铜陵学院数字电子技术第6章时序逻辑电路

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1、第6章时序逻辑电路6.1时序逻辑电路概述6.2时序逻辑电路的分析6.3同步时序逻辑电路的设计6.4计数器6.5寄存器6.6顺序脉冲发生器6.7序列信号发生器6.1时序逻辑电路概述6.1.1时序逻辑电路特点6.1.2时序逻辑电路分类6.1.3时序电路逻辑功能表示方法6.1.1时序逻辑电路特点组合逻辑电路时序逻辑电路逻辑电路组合逻辑电路的输出只与当时的输入有关，而与电路以前的状态无关时序逻辑电路在任何时刻电路产生的稳定输出信号不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且还与电路过去的状态有关特点特点串行加法器时序逻辑电路结构输出

2、方程驱动方程时序逻辑电路表达式状态方程6.1.2时序逻辑电路分类同步时序电路异步时序电路分类根据输出信号的特点米利（Mealy）型穆尔（Moore）型6.1.3时序电路逻辑功能表示方法（1）状态表状态表：在时序电路中状态转换关系用表格方式表示例6-1：用状态表来表示图6-3所示米利型时序电路图6-3所示米利型时序电路状态表例6-2：用状态表来表示图6-4所示穆尔型时序电路图6-4所示穆尔型时序电路状态表（2）状态图状态图：在在时序逻辑电路中状态转换关系用图形方式表示6.2时序逻辑电路的分析6.2.1同步时序逻辑电路分

3、析6.2.2异步时序逻辑电路分析同步时序电路分析的一般步骤：从给定的逻辑电路图中写出各触发器的驱动方程将驱动方程代入相应触发器的特性方程，得到各触发器的状态方程（又称为次态方程），从而得到由这些状态方程组成的整个时序电路的状态方程组根据逻辑电路图写出输出方程根据状态方程、输出方程列出电路的状态表，画出状态图对电路可用文字概括其功能，也可做出时序图或波形图6.2.1同步时序逻辑电路分析例6-3：分析如图6-8所示时序逻辑电路解：（1）由给定电路图写出驱动方程驱动方程：（2）将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求各触发器

4、的状态方程（3）根据逻辑电路图写出输出方程为（4）为便于画出电路的状态图，由状态方程和输出方程列出状态表，如表6-3所示根据表6-3可以画出对应的状态图，如图6-9所示表6-3（5）得出电路的时序波形如图6-10所示例6-4：时序电路如图6-11所示，试分析其功能解：驱动方程：状态方程：表6-4例6-4电路的状态表：其时序波形如图6-13所示6.2.2异步时序逻辑电路分析例6-5：已知异步时序电路的逻辑图如图6-14所示，试分析其功能解：驱动方程：状态方程：表6-5例6-5电路的状态表：6.3同步时序逻辑电路的设计6

5、.3.1建立原始状态表6.3.2状态表的化简6.3.3状态分配6.3.4求驱动方程和输出方程（1）根据逻辑问题的文字描述，建立原始状态表。进行这一步时，可借助原始状态图，再构成原始状态表（2）采用状态化简方法，将原始状态表化为最简状态表（3）在得到简化的状态图后，要对每一个状态指定1组二进制代码，称为状态分配（或状态编码）（4）选定触发器类型。根据编码后的状态表及触发器的特性方程，求得电路的输出方程和各触发器的驱动方程（5）根据驱动方程和输出方程画出所要求的逻辑图（6）检查电路能否自启动，如不能自启动，则需采取措施加

6、以解决同步时序电路设计步骤：根据文字描述的设计要求，先假定一个初始状态，从初始状态开始，每加入一个输入，就可以确定一个次态（该次态可能是现态本身，也可以是另一个状态，或者是新增加的一个状态）和输出。这个过程一直到每个现态向其次态的转换都已经考虑，并且不再增加新的状态为止。画原始状态图的一般过程：6.3.1建立原始状态表例6-6：试列出一个5进制的加1和加2计数器的状态表解：对于5进制计数器应有5个独立状态，用S0~S4分别表示十进制数的0~4。计数器既可加1计数，又可加2计数，故要设置控制信号x。设x=0时，做加1计

7、数；x=1时，做加2计数。y为输出，表示计满5个脉冲。由此，可以直接画出图6-17所示的状态图及表6-6所示的状态表。表6-6例6-6的状态表例6-7：设计一个串行数据检测器，该电路具有一个输入端x和一个输出端y。输入为一连串随机信号，当出现连续3个或3个以上的1时，输出为1，其它输入情况输出为0。例如输入序列101100111011110输出序列000000001000110解：设电路在没有输入1以前的初始状态为A，当第一次输入1时，电路由状态A转入状态B，输出0；连续输入两个1时，电路由状态B转入C，并输出0；第

8、三个信号继续输入1时，电路由状态C转入D，并输出1；此后若电路继续输入1，电路仍停留在状态D，并输出1。当输入一个0时，不管当前电路处于何种状态，电路都将回到初始状态A，电路重新记录连续输入1的个数。根据上面的分析可得检测器的原始状态图如图6-18所示和状态表如表6-7所示。表6-7例6-7的状态表6.3.2状态表的化简完全定义机（或完全描述时