数字电子技术基础第六章(1).ppt

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1、第六章时序逻辑电路6.1概述6.2时序逻辑电路的分析方法6.3若干常用的时序逻辑电路6.4时序逻辑电路的设计方法6.1概述一.组合电路与时序电路的区别1.组合电路：电路的输出只与电路的输入有关，与电路的前一时刻的状态无关。2.时序电路：电路在某一给定时刻的输出取决于该时刻电路的输入还取决于前一时刻电路的状态由触发器保存时序电路：组合电路+存储电路（电路的状态与时间顺序有关）时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。可以用三个方程组来描述：时序电路的输出逻辑表达式各触发器输入信号的逻辑表达式将驱动方程代

2、入相应触发器的特性方程中所得到的方程二.时序逻辑电路的分类按动作特点可分为同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路存储电路中所有触发器的时钟使用统一的CLK，状态变化发生在同一时刻。没有统一的CLK，触发器状态的变化有先有后。按输出特点可分为米利型（Mealy）时序逻辑电路穆尔型（Moore）时序逻辑电路输出不仅取决于存储电路原来的状态，而且还决定于电路当前的输入。Mealy型：Y=F(Q,X)与Q、X有关输出仅决定于电路原来的状态，与电路当前的输入无关。Moore型：Y=F(Q)只与Q有关三.时序逻辑电路的功能描述方法逻辑方程组状态表状态图时序图输出方程：输出变量的逻辑表达式。驱动方程

3、：触发器输入信号(激励方程)的逻辑表达式。特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。状态方程：（次态方程）次态输出的逻辑表达式。【驱动方程代入特性方程得状态方程】时钟方程：控制时钟CLK的逻辑表达式。1.逻辑方程组2.状态表反映“输出变量、次态Q*”与“输入变量、现态Q”之间关系的表格。3.状态图反映时序电路状态转换规律，及相应输入、输出取值关系的图形。箭尾：现态箭头：次态标注：输入／输出4.时序图时序图又叫工作波形图，它用波形的形式形象地表达了输入信号、输出信号、电路的状态等的取值在时间上的对应关系。上述四种方法：逻辑方程组、状态表、状态图、时序图，从不同侧面突出了时序电路逻辑

4、功能的特点，它们在本质上是相同的，可以互相转换。电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表时序图15分析步骤：46.2时序逻辑电路的分析方法2将驱动方程代入特性方程判断电路逻辑功能,检查自启动3计算几个概念：有效状态：在时序电路中，凡是被利用了的状态。有效循环：有效状态构成的循环。无效状态：在时序电路中，凡是没有被利用的状态。无效循环：无效状态若形成循环，则称为无效循环。自启动：在CLK作用下，无效状态能自动地进入到有效循环中，则称电路能自启动，否则称不能自启动。例6.2.1解:①写方程组驱动方程分析下图的逻辑功能（输入端悬空等效为逻辑1）同步时序电路，时钟方程省去

5、。输出方程②求状态方程将驱动方程代入JK触发器的特性方程中得电路的状态方程:③计算、列状态转换表画状态转换图000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y④作时序图⑤说明电路功能这是一个同步七进制加法计数器，能自启动。000001001011001011011000例6.2.3解:①写方程式驱动方程分析下图的逻辑功能。代入D触发器的特性方程，得到电路的状态方程输出方程②求状态方程输入现态次态输出AY000101011000001011110111100111100001110001000100③计算、列状态转换表输入现态次态输出A

6、Y000101011000001011111101100111100001110001100000画状态转换图电路状态转换方向00011011转换条件0/0A/YQ2Q10/10/00/01/01/01/11/0④作时序图⑤说明电路功能A=0时是二位二进制加法计数器；A=1时是二位二进制减法计数器。输入现态次态输出AY0001010110000010111101111001111000011100010001001001复习异步时序逻辑电路同步时序逻辑电路动作特点穆尔型（Moore）时序逻辑电路米利型（Mealy）时序逻辑电路输出特点3.时序逻辑电路的功能描述方法逻辑方程组状态表

7、状态图时序图4.时序逻辑电路的分析方法时序电路：组合电路+存储电路电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表时序图判断电路逻辑功能,检查自启动2.时序逻辑电路的分类1.组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别在数字系统中，常常会大量、频繁地使用一些时序电路，如寄存器，计数器等，它们都有十分明显的功能特征，是时序电路的典型代表。寄存器计数器分析设计（教学重点）6.3若干常用的时序逻辑电路一、寄存器的概念和主要特点寄存：把二进制数据或代码暂时存储起来的操作。寄存器：具有寄存功能