚轮行走，
Z1=1时 控制机器人 左转,Z0=1时控制机器人 右转,
Z1Z0=00时控制机器人 直行 。
机器人遇到障碍物时的转向 规则是：若上一次是左转，则这一次右转，直到未探测到障碍物时直行；若上一次是右转，则这一次左转，直到未探测到障碍物时直行。 试用 D触发器设计一个机器人控制器，控制机器人的行走方式。
选自,数字电路与系统设计,（邓元庆）
解：根据题意，机器人有以下四种可能的工作状态：
① 当前直行，但上一次是左转，设为状态 A；
② 探测到障碍物，正在右转，设为状态 B ；
③ 当前直行，但上一次是右转，设为状态 C ；
④ 探测到障碍物，正在左转，设为状态 D 。
0/00 A
D C
B 1/01
1/10 0/001/10
0/00
1/01
0/00 Xn/Z1nZ0n
状态图原始状态表
Xn
Sn 0 1
A A/00 B/01
B C/00 B/01
C C/00 D/10
D A/00 D/10
Sn+1/Z1nZ0n
00
01
11
10设定状态编码编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n
说明：
⑴根据状态编码表需求出：
Z1 Z0 D1 D0 。
⑵因选用 D触发器，故
Q1n+1＝ D1,Q0n+1＝ D0 。反之，
也可由 Q1n+1,Q0n+1求得 D1,D0 。
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
D触发器设计编码状态表
Xn
Q1nQ0n 0 1
00 00/00 01/01
01 11/00 01/01
11 11/00 10/10
10 00/00 10/10
Q1n+1Q0n+1/Z1nZ0n Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(a) Z1n
0
1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
(b) Z0n
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(c) Q1n+1
Q1nQ0n
Xn 00 01 11 10
1 1
1 1
(d) Q0n+1
Z1n = XnQ1n Q1n+1 = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n Q0n+1 = XnQ1n + XnQ0n
0
1
0
1
0
1
D1n= Q1n+1
DOn= Q0n+1
D触发器设计机器人控制器电路
Z1n = XnQ1n D1n = XnQ1n + XnQ0n
Z0n = XnQ1n D0n = XnQ1n + XnQ0n
1
1D
C1
Q1
Q1
CP
1D
C1
Q0
Q0
Z1
Z0
&
&
&
1≤
1≤
X
例 8 用计数器 74163实现图示状态图描述的同步时序电路功能 。
状态图
S410/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
S5
S6
S0
S3
S2
S1 状态分配,
QCQBQA
S0----000
S1----001
S2----010
S3----011
S4----100
S5----101
S6----110
选自,数字电路与系统设计,（邓元庆）
编码状态图
10010/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
101
110
000
011
010
001
状态分配,
QCQBQA
S0----000
S1----001
S2----010
S3----011
S4----100
S5----101
S6----110
⑴ QCQBQA共有 7个状态，无 111状态，可作无关状态处理。
⑵有 2个输入 X1X0,X1X0＝ 00,01,10,X1X0≠11 。
⑶有 1个输出 Z。
分析：
74163的控制激励表（部分）
现态 输入 次态 工作方式 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 QCn+1QBn+1QAn+1 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 0 0 0 保持 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 0 置数 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 0 0 1 计数 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 0 1 0 计数 1 1 φφφ1 1 1
1 0 0 0 1 保持 1 1 φφφ0 φ 1
求控制激励表,根据状态图,依照不同的现态、次态和输入的组合,
设定 163工作方式，求出各个激励和输出。
编码状态图
10010/1
00/1
01/1
00/1
01/1 00/0 00/0
10/1
10/1
00/1
00/1
01/1
01/110/1
00/0
X1X0/Z
101
110
000
011
010
001
74163的控制激励表现态 输入 次态 工作方式 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 QCn+1QBn+1QAn+1 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 0 0 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 0 置 数 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 0 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 0 1 0 计 数 1 1 φφφ1 1 1
1 0 0 0 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 0 1 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 10 1 0 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1 0 0 0 0 0 置 数 1 0 0 0 0 φ φ 00 1 0 1 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 0 1 计 数 1 1 φφφ1 1 10 1 1 0 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 0 1 保 持 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 0 计 数 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 0 0 0 置 数 1 0 0 0 0 φ φ 01 0 1 1 0 保 持 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 0 0 0 计 数 1 1 φφφ1 1 0
为了能够自启动，使,111”→,000”，为计数工作方式，输出为 0。
