数字电子技术基础_第六章_时序逻辑电路

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1、第六章时序逻辑电路6.1概述一、时序逻辑电路的特点功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来的状态有关。例：串行加法器，两个多位数从低位到高位逐位相加2.电路结构上①包含存储电路和组合电路②存储器状态和输入变量共同决定输出二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法可以用三个方程组来描述：三、时序电路的分类1.同步时序电路与异步时序电路同步：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异步：没有统一的clk,触发器状态的变化有先有后2.Mealy型和Moore型Mealy型：Moore型：6.2时序电路的分析方法6.2

2、.1同步时序电路的分析方法分析：找出给定时序电路的逻辑功能即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出。一般步骤：①从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程（输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程。②将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程。③从给定电路写出输出方程。例：TTL电路6.2.2时序电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图一、状态转换表00000100010100010011001110001001010101110011000011110001000001001020100301104100051010611017000

3、00111110000二、状态转换图三、状态机流程图（StateMachineChart）四、时序图例：（4）列状态转换表：（5）状态转换图00011011001/010/011/000/1111/100/001/010/0*6.2.3异步时序逻辑电路的分析方法各触发器的时钟不同时发生例：TTL电路C11J1KC11J1KC11J1KFF0FF1FF2Q0Q1Q2YCP11[例]试分析图示电路的逻辑功能，并画出状态转换图　　和时序图。这是异步时序逻辑电路。分析如下：解：C1C1FF1和FF2受Q0下降沿触发CPC1FF0受CP下降沿触发C11J1KC

4、11J1KC11J1KFF0FF1FF2Q0Q1Q2YCP11.写方程式(1)时钟方程(3)驱动方程(2)输出方程(4)状态方程CP1=CP2=Q0FF1、FF2由Q0下降沿触发CP0=CPFF0由CP下降沿触发Y=Q2n11J1KJ0=K0=1Q2nQ1nQ1nQ2Y1K1JJ2=Q1n，K2=Q1nJ1=Q2n，K1=11J1K1J1=Q2n，K1=11.写方程式(1)时钟方程(3)驱动方程(2)输出方程(4)状态方程CP1=CP2=Q0FF1和FF2由Q0下降沿触发CP0=CPFF0由CP下降沿触发Y=Q2nJ0=K0=1J2=Q1n，K2=Q1

5、nQ0n+1=J0Q0n+K0Q0nQ1n+1=J1Q1n+K1Q1nQ2n+1=J2Q2n+K2Q2n=1Q0n+1Q0n=Q0n代入J0=1，K0=1代入J1=Q2n，K1=1Q1n+1=Q2nQ1nQ0下降沿有效Q0n+1=Q0nCP下降沿有效Q2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2nQ0下降沿有效代入J2=Q1n，K2=Q1n=Q2nQ1n+1Q1n=Q2nQ1n=Q1nQ2n+Q1nQ2n=Q1nQ2n+Q1nQ2n2.列状态转换真值表设初始状态为Q2Q1Q0=0000100000Q0n+1=Q0n=0=1Y=Q2n=001YQ0n+1Q1n+1

6、Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态CP2CP0CP1时钟脉冲CP0=CP，FF0满足时钟触发条件。CP1=CP2=Q0为上升沿，FF1和FF2不满足时钟触发条件，其状态保持不变。002.列状态转换真值表设初始状态为Q2Q1Q0=0000100000YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态CP2CP0CP1时钟脉冲0101001Q0n+1=Q0n=1=0将新状态“001”作为现态，再计算下一个次态。CP1=CP2=Q0为下降沿，FF1和FF2满足时钟触发条件。Q2n+1=Q1n·Q2n+Q1n·Q2n=0·0+0·0=0Y=Q

7、2n=0Q1n+1=Q2n·Q1n=1·1=1电路构成异步六进制计数器，同时向高位送出一个负跃变的进位信号。3.逻辑功能说明2.列状态转换真值表设初始状态为Q2Q1Q0=0000100000YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态CP2CP0CP1时钟脉冲00101001101001000111001100101000101一直计算到电路状态进入循环为止。依次类推4.画状态转换图和时序图Q2Q1Q0x/y/0000001010011100/0/0/0/1/11010000100000111010010001110001010001

8、00000YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态CP2CP0CP1时钟