数字电子技术基础 第6章 时序逻辑电路1

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1、重点内容时序逻辑电路的分析方法若干常用时序逻辑电路集成计数器及其应用时序逻辑电路的设计方法第六章时序逻辑电路16.1概述一、特点：任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还与电路原来的状态有关。电路结构上的特点：1.时序电路包含组合电路和存储电路两个组成部分，而存储电路必不可少。2.存储电路的输出状态必须反馈到输入端，与输入信号一起共同决定组合电路的输出。2X(x1，…，xi)—输入信号二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法Z(z1，…，zk)—存储电路的输入信号(驱动)Y(y1，…，y

2、j)—输出信号Q(q1，…，qL)—存储电路的输出信号3XQQ*Y根据方程列出状态表根据状态表画出状态图、时序图总结电路的功能时序电路分析：根据给出的电路写出方程4三、分类按照存储电路中触发器的动作特点不同，时序电路可以分成同步时序电路和异步时序电路两大类。在同步时序电路中，所有触发器的状态变化都是在同一时钟信号作用下同时发生的。而在异步时序电路中，各触发器状态的变化不是同时发生，而是有先有后。根据输出信号的特点将时序电路分为：米利（Mealy）型和穆尔（Moore）型两大类。Mealy:Y=F（

3、X，Q）输出信号不仅取决于存储电路的状态，还取决于输入变量Moore:Y=F（Q）输出信号仅仅取决于存储电路的状态。穆尔型电路只不过是米利型电路的特例而已。5如：P262图6.2.1同步Moore型时序电路P266图6.2.3同步Mealy型时序电路P270图6.2.10异步Moore型时序电路时序电路在工作时是在电路的有限个状态间按一定的规律转换的，又将时序电路称为状态机。时序电路的典型电路有：寄存器，移位寄存器，计数器等，其分析方法比组合电路更复杂些，要引进一些新方法。66.2时序逻辑电路的分

4、析方法6.2.1同步时序逻辑电路的分析分析:给定电路→电路的逻辑功能即找出电路的状态Q*和输出的状态Y在输入变量和时钟信号作用下的变化规律.电路驱动方程特性方程输出方程时钟方程状态方程列状态表画状态图、时序图总结逻辑功能步骤：7例1.P2626.2.1同步Moore型时序电路分析下图逻辑功能,输入端悬空时和逻辑1等效特性方程:驱动:输出方程:Y=Q2Q3(2)求状态方程:解:(1)写方程:时钟:clk1=clk2=clk3=clk8Q3Q2Q1Q3*Q2*Q1*Ｙ(3)由状态方程和输出方程求状态

5、表000001010011001011011111100000111000001110000011000000CLKQ3Q2Q1Y状态表的另一画法：000001001030110410005101020100700000111110000611019(4)由状态表画出状态转换图：Q3Q2Q1Y000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1功能：能自启动的Moore型七进制加法计数器。有效状态，有效循环无效循环自启动不能自启动无效状态CLKQ3Q2Q1Y000001

6、00103011041000510102010070000011111000061101“→”代表转换方向，输入变量写在斜线之上，输出写在斜线之下。状态转换图可以更形象的表示时序电路的逻辑功能。10(5)时序图：在时钟脉冲序列作用下电路状态、输出状态随时间变化的波形图叫做时序图．tQ2tQ3tYtQ1tclk11例2(P266)分析下图时序逻辑电路的功能,写出电路的驱动方程,状态方程和输出方程,画出状态转换图(1)写方程:时钟：clk1=clk2=clk特性：输出：驱动：（2）求状态方程12（3）

7、由状态方程和输出方程求状态转换表AQ2Q1Q2*Q1*Y(4)状态图000001010011001011011110101010011010010001100013Q2*Q1*/Y000111100011000/111111/1001001另一种画法:(5)功能：是一个同步四进制加减可控（逆）计数器A=0时，四进制加法计数A=1时，四进制减法计数(6)时序图：（两个周期都要画出）12345678CLKtAtQ1tQ2tQ2Q1AtY14因为异步时序电路中各个触发器状态变化的时刻不相同，时钟触发沿到

8、来时触发器按照状态方程改变状态，而时钟触发沿没有到来的触发器则保持原来状态不变。因此，与同步时序电路的分析相比，分析异步时序电路时必须找出每次状态转换时哪些触发器有时钟信号，哪些没有，没有时钟信号的触发器保持原来状态不变。*6.2.3异步时序电路的分析方法例：6.2.10P270Moore型异步时序电路的分析15分析：（1）写方程（2）把驱动方程代入特性方程求出状态方程输出方程：C=Q0Q3特性方程：驱动：时钟：Q0CLKQ1Q016(3)根据状态方程和输出方程求状态转换表Q3Q2