数字电路 第六章时序逻辑电路

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1、第六章时序逻辑电路概述时序逻辑电路的分析方法寄存器和移位寄存器计数器※时序逻辑电路的设计方法一、时序逻辑电路的特点、功能表示方法及分类二、时序逻辑电路的基本分析和设计方法三、寄存器、移位寄存器四、计数器※主要内容数字逻辑组合逻辑——由门电路构成，没有存储电路和反馈电路时序逻辑——由组合逻辑电路和存储电路构成程序逻辑——由控制电路（硬件）和程序数据（软件）构成可编程逻辑——由用户定制构成各种类型的电路概述概述一、时序逻辑电路的特点1、逻辑功能特点任意时刻电路的输出不仅与该时刻的输入信号有关，而且与电路原来的状态有关。2、电路结构特点电路中一定包含有存储单元。组合电路存储电路输入X（tn）

2、输出Y（tn）W（tn）Q（tn）二、时序逻辑电路的功能表示方法1、逻辑表达式（1）输出方程：Y（tn）=F[X（tn），Q（tn）]（2）驱动方程：Z（tn）=G[X（tn），Q（tn）]（3）状态方程：Q（tn）=H[W（tn），Q（tn）]2、状态表、状态图、卡诺图、时序图三、时序逻辑电路的分类1、按逻辑功能分（计数器、寄存器……）2、按触发器状态的变化情况分（同步、异步）3、按输出信号的特性分（Mealy、Moore型）时序电路的基本分析方法分析的步骤分析举例§6.1时序电路的基本分析方法一、分析的一般步骤写方程式时钟方程、驱动方程、输出方程求状态方程根据驱动方程和触发器特性方程

3、来求进行计算根据输入和现态的取值来求输出和次态列状态表、画出状态图、时序图对电路的功能进行说明试画出图示电路的状态图和时序图二、分析举例1J1KC1Q0Q0FF01J1KC1Q1Q1FF11J1KC1Q2Q2FF2CP&Y输出方程：Y=Qn2Qn1Qn0时钟方程：CP0=CP1=CP2=CP1、写方程驱动方程：J0=Qn2；K0=Qn2J1=Qn0；K1=Qn0J2=Qn1；K2=Qn1输出方程：Y=Qn2Qn1Qn0驱动方程：J0=Qn2；K0=Qn2J1=Qn0；K1=Qn0J2=Qn1；K2=Qn1时钟方程：CP0=CP1=CP2=CP状态方程：（将各个FF的驱动方程代入其特性方

4、程）Qn+1=JQn+KQnQ0n+1=Qn2Qn0+Qn2Qn0=Qn2Q1n+1=Qn0Qn1+Qn0Qn1=Qn0Q2n+1=Qn1Qn2+Qn1Qn2=Qn12、求状态方程状态方程：Q0n+1=Qn2Q1n+1=Qn0Q2n+1=Qn1状态方程：（将各个FF的驱动方程代入其特性方程）Q0n+1=Qn2Qn0+Qn2Qn0=Qn2Q1n+1=Qn0Qn1+Qn0Qn1=Qn0Q2n+1=Qn1Qn2+Qn1Qn2=Qn12、求状态方程计算状态表状态方程：Q0n+1=Qn2Q1n+1=Qn0Q2n+1=Qn1现态次态输出Qn2Qn1Qn0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Y000001

5、10010111010101101111111000000101010111010011111101状态表3、计算计算状态图状态方程：Q0n+1=Qn2Q1n+1=Qn0Q2n+1=Qn1Q2Q1Q0/Y101010/1/1000001011111100110/1/1/0/1/1/13、计算有效循环无效循环有效状态和有效循环无效状态和无效循环能自启动和不能自启动相关概念时序图状态图4、时序图000001011111100110/1/1/0/1/1/1101010/1/1CPQ0Q1Q2000001011111110100000Y2、试画出图示电路的状态图和时序图二、分析举例驱动方程：1、

6、写方程时钟方程：CP0=CP2=CPCP1=Q0D0=Qn2Qn0D1=Qn1D2=Qn1Qn0驱动方程：D0=Qn2Qn0D1=Qn1D2=Qn1Qn01、写方程时钟方程：CP0=CP2=CPCP2=Q0状态方程：（将各个FF的驱动方程代入其特性方程）Qn+1=DQ0n+1=Qn2Qn0（CP上升沿有效）Q1n+1=Qn1（Q0下降沿有效）Q2n+1=Qn1Qn0（CP上升沿有效）2、求状态方程计算状态表3、计算状态方程：Q0n+1=Qn2Qn0Q1n+1=Qn1（Q0下降沿）Q2n+1=Qn1Qn0现态次态Qn2Qn1Qn0Q2n+1Q1n+1Q0n+1CP2CP1000001√√

7、001010√√√010011√√011100√√√100000√√101010√√√110010√√111100√√√状态表时钟条件CP0计算状态图Q2Q1Q03、计算有效循环状态方程：Q0n+1=Qn2Qn0Q1n+1=Qn1（Q0下降沿）Q2n+1=Qn1Qn0000001010011100101110111时序图状态图4、时序图CPQ0Q1Q2000001011000000001010011100010100作业6.66.7