现代电子技术基础 第十二 时序逻辑电路

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1、12.3计数器12.2寄存器12.1时序逻辑电路概述第12章时序逻辑电路1.由触发器和控制激励和输出的组合逻辑电路构成。12.1.1时序逻辑电路的基本结构第12章时序逻辑电路第12章时序逻辑电路时序逻辑电路的分类：12.1.2时序逻辑电路的分类：根据触发控制方式分类：同步时序电路——电路中所有触发器由同一时钟触发。异步时序电路——电路中至少有一个触发器的触发时钟与其它触发器不同。根据输出控制方式分类：米利（mealy）型时序电路——输出Z受触发器状态Q和外部输入X控制。Z=f（X，Q）莫尔(moore)型时序电路——输出Z仅受触发器状态Q控制，与外部输入X无关

2、。Z=f（Q）第12章时序逻辑电路12.1.3时序逻辑电路的描述方法：时钟方程：CP=k（CK，Q）激励方程：Y=h（X，Q）次态方程：Qn+1=f（x、Qn）输出方程：Z=g（X，Q）状态转换表和状态卡诺图：输入、现态（函数变量）与次态、输出（函数值）的关系。时序波形图：输入与输出数字信号的时序对应关系图。第12章时序逻辑电路状态转换图：状态转换图是以拓扑图形式描述时序电路的转换关系。(1)电路的每个状态用一个圈表示，圈中填入状态符Si或状态码值，(2)圈外用箭头表示状态转换关系，箭头从某现态指向其次态，(3)箭头旁标出控制该状态转换的控制条件X。(4)输

3、出Mealy：输出与输入一起标在箭头旁。用斜杠区分。Moore：输出Z标在状态圈内，用斜杠区别于状态。第12章时序逻辑电路第12章时序逻辑电路12.1.4时序电路的分析方法1.时序电路的分析步骤：电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表或时序图判断电路逻辑功能1235计算4第12章时序逻辑电路例时钟方程：输出方程：同步时序电路的时钟方程可省去不写。驱动方程：1写方程式第12章时序逻辑电路第12章时序逻辑电路2求状态方程JK触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：第12章时序逻辑电路3计算、列状态表000001010011

4、10010111011100101110111100001010011000001100第12章时序逻辑电路4画状态图、时序图状态图第12章时序逻辑电路5电路功能时序图有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：000→001→011→111→110→100→000→…所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y＝1。第12章时序逻辑电路例输出方程：同步时序电路，时钟方程省去。驱动方程：1写方程式第12章时序逻辑电路2求

5、状态方程T触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：第12章时序逻辑电路3计算、列状态表第12章时序逻辑电路3计算、列状态表第12章时序逻辑电路45电路功能由状态图可以看出，当输入X＝0时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递增规律循环变化，即：00→01→10→11→00→…当X＝1时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递减规律循环变化，即：00→11→10→01→00→…可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数功能，是一个2位二进制同步可逆计数器。画状态图时序图第12章时序逻辑电路例异步时序电路，时钟方程：驱动方程：

6、1写方程式第12章时序逻辑电路2求状态方程D触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：第12章时序逻辑电路3计算、列状态表第12章时序逻辑电路45电路功能由状态图可以看出，在时钟脉冲CP的作用下，电路的8个状态按递减规律循环变化，即：000→111→110→101→100→011→010→001→000→…电路具有递减计数功能，是一个3位二进制异步减法计数器。画状态图、时序图第12章时序逻辑电路第12章时序逻辑电路第12章时序逻辑电路12.2寄存器寄存器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触发器只

7、能存放一位二进制数，存放n位二进制时，要n个触发器。按功能分数码寄存器移位寄存器第12章时序逻辑电路1.数码寄存器仅有寄存数码的功能。清零寄存指令通常由D触发器或R-S触发器组成并行输入方式RD..QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q300001101寄存数码1101触发器状态不变第12章时序逻辑电路2.移位寄存器不仅能寄存数码，还有移位的功能。所谓移位，就是每来一个移位脉冲，寄存器中所寄存的数据就向左或向右顺序移动一位。按移位方式分类单向移位寄存器双向移位寄存器第12章时序逻辑电路寄存数码单向移位寄存器清零D1移位脉冲234

8、10111QQ3Q1Q2RD00000