数字电路第六章时序逻辑电路

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1、第六章时序电路的分析与设计教学要求：1、掌握寄存器、移位寄存器、计数器、顺序脉冲发生器及时序逻辑电路的分析和设计方法。2、掌握时序逻辑电路的共同特点和一般分析、设计方法，对于任何同步时序逻辑电路能够用SSI组件自行设计。3、对所讲的常用时序逻辑部件的功能、原理和主要用途要熟练掌握，并能以这几种MSI为组件，设计其它功能的时序逻辑电路。§１时序电路概述一、组合逻辑电路在组合逻辑电路中，任一时刻的输出仅与该时刻输入变量的取值有关，而与输入变量的历史情况无关。1、框图：2、表达式：3、特点：输出只取决于当时的输入

2、。无反馈。和时间T无关。无记忆功能。二、时序电路在时序逻辑电路中，任一时刻的输出不仅与该时刻输入变量的取值有关，而且与电路的原状态，即与过去的输入情况有关。1、框图：X：外部输入信号；Q：存储电路的状态输出Z：外部输出信号；Y：存储电路的激励信号2、表达式：A、输出方程：B、驱动方程：（激励方程）C、状态方程：3、特点：A、输出不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且还与电路过去的输入情况有关。B、有反馈。C、与时间T有关。D、有记忆功能。三、时序电路的分类1、按工作方式A、同步时序电路：在同步时序电路中，存储元

3、件状态的更新是靠同一个CP时钟脉冲，且在时钟脉冲的特定时刻更新存储元件状态。B、异步时序电路：在异步时序电路中，各存储元件状态的更新由不同的CP时钟脉冲在特定时刻决定。2、按输入与输出的关系A、米里型电路Mealy：输出由外部输入和内部状态来决定。B、模尔型电路Moore：输出仅由内部状态来决定。3、几种不同类型的时序电路A、同步时序电路－米里型：(有输入信号）B、同步时序电路－模尔型：（无输入信号）（J、K悬浮相当于接高电平。）在电路设计中严禁采用此方式获得高电平。C、异步时序电路－模尔型：四、时序电路的功

4、能描述1、逻辑方程式输出方程：驱动方程(激励方程)：状态方程：2、时序电路的状态表和状态图状态表和状态图是研究时序电路的主要逻辑工具。在时序电路中，其状态是由时序电路中存储电路的输出给出。在采用触发器构成存储电路时，触发器的状态就称为时序电路的状态。3、Mealy型电路的状态图和状态表：在mealy型电路中，时序电路的输出与它的现态及输入都有关。在状态图中，常在箭头上标注的是输入／输出，而在状态表中，其表列的是：输入/初态、次态／输出。A、已知一时序电路的次态真值表，试画出其状态表，状态图和写出输出函数表达式

5、。1)、状态表：2)、状态图：3)、输出函数表达式：它属于米里型电路。B、已知一时序电路的次态真值表，试作状态表，状态图并写出输出函数Z的逻辑表达式。1)、状态表：2)、状态图：3)、逻辑表达式：（属于米里型）4、Moore型电路的状态图和状态表在Moore型电路中，输出仅与时序电路的初态有关。A、已知一时序电路次态真值表，试作状态表，状态图并写出Z表达式。1)、状态表：2)、状态图：3)、表达式：(属于模尔型)§2时序电路的分析时序电路分析的目的，就是在已知时序逻辑电路情况下，分析该电路的逻辑功能。一、分析

6、时序电路的流程图某一时序电路写出Z、Y、Qn+1表达式作次态真值表作状态表及状态图说明逻辑功能二、分析时序电路的一般步骤1、根据已知电路，分清电路各组成部分（组合与存储），确定输入与输出信号。2、确定输出函数的逻辑表达式及激励信号的逻辑表达式。3、根据激励信号，考虑所用触发器的特征方程，写出状态方程。作出时序电路的次态真值表。4、由次态真值表，作出时序电路的状态表和状态图。5、用文字说明电路的逻辑功能，必要时，作出电路的时间波形图。三、同步时序电路分析举例1、分析图示同步时序电路的逻辑功能：Mealy型电路A

7、、输出与激励表达式：B、状态方程：C、状态表，状态图：D、次态与输出卡诺图：E、波形图：F、逻辑功能分析：当X=0时，状态转移按00→01→10→11→00→…规律变化，实现模4加法计数器的功能。当X=1时，状态转移按00→11→10→01→00→…规律变化，实现模4减法计数器的功能。该电路是一个同步模4可逆计数器。X为加/减控制信号，Z为借位输出。2、分析图示同步时序电路的逻辑功能：Moore型电路A、输出与激励表达式：B、状态方程；C、列状态表，画状态图：D、画波形图：E、逻辑功能分析：电路在CP脉冲

8、作用下，把宽度为T的脉冲以三次分配给Q0、Q１和Q2各端，因此，该电路是一个脉冲分配器。由状态图和波形图可以看出，该电路每经过三个时钟周期循环一次，并且该电路具有自启动能力。四、异步时序电路分析1、异步时序电路特点：触发器状态的变化不是同时发生的。2、异步时序电路的分析方法：A、步骤与同步时序电路分析相同。B、与同步时序电路不同的是，要写出时钟方程。C、状态方程要与时钟方程联合考虑。只有在时钟信号作