时序逻辑电路微机原理

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1、数字电子技术基础制作人：吴亚联湘潭大学信息工程学院第六章时序逻辑电路§6.1概述§6.2时序逻辑电路的分析方法§6.4时序逻辑电路的设计方法§6.3若干常用的时序逻辑电路§6.5时序逻辑电路中的竞争-冒险现象*§6.6用Multisim7分析时序逻辑电路内容提要本章系统讲授时序逻辑电路的工作原理和分析方法、设计方法。重点内容有：1、时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，以及逻辑功能的描述方法；2、同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法；3、常用中规模集成时序逻辑电路器件的应用。时序电路的特点：具有记忆功能。在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关

2、者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。组合逻辑电路存储电路............XQYZ时序电路的基本单元：触发器。§6.1概述一、时序逻辑电路的基本结构及特点X:时序逻辑电路的输入信号Q:存储电路的输出信号Y:时序逻辑电路的输出信号Z:存储电路的输入信号输出方程驱动方程状态方程组合逻辑电路存储电路............XQYZ二、时序逻辑电路的分类电路中所有触发器的时钟输入端接同一个时钟脉冲源。电路中没有统一的时钟脉冲源。同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路因此各个触发器状态变换的时间先后不一。有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，各触发器

3、状态的翻转几乎是同时的。Mealy型时序逻辑电路：Moore型时序逻辑电路：■根据输出信号的特点分为：■根据存储电路中触发器的时钟控制情况分为：输出与输入变量无关输出与输入变量有关■由于时序电路工作时是在电路的有限个状态间按一定的规律转换的，故在现代数字电路中时序电路又称为状态机（StateMachine简称SM）或算法状态机（AlgorithmicStateMachine简称ASM）。§6.2时序逻辑电路的分析方法一、分析步骤：1.写三大方程；3.确定时序逻辑电路的逻辑功能。6.2.1同步时序逻辑电路的分析方法2.根据三大方程描述时序电路的状态转换表或状态转换图或时序图；驱动方程状态方程输出

4、方程例6.2.1试分析图6.2.1时序逻辑电路的逻辑功能，写出它的驱动方程、状态方程和输出方程。FF1、FF2和FF3是三个主从结构的TTL触发器，下降沿动作，输入端悬空时和逻辑状态1等效。图6.2.1例6.2.1的时序逻辑电路解：（1）写各驱动方程式C11J1KQ1Q1FF1C11J1KQ2Q2FF2C11J1KQ3Q3FF3&&&1CLKY（2）写各状态方程式（3）写输出方程至此，我们写出了三大方程，但是，我们并不清楚这个电路的作用！6.2.2时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图一、状态转换表状态转换表就是一个特殊的真值表，它记录的是在当前时刻的输入与当前状态下，当前

5、的输出情况与下一时刻的状态变化情况。次态/输出输入现态XQQ*/Z二、状态转换图反映时序逻辑电路状态转换规律及输入输出的取值关系的图形。Q1Q0X/Z00010/01/11/00/1例6.2.2试列出图6.2.1所示电路的状态转换表。Q3Q2Q1Q3*Q2*Q1*Y00000100100100010011100101110111011010001010110000010001缺少111为初态的情况CLKQ3Q2Q1Y00000010010001101000101011011111状态方程输出方程7进制计数器其中Q3Q2Q1为计数状态，Y为进位我们可以把状态转换表表示为状态转换图的形式CLKQ3

6、Q2Q1Y0000010010201003011041000510106110101111000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y驱动方程状态方程输出方程输入输出状态时钟脉冲CLK例6.2.3分析图6.2.3所示电路的逻辑功能。如何写状态转换表或图？AQ2Q1Q2*Q1*Y000010001010011100110001100111111100110010101000AQ2Q10100011110Q2*Q1*/Y01/010/011/000/111/100/001/010/0状态转换表状态转换图A=0加法计数器AQ2Q1010001111

7、0Q2*Q1*/Y01/010/011/000/111/100/001/010/0A=1减法计数器电路的逻辑功能:2位二进制加减可逆计数器。三、状态机流程图（SM图）SM图中使用的图形符号有三种：输出列表（或操作）状态名称状态编码条件01条件输出列表图6.2.5SM图中使用的三种图形符号(a)状态框(b)判断框(c)条件输出框SM图采用类似于编写计算机程序时使用的程序流程图的形式，表示在一系列时钟