以上各变量中的 φ取值：
A,B：取 0
T：取 1
C：有些取 0,有些取 1。
74163的部分控制激励表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 φφφ1 1 1
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 1 1 φφφ0 φ 10 1 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
0 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 φφφ1 1 10 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 1 1 φφφ1 1 0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
部分 控制激励 求解：
列控制激励表的目的,是求出各个激励和输出，它们是 QCnQBnQAn和 X1 X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。
74163的部分控制激励表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 CLR LD C B A P T Zn
0 0 0
0 0 1 1 φφφ0 φ 0
0 1 1 0 1 0 0 φ φ 1
1 0 1 1 φφφ1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 φφφ1 1 1
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
0 1 0 0 0 1 1 φφφ0 φ 10 1 1 1 φφφ1 1 1
0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
0 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 φφφ1 1 10 1 1 1 φφφ0 φ 1
1 0 1 0 0 1 1 φφφ0 φ 11 0 1 1 φφφ1 1 1
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 φ φ 0
1 0 1 1 φφφ0 φ 1
1 1 1 φ φ 1 1 φφφ1 1 0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
部分 控制激励 求解：
1
0
10110100QCQBQA
C
0×××
×0×1
C的求解：
列控制激励表的目的,是求出各个激励和输出，它们是 QCnQBnQAn和 X1 X0的函数，以保障系统在正确激励条件下，状态按要求转换。
φ取 0
LD,P,Z的数据选择表现态 输入 激励 输出
QCnQBnQAn X1 X0 LD P T Zn
0 0 0
0 0 1 0 φ 0
0 1 0 φ φ 1
1 0 1 1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 1 1
1 0 1 0 φ 1
0 1 0 0 0 1 0 φ 10 1 1 1 1 1
0 1 1 0 0 0 φ φ 00 1 1 0 φ 1
1 0 0 0 0 1 1 1 10 1 1 0 φ 1
1 0 1 0 0 1 0 φ 11 0 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 φ φ 01 0 1 0 φ 1
1 1 0 φ φ 1 1 1 0
X1+X0
1
1
X0
1
1
X1
0
X1
X1
X0
0
X0
X1
0
1
X0
1
1
X0
1
1
X1
1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
ZPLDQC QB QA
LD,P,Z的求解：
通过观察，得到在 QCnQBnQAn的每个状态下，变量与 X1 X0的逻辑表达式，列出数据选择表。
1
0 00
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
ST MUX
74151
A2 A1 A0
Y
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
74163
CO
CLR
CP
P
T
QD QC QB QA LD
D C B A 1
1
CP
0
X1
X1
X0
0
X0
X1
0
1
0
X0
1
1
X0
1
1
X1
1
0
1
1
X0
1
1
X1
0
≥ 1X1X
0
Z
QC QB QA
0 0 00 0 1
0 1 00 1 1
1 0 01 0 1
1 1 01 1 1
Z
X1+X0
1
1
X0
1
1
X1
0
CLR=1
T=1
C=QBn
B=0
A=0
如：求 Z的电路
P,LD的实现同 Z
电路
Z
PLD
Z,LD,P的电路由数选器 74151实现。
例 9 分析图示电路的功能。
DCB QQQC L R?DR
QS?
73 YZ? 151212 Y Y YZ?
3101 Y Y YZ?
CLR
1
1
&
CP
S1
S0S
R A B C D SL
QA QB QC QD
74194 74154
A3
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
G1G
2
0
1 1
0
0
CP
&
&
&
Z3
Z2
Z1
Z0
Y Y Y Y YZ 15148700?
CLR
1
&
CP
S1
S0S
R A B C D SL
QA QB QC QD
74194
A3
A2
A1
A0
0
1 1CP
DCB QQQC L R?
DR QS?
QAQBQCQD
0000 1000 1100 1110 1111 0111 0011 0001
001010011101 01001010
011010110101
74154
移位寄存器 74194部分：
右移、有清 0。
状态表：
8个有效状态，构成扭环形计数器。具备自启动能力。
174154
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
G1G
2
0
0
&
&
&
Z3
Z2
Z1
Z0
A3
A2
A1
A0
QA
QB
QC
QD
73 YZ?
3101 Y Y YZ?
Y Y Y Y YZ 15148700?
0000
QAQBQCQD
1000
1100
1110
1111
0111
0011
0001
Z3Z2Z1Z0
0011 3
0001 1
0Y
8Y
12Y
0100 4
14Y
0001 1
15Y
0101 5
7Y
1001 9
3Y 0010 2
1Y
151212 Y Y YZ?
0110 6
译码器器 74154部分：
QAQBQCQD
/Z3nZ2nZ1nZ0n
0000/0011 1000/0001 1100/0100
0001/0110
0011/0010 0111/1001 1111/0101
1110/0001
0101/0000
0010/00001001/0000
1011/0000
0110/0000
1101/0000
1010/0000
0100/0000
全状态图功能：自启动的 π 值 (3.1415926) 发生器
