数电第六章时序逻辑电路

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1、6.1时序电路概述组合电路与时序电路的区别1.组合电路：电路的输出只与电路的输入有关，与电路的前一时刻的状态无关。2.时序电路：电路在某一给定时刻的输出取决于该时刻电路的输入还取决于前一时刻电路的状态由触发器保存时序电路：组合电路+触发器电路的状态与时间顺序有关1时序电路必然具有记忆功能，因而组成时序电路的基本单元是触发器。定义：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者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。组合逻辑电路存储功能............XYYZQ2时序电路的分类1.输出Y（tn）与现态Q（tn）

2、及输入X（tn）的关系分：Y（tn）=F[Q（tn）]穆尔型（Moore）电路F[X（tn），Q（tn）]米里型（Mealy）2.从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步：存储电路里所有触发器由一个统一的时钟脉冲源控制没有统一的时钟脉冲3时序电路的逻辑功能可以用状态方程、状态图、状态表、时序图四种方法来表示，这几种表示方法是等价的，并且可以相互转换。1.状态方程－表明时序电路中触发器状态转换条件的代数表示方式例如有两个触发器F1、F2，其中F2的状态方程为:Q2n+1=XQ1+XQ2Q1，则表明当X=1、Q1=0或X=0、Q2Q1=11时，F2的次态Q

3、2n+1=1时序电路的逻辑功能描述方法42.状态图-反映时序电路转移规律以及相应输入、输出情况的图形称为状态图或状态转换图。状态图中每个圆圈表示一个状态，带箭头的弧线表示状态转移方向、转移线旁标注出转移的外输入条件和当前的外输出情况。5Moore型和Mealy型电路的状态图表示方法不同Mealy型电路的外输出Z=f[x、Q]，故Z标在箭头旁Moore型电路的外输出Z=f[Q]，故Z标在状态图内6000111101/00/00/01/10/01/00/0(图a)箭头旁标注的是外输入X和外输出YMealy型状态图X/Y7Moore型状态图00/001/010/1

4、11/1X01101100000001010011100图(b)图(c)注意：图（c）没有外输入，时钟来后状态无条件转移83.状态表－反映时序电路中外输出及各个触发器次态Qn+1与外部输入信号、现态Qi之间逻辑关系的表格，也称状态转换表。Q2n+1Q1n+1/zXQ2Q1000111100101/010/000/011/111/100/010/001/0（a）Mealy型Q2n+1Q1n+1XQ2Q100011110010110001111001001Z0010（b）Moore型在图（b）Moore状态表中的Z仅取决于当前状态，所以可以单独列出94.时序

5、图-是反映时序电路的输出Z和内部状态Q随时钟和输入信号变化的工作波形。Q2n+1Q1n+1/zXQ2Q1000111100101/010/000/011/111/100/010/001/0（a）状态表我们已经知道图（a）是Mealy型电路的状态表，在这里又给出其状态图、时序图，分别如下一页的（A）、（B）所示。10000110110/00/01/01/01/00/00/11/1状态图（A）CPXQ2Q1Z时序图（B）X/Z1)波形图中每个节拍的次态可根据状态表的现态和X确定，例如现态Q2Q1=00，X=0时其次态Q2n+1Q1n+1=01;2)外输出Z=XQ

6、2Q1+XQ2Q1,它是组合电路的输出,当XQ2Q1=100或010时，Z立即为1。116.2时序电路分析写各触发器的驱动方程写电路的输出方程写触发器的状态方程作状态转换表及状态转换图作时序波形图得到电路的逻辑功能同步时序电路的分析方法输入端的表达式，如T、J、K、D。组合电路的输出特性方程描述输入与状态转换关系的表格画出时钟脉冲和输入作用下的输出、状态波形图12例：已知某同步时序电路的逻辑图，分析电路的逻辑功能。解：1.写出各触发器的驱动方程和电路的输出方程。驱动方程：T1=XQ1nXT2=XQ1n输出方程:XQ1nQ2nZ=XQ2nQ1n2.写状态方程T

7、触发器的特性方程为：将T1n、T2n代入则得到两个触发器的状态方程133.作出电路的状态转换表及状态转换图描述输入与状态转换关系的表格现入X现态Q2nQ1n现控制入T2T1次态Q2n+1Q1n+1现输出Z输入：输入信号、触发器的输入及现态量输出：触发器的次态及组合输出Z填表方法：00010000101111110001101100000T1=XT2n=XnQ1nZ=XQ2nQ1nXQ2nQ1n所有组合求T1，T2，Z由状态方程求Q2n+1Q1n+1T1=XT2=XQ1n01Z=XQ2nQ1n0010100010000110001010011110000011

8、4现入X=现态Q2nQ1n现控制入T2T1次态Q2n