【5A版】时序逻辑电路.ppt

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1、第6章时序逻辑电路学习要点：时序逻辑电路的工作原理、分析方法和设计方法计数器、寄存器等中规模集成电路的工作原理和使用方法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第6章时序逻辑电路6.1时序逻辑电路概述一、时序电路的特点时序逻辑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(以前的输入)有关，简称时序电路。aisiΣCICO1DC1bici-1ciQQ'CLK图6.1.1串行加法器电路执行ai、bi和ci-1三个数的相加运算；存储每次相加后的进位结果。时序电路在电路结构上的特点：①通常包

2、含组合电路和存储电路两部分，存储电路必不可少；②存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起共同决定组合逻辑电路的输出。全加器：由触发器构成的存储电路：二、时序电路逻辑功能的表示方法时序电路的逻辑功能可用逻辑函数式、状态表、卡诺图、状态转换图、时序图（波形图）和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。X(x1，x2，…，xi)—输入信号Y(y1，y2，…，yj)—输出信号Z(z1，z2，…，zk)—存储电路的输入信号Q(q1，q2，…，ql)—存储电路的输出信号aisiΣCICO1DC1bici-1ciQQ'CLK二、时序电路

3、逻辑功能的表示方法逻辑函数式：输出方程状态方程驱动方程激励方程三、时序电路的分类异步逻辑电路通常工作速度较慢，电路结构简单。1、根据时钟分类(触发器的动作特点)同步时序电路中，电路中所有触发器的时钟端是连在一起的，存储电路的状态转换是在同一时刻同步进行的。同步逻辑电路通常工作速度较快，电路相对复杂。异步时序电路中，电路中各个触发器的时钟端不是相连的，可能各不相同，也可能某一局部相同，存储状态的转换是在不同时刻异步进行的。穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态，与电路当前的输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态直接作为输出。2、根据输出信号的特点分类

4、米利型时序电路的输出不仅与现态有关，而且还决定于电路当前的输入。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2356.2.2时序逻辑电路的分析方法时序电路的分析步骤：计算41要找出给定时序电路的逻辑功能。即要找出电路的状态和输出的状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。例1时钟方程：输出方程：输出仅与电路现态有关，为穆尔型时序电路。可省去不写。驱动方程：1写方程式同步时序电路分析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（组）：同步时序电路分析3计算、列状态表用于描述时序电路状态转换全部过程的方

5、法有状态转换表(状态转换真值表)、状态转换图和时序图等。若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，可算出电路的次态和现态下的输出值；以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取值一起再代入状态方程和输出方程进行计算，又得到一组新的次态和输出值。如此计算，把全部的计算结果列成真值表的形式，就得到状态转换表。同步时序电路分析CLK顺序现态次态输出Q2Q1Q0Q2*Q1*Q0*Y000001010100101110111001011101000010100110000110001111103计算、列状态表01150432同步时序电路分析CLK的顺序Y012

6、34560000010111111101000000000010012101010101101同步时序电路分析/0/0/0/0/0/14画状态图、时序图状态转换图排列顺序：输入变量/输出变量000001011111110100010101/0/1(a)有效循环(b)无效循环000010同步时序电路分析时序图在时钟脉冲序列作用下，电路状态、输出状态随时间变化的波形图称作时序图。同步时序电路分析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CLK的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：000→001→011→111→110→10

7、0→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。同步时序电路分析例2输出方程：输出与输入有关，为米利型时序电路。同步时序电路，时钟方程省去。驱动方程：1写方程式同步时序电路分析2求状态方程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：同步时序电路分析YX输出次态现态输入1111013计算、列状态表000001010011011101111001100110101000110011同步时序电路分析45电路功能由状态图可以看出，当输入X＝0时，在时钟脉