74LS194是4位MSI集成移位寄存器，表1為表示邏輯功能的真值表［1，2］．其中，Q0、Q1、Q2、Q3為數據并行輸出端，S1、S0為工作方式控制端，D0、D1、D2、D3為數據并行輸入端，DIL為數據左移串行輸入端，DIR為數據右移串行輸入端，CP為時鐘輸入端，RD為異步清零端．

　　扭環形計數器是滿足f（Q0，Q1，…，Qn－Q）＝Qn－1的移位型計數器，圖1為4位扭環形計數器的有效狀態轉換圖．

　　用移位寄存器74LS194構成扭環形計數器，狀態變化在右移移位或并行輸入符合右移規律的數碼基礎上進行，對數據右移串行輸入端或數據并行輸入端的激勵函數進行自啟動設計。

　　自啟動設計方法：

　　（1）做出DIR數據右移串行輸入端或Di數據并行輸入端的卡諾圖，按有效狀態的狀態轉換圖標出所有有效狀態輸入值，其余狀態為無關項填×值（任意值）．

　　（2）在卡諾圖上合并化簡求DTR或Di的激勵函數．

　　（3）自啟動檢查及邏輯修改．

　　據無關項×格被賦予的值及狀態變化關系，畫無效狀態的狀態轉換圖檢查自啟動情況，若不能自啟動，需在卡諾圖上修改求激勵函數包圍圈的圈法改變對某些無關項的賦值，將無關項直接或間接引導到有效狀態．

　　修改的原則：兼顧狀態轉換關系能自啟動和激勵函數最小化的要求，在能自啟動的前提下包圍圈盡可能大、數量盡可能少［4－10］．

　　（4）求解數據右移串行輸入端DIR、工作方式控制端S1及S0、D0D1D2D3預置數輸入端的最小化激勵函數，畫邏輯電路圖．

　　設計舉例

　　4位扭環形計數器的有效狀態轉換圖如圖1所示，1000、1100、1110、1111、0111、0011、0001、0000等8個狀態為有效狀態，其余的16－8＝8個冗余狀態為無效狀態。

　　1.移位寄存器74LS194右移移位方式工作

　　移位寄存器74LS194的工作方式控制端為s1＝1、s0＝0，預置數輸入端d0d1d2d3＝××××，通過右移移位關系即Qn＋10＝DIR及Qｎ＋1ｉ＝Qｎｉ－1（ｉ＝1，2，…）實現所要求的狀態轉換．狀態變化為：

　　對DIR數據右移串行輸入端的反饋激勵函數進行自啟動設計．

　　做出DIR的卡諾圖并化簡，由圖1所示的4位扭環形計數器有效狀態轉換圖在所有表示有效狀態的小格內填第1位次態值，剩余表示無關項的小格內填×值，并合并化簡成如圖２所示，其中將1100、1000最小項及無關項1101、1001聚合，無效狀態1101、1001第1位的次態值被修改為1，分別被引導到有效狀態1110、1100．

　　畫出無效狀態的狀態轉換圖如圖３所示，所設計的電路有自啟動功能．

　　由圖2得DIR的最小化激勵函數為

　　另一并合并化簡方案如圖4所示，將1100最小項及無關項0100、0101、1101聚合，無效狀態0101、1101第1位的次態值被修改為1，1101被引導到有效狀態1110，0101被引導到1010經1101進入有效狀態．

　　畫出無效狀態的狀態轉換圖如圖5所示，所設計的電路有自啟動功能．

　　由圖4得DIR的最小化激勵函數為