《数字电路与逻辑设计》2

《《数字电路与逻辑设计》2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、“数字电子电路”学习辅导(6)“数字电子电路”是中央电大开放教育电子信息技术专业必修的专业基础课，也是成招普招应用电子技术专业、通信工程等专业必修的专业基础课。本课程开放教育6学分，电视学时（04春）36，必做实验6个（含综合性实验1个）。为了帮助同学们学好本课程，分八次（八章）进行教学辅导。教学辅导分两个部分，一是教学重点内容的辅导，帮助同学们掌握基本概念、基本分析方法和设计方法；二是典型例题解析，帮助同学们掌握解题的方法和思路。第六章时序逻辑电路一、重点内容辅导1．时序电路及其功能描述方法时序逻辑电路是指电路任意时刻的输出信号不仅取决于该时刻输入信

2、号的状态，而且还和电路原来的状态有关。在电路结构上，必须含有具有记忆功能的存储电路。描述时序电路逻辑功能需要三个方程：驱动方程—组成时序电路各触发器输入端的逻辑表达式；状态方程—将驱动方程代入相应触发器的特性方程所得到的方程式；输出方程—时序电路输出端的逻辑表达式。2．同步时序电路的一般分析方法时序电路的分析就是从逻辑图求出给定时序电路的功能，一般用状态表（又称状态转换表）或状态图（又称状态转换图）来表示。同步时序电路的分析方法一般按下面的步骤进行（因为是同步时序电路，各个触发器的状态变化受同一个CP的控制，分析过程中不必单独考虑每个触发器的时钟条件）

3、：根据给定逻辑图，写出组成时序电路的各个触发器的驱动方程（即每个触发器输入信号的表达式）和输出方程。将各个触发器的驱动方程代入触发器的特性方程得到所分析电路各触发器的状态方程组。假设现态，依次代入各个触发器的状态方程组进行计算，求出次态。列状态表，画出状态图。说明功能。上述步骤可画成图6．1的形式。13图6．1异步时序电路功能的分析方法与同步时序电路基本相同，但因组成异步时序电路各个触发器的时钟信号不是源于同一个，因此，在分析时，必须考虑各触发器状态更新时相应的触发条件，分析步骤可画成图6．2的形式。图6．23．时序逻辑电路的一般设计方法时序电路的设计

4、是指根据设计要求画出实现该功能的时序电路的过程。同步时序电路的设计方法一般按下面的步骤进行：（1）根据要求建立原始状态图或状态表。这是设计的第一步，也是设计过程中比较难的一步，进行逻辑抽象，把要求实现的时序逻辑功能表示为时序逻辑函数，用状态图或状态表表示。一般需要以下过程：·分析电路，确定输入变量、输出变量及电路的状态数。通常取原因或条件作为输入变量、结果作为输出变量。·定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含意，并将电路状态顺序编号。·建立原始状态图或状态表。（2）对原始状态图或状态表进行化简。（3）进行状态分配和编码，即用二进制代码表示，得到用于电

5、路设计的状态转移表或状态图。（4）确定触发器个数和类型。（5）导出状态方程和输出方程（一般通过画卡诺图的方法）。13（6）写出驱动方程。（7）根据驱动方程、输出方程画出逻辑图。（8）检查电路能否自启动。4．寄存器寄存器用以存储代码，双向移位寄存器除了具有存储代码的功能外，还可以使数据双向（左移或右移）移位，实现数据串行输入—串行输出、串行输入—并行输出、并行输入—串行输出、并行输入—并行输出的转换等多种功能。寄存器用以存储代码，可以分为锁存器、基本寄存器和移位寄存器。锁存器和基本寄存器都是用于存储代码或数据，不同点在于锁存器一般用电位式触发器组成，基本

6、寄存器一般用边沿触发器组成。移位寄存器除了具有存储代码的功能外，还可以使数据移位，有左移、右移和双向移位。它们的简单工作原理和功能特点汇总于表6.1中。表6.1名称典型电路工作原理特点锁存器教材图5.25Q1=D1，Q2=D2，Q3=D3，Q4=D4并行输入、并行输出电位式触发器组成基本寄存器教材图5.26Q1=D1，Q2=D2，Q3=D3，Q4=D4，Q5=D5，Q6=D6并行输入、并行输出边沿触发器组成设置了异步复位信号移位寄存器左移寄存器教材图5.27Q0n+1=Q1n，Q1n+1=Q2n，Q2n+1=DLDL为左移串行输入信号，在CP作用下，信

7、号依次左移右移寄存器教材图5.28Q2n+1=Q1n，Q1n+1=Q0n，Q0n+1=DRDR为右移串行输入信号，在CP作用下，信号依次右移右移环形计数器教材图5.29Q2n+1=Q1n，Q1n+1=Q0n，Q0n+1=Q2n如：电路状态循环移位，是一个模3计数器右移扭环形计数器教材图5.31Q2n+1=Q1n，Q1n+1=Q0n，Q0n+1=`Q2n如：因为Q0n+1=`Q2n，是一个模6计数器4．计数器13计数器不仅可累计计时脉冲的个数，还被广泛应用于定时、分频及各种数字电路中，它是应用最广泛的典型时序电路。根据计数器中各个触发器状态翻转的先后次序

8、可分为同步计数器和异步计数器；根据计数过程中数字的增减规律可分为增量（加法）计数器、减量（减法