数字电子技术 教学课件 作者 唐颖 程菊花 阮越6.ppt

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1、第6章时序逻辑电路6.3.3寄存器的应用实例6.3.1数码寄存器6.3.2移位寄存器6.2时序逻辑电路的分析6.3寄存器6.1时序逻辑电路概述7/21/20211复习触发器按触发方式分类？各自特点？触发器按逻辑功能分类？各自功能表？7/21/20212定义：时序逻辑电路在任何时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还取决于电路的原来状态。电路构成：存储电路（主要是触发器，必不可少）组合逻辑电路（可选）。时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。第6章时序逻辑电路时序逻辑电路的结构框图按各触发器接受时钟信号的不同分类：同步时序电路：各触发器状态的变化都在同一

2、时钟信号作用下同时发生。异步时序电路：各触发器状态的变化不是同步发生的，可能有一部分电路有公共的时钟信号，也可能完全没有公共的时钟信号。本章内容提要：时序逻辑电路基本概念、时序逻辑电路的一般分析方法；异步计数器、同步计数器、寄存器与移位寄存器的基本工作原理；重点介绍几种中规模集成器件及其应用、介绍基于功能块分析中规模时序逻辑电路的方法。7/21/202146.2时序电路的分析方法分析时序电路的目的是确定已知电路的逻辑功能和工作特点。具体步骤如下：(1)写相关方程式。根据给定的逻辑电路图写出电路中各个触发器的时钟方程、驱动方程和输出方程。①时钟方程：时序电

3、路中各个触发器CP脉冲的逻辑关系。②驱动方程：时序电路中各个触发器的输入信号之间的逻辑关系。③输出方程：时序电路的输出Z=f（A，Q），若无输出时此方程可省略。7/21/20215(2)求各个触发器的状态方程。将时钟方程和驱动方程代入相应触发器的特征方程式中，求出触发器的状态方程。(3)求出对应状态值。①列状态表：将电路输入信号和触发器现态的所有取值组合代入相应的状态方程，求得相应触发器的次态，列表得出。②画状态图（反映时序电路状态转换规律及相应输入、输出信号取值情况的几何图形）。③画时序图（反映输入、输出信号及各触发器状态的取值在时间上对应

4、关系的波形图）。(4)归纳上述分析结果，确定时序电路的功能。7/21/202166.2.1同步时序逻辑电路的分析举例例1分析如图5.1所示的时序电路的逻辑功能。解:(1)写相关方程式。①时钟方程CP0=CP1=CP↓②驱动方程J0=1K0=1J1=K1=图6·1时序电路7/21/20217③输出方程Z=Q1Q0(2)求各个触发器的状态方程。JK触发器特性方程为Qn+1=将对应驱动方程分别代入特性方程，进行化简变换可得状态方程：7/21/20218(3)求出对应状态值。①列状态表：列出电路输入信号和触发器原态的所有取值组合，代入相

5、应的状态方程，求得相应的触发器次态及输出，列表得到状态表5.1所示。②画状态图如图5.2（a）所示，画时序图如图5.2（b）所示。7/21/20219图6.2时序电路对应图形(a)状态图；(b)时序图7/21/202110CPZ00010011001011111000表6.1状态表(4)归纳上述分析结果，确定该时序电路的逻辑功能。从时钟方程可知该电路是同步时序电路。7/21/202111从图6.2（a）所示状态图可知：随着CP脉冲的递增,不论从电路输出的哪一个状态开始，触发器输出Q1Q0的变化都会进入同一个循环过程，而且此循环过程中包括四个状态，并

6、且状态之间是递增变化的。当Q1Q0=11时，输出Z=1；当Q1Q0取其他值时，输出Z=0;在Q1Q0变化一个循环过程中，Z=1只出现一次，故Z为进位输出信号。综上所述，此电路是带进位输出的同步四进制加法计数器电路。7/21/2021126.2.2异步二进制加法计数器必须满足二进制加法原则：逢二进一（1+1=10，即Q由1→0时有进位。）组成二进制加法计数器时，各触发器应当满足：①每输入一个计数脉冲，触发器应当翻转一次（即用T′触发器）；②当低位触发器由1变为0时，应输出一个进位信号加到相邻高位触发器的计数输入端。7/21/202113图6-33位异步二

7、进制加法计数器仿真（1）JK触发器构成的3位异步二进制加法计数器（用CP脉冲下降沿触发）①电路组成②工作原理7/21/202114③计数器的状态转换表表6-23位二进制加法计数器状态转换表CP顺序Q2Q1Q0等效十进制数0000010011201023011341004510156110671117800007/21/202115④时序图图6-43位二进制加法计数器的时序图7/21/202116⑤状态转换图图6.53位二进制加法计数器的状态转换图圆圈内表示Q2Q1Q0的状态用箭头表示状态转换的方向7/21/202117⑥结论如果计数器从000状态开始计数，在

8、第八个计数脉冲输入后，计数器又重新回到000状态，完