第15章 时序逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第十五章时序逻辑电路§15-1时序电路概述§15-2同步时序电路的分析§15-3同步时序电路的设计1§15-1时序电路概述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+触发器电路的状态与时间顺序有关2式中：tn、tn+1表示相邻的两个离散时间§15-1时序电路概述组合电路存储电路Z1ZnW1WhY1YKX1Xn时钟信号未注明输出方程：Z（tn）=F[X（tn），Y（t

2、n）]状态方程：Y（tn+1）=G[W（tn），Y（tn）]激励（或控制）方程:W（tn）=H[X（tn），Y（tn）]时序电路的结构组合逻辑电路的外部输出信号组合逻辑电路的外部输入信号现态，或原状态次态或新状态组合逻辑电路的内部输入信号组合逻辑电路的内部输出信号3§15-1时序电路概述从电路结构可知，时序逻辑电路具有如下特征：※电路由组合电路和存储电路组成，具有对过去输入进行记忆的功能；※电路中包含反馈回路，通过反馈使电路功能与“时序”相关；※电路的输出由电路当时的输入和状态(过去的输入)共同决定。4§15-1时序电路概述时序

3、电路的分类1、输出Z（tn）与现态Y（tn）及输入X（tn）的关系分：Z（tn）=F[Y（tn）]穆尔型（Moore）电路F[X（tn），Y（tn）]米利型（Mealy）5§15-1时序电路概述时序电路的分类Mealy型电路的输入和输出之间存在直接联系Moore型电路则是将全部输入转换成电路状态后再和输出建立联系。6§15-1时序电路概述时序电路的分类2、从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步：存储电路里所有触发器由一个统一的时钟脉冲源控制。仅当时钟脉冲到来时，电路状态才有可能发生转换，而且每个时钟脉冲只允许状态改变一次

4、。前一个脉冲的次态即后一个脉冲的现态没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化。电路输入信号的变化将直接导致电路状态的变化。3、按输入信号形式分类：时序电路脉冲型输入信号是脉冲信号电平型输入信号是电平信号7时序电路的逻辑功能可以用逻辑函数表达式、状态图、状态表、时序图四种方法来表示，这几种表示方法是等价的，并且可以相互转换。1.逻辑函数表达式要完整地描述一个同步时序电路的结构和功能，必须用三组逻辑函数表达式。1）．输出函数表达式：是一组反映电路输出Z与输入x和状态y之间关系的表达式。     Zi=fi(x1，…，xn,y1,…，ys

5、)i=1,2,…,m（Mealy型电路）Zi=fi(y1，…，ys)i=1,2,…,m（Moore型电路）同步时序逻辑电路的描述方法82）．激励函数表达式：激励函数又称为控制函数，它反映了存储电路的输入Y与输入x和状态y之间的关系。其函数表达式为Yj=gj(x1，…，xn,y1,…，ys)j=1,2,…,r3）．次态函数表达式：次态函数用来反映同步时序电路的次态y(n+1)与激励函数Y和电路现态y之间的关系，它与触发器类型相关。其函数表达式为yl(n+1)=kl(Yj，yl)j=1,2,…,r；l=1,2,…，s对于任何一个

6、同步时序电路，一旦上述3组函数被确定，则其逻辑功能便被唯一确定。同步时序逻辑电路的描述方法92.状态图-反映时序电路转移规律以及相应输入、输出情况的图形称为状态图或状态转移图。状态图中每个圆圈表示一个状态，带箭头的弧线表示状态转移方向、转移线旁标注出转移的外输入条件和当前的外输出情况。Moore型和Mealy型电路的状态图表示方法不同Mealy型电路的外输出Z=f[x、Q]，故Z标在箭头旁Moore型电路的外输出Z=f[Q]，故Z标在状态图内同步时序逻辑电路的描述方法10箭头旁标注的是外输入X和外输出ZMealy型状态图000111

7、101/00/00/01/10/01/00/0(图a)X/ZMealy型电路的外输出Z=f[x、Q]，故Z标在箭头旁同步时序逻辑电路的描述方法11Moore型状态图00/001/010/111/1X01101100图(b)000001010011100图(c)注意：图（c）没有外输入，时钟来后状态无条件转移Moore型电路的外输出Z=f[Q]，故Z标在状态图内同步时序逻辑电路的描述方法123.状态表－反映时序电路中外输出及各个触发器次态Qn+1与外部输入信号、现态Q之间逻辑关系的表格，也称状态转移表。Q2n+1Q1n+1/zXQ2Q

8、1000111100101/010/000/011/011/100/010/001/0（a）Mealy型Q2n+1Q1n+1XQ2Q100011110010110001111001001Z0010（b）Moore型在图（b）Moor