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1、数字电路与逻辑设计北京邮电大学信息与通信工程学院孙文生第五章时序逻辑电路http://szdl.ipchina.org版权：孙文生第五章常用时序逻辑电路¢组合电路:¢电路的输出只与当时输入有关.¢时序电路:¢电路的输出不仅与当时输入有关，还与电路历史输入有关.¢时序电路的组成：组合电路＋触发器X1Z1Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发Qk器组YYkmCP版权：孙文生版权：孙文生5.1概述¢时序电路:¢同步时序电路:触发器由同一时钟脉冲源驱动.nn¢米里型(Mealymode)Z=f(X,L,X;Q,L,Q)ii1n1knn¢
2、摩尔型(Mooremode)Z=f(Q,L,Q)ii1k¢异步时序电路:触发器的时钟不是来自于同一脉冲源.X1Z1Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发器组YQkYkmCP版权：孙文生版权：孙文生5.1概述1.米里型(Mealymode)同步时序电路电路的输出是输入变量和状态变量的函数.=1nZ=A⊕B⊕QA&=1B1JQZCPC1X1Z1Xn组合逻辑电路Zm1&11KQ1Y1触发Qk器组YYkmCP版权：孙文生版权：孙文生5.1概述1.米里型(Mealymode)同步时序电路X1Z1Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发Qk器组YY
3、kmCPnn输出方程Z=f(X,L,X;Q,L,Q)i=1,L,mii1n1knn激励方程Y=g(X,L,X;Q,L,Q)i=1,L,kii1n1kn+1nn状态方程Q=h(X,L,X;Q,L,Q)i=1,L,kii1n1k版权：孙文生版权：孙文生5.1概述1.米里型(Mealymode)同步时序电路状态表和状态图•状态表(StateTable):以字母表示各状态.•状态转移表(TransitionTable):以二进制代码表示各状态.•状态图:以节点表示状态,以有向线段表示状态转移关系.米里型时序电路状态表的一般形式米里
4、型时序电路状态图版权：孙文生版权：孙文生5.1概述2.摩尔型(Mooremode)同步时序电路电路的输出仅是状态变量的函数.nnZQ11=Z1ZQ22=Z2&>1&>1X211DQ1DQX1C1C11版权：孙文生版权：孙文生5.1概述2.摩尔型(Mooremode)同步时序电路X1Z1Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发Qk器组YYkmCPnn输出方程Z=f(Q,L,Q)i=1,L,mii1knn激励方程Y=g(X,L,X;Q,L,Q)i=1,L,kii1n1kn+1nn状态方程Q=h(X,L,X;Q,L,Q)i=1,L,ki
5、i1n1k版权：孙文生版权：孙文生5.1概述2.摩尔型(Mooremode)同步时序电路状态表和状态图摩尔型时序电路状态表的一般形式摩尔型时序电路状态图版权：孙文生版权：孙文生5.2同步时序逻辑电路分析¢同步时序逻辑电路的两大问题¢同步时序电路的分析¢同步时序电路的设计X1Z1Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发Qk器组YYkmCP版权：孙文生版权：孙文生5.2.1常用时序电路简介¢寄存器寄存器由多位触发器构成，用来寄存多位二进制信息。各触发器由统一的时钟控制。版权：孙文生版权：孙文生5.2.1常用时序电路简介¢移位寄存器移位
6、寄存器是由触发器构成的另—类常用时序电路。移位寄存器具有移位和寄存两重功能。Q1Q2Q3Q4X1DQ11DQ21DQ31DQ41234C1C1C1C1CP四位右移寄存器版权：孙文生版权：孙文生5.2.1常用时序电路简介¢计数器计数器是通过电路的状态来反映输入脉冲数目的电路。电路中的触发器通常采用JK触发器。1.计数器的功能:记忆时钟脉冲的个数.2.计数器的模M:所能记忆的时钟脉冲的最大数目.3.计数器的分类:•按进位基数:二进制/十进制/任意进制计数器•按操作方式:同步/异步计数器•按功能:加法/减法计数器版权：孙文生版权
7、：孙文生5.2.2同步时序逻辑电路分析方法同步时序电路可用三组方程式来描述：激励方程、状态方程和输出方程。其中激励方程是获得状态方程的过渡表达式，描述时序电路功能的是状态方程和输出方程。X1Z1Xn组合逻辑电路Zm同步时序电路的分析方法：Q1Y1触发器组YmQkYkCP版权：孙文生版权：孙文生5.2.2同步时序逻辑电路分析方法(1)写出电路的输出方程.(2)写出电路的激励方程.(3)根据激励方程和特征方程,写出各触发器的状态方程.(4)作出状态转移表和状态图.•状态表:以字母表示各状态.•状态转移表:以二进制代码表示各状态
8、.•状态图:以节点表示状态,状态转移用有向线段表示.X1Z1(5)分析其逻辑功能.Xn组合逻辑电路ZmQ1Y1触发器组QkYkCP版权：孙文生版权：孙文生5.2.3一般同步时序电路分析举例例1：分析下图所示的同步计数器Q0Z1J1JQ11J&Q2&>C10>C11>C121K1K1K&CP图5.2.4例
