数电课件时序逻辑电路分析和设计

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1、6时序逻辑电路的分析和设计6.1时序逻辑电路的基本概念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时序逻辑电路的分析和设计教学基本要求2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及相互转换。3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法概述逻辑电路可分为两大类：1、组合电路：2、时序电路：由若干逻辑门组成，电路不具记忆能力。电路的输出仅仅与当时的输入有关。存储电路，因而具有记忆能力。电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的状态有关。时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。延迟元件或触发器

2、6.1时序逻辑电路的基本概念6.1.1时序逻辑电路的结构组合电路存储电路Z1ZjY1YrQ1QrX1Xi输入信号输出信号存储电路的输入输出状态逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。触发器的控制输入触发器状态输出逻辑关系方程：X(X1，…Xi)Q(Q1，…Qr)Y(Y1，…Yr)Z(Z1，…Zj)Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱动方程Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程各信号之间的逻辑关系方程组：6.1.2时序逻辑电路的分类1、从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步

3、：存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源没有统一的时钟脉冲,电路的状态更新不是同时发生的。同步的速度高于异步，但结构一般比后者复杂。2、从输出信号的特点分：同步时序电路莫尔（Moore)型：米里（Melay）型：Z=F1[X,Qn]Z=F1[Qn]6.1.3时序电路的四种描述方法Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱动方程Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程1.逻辑方程式时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态转换表、状态图和时序图。2、状态转换表现态次态／输出X=0X=10000/001/00101/01

4、0/01010/011/11111/000/0状态表是反映时序逻辑电路的输出Y、输入X、次态Qn+1以及现态Qn之间的对应取值关系的表格。3.状态图000110111/11/01/0X/Y1/00/00/00/00/0状态图是反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的图形.该图表示Q1Q0的状态转换情况，斜线上方是输入信号X，斜线下方是输出信号Y，连线及箭头表示转换的方向。Q1Q0X/Y4、时序图00010001011100001111000111010100能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间

5、上的对应关系。四种描述方式是可以相互转换的。能直观地描述电路输入信号、输出信号以及CP,在时间上的对应关系，也称波特图。输出方程激励方程组状态方程组举例说明1.逻辑方程式：输出方程状态方程组状态转换真值表010100011100010111011101001110100010001100000000YA根据方程组列出状态转换真值表2.状态转换表状态转换表状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=0将状态转换真值表转换为状态表状态转换真值表010100011100010

6、111011101001110100010001100000000YA状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=00/01/00/11/00/11/00/11/03.状态图状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=04.波形图00010001111010Q1Q06.2时序逻辑电路的分析6.2.1分析时序逻辑电路的一般步骤:1.确定电路的输入、输出信号、触发器的类型等；6.根据状态转换图或时序波形图分析逻辑功能。2.

7、从给定的逻辑图中，写出各触发器的驱动方程及电路的输出方程；3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得出其状态方程;4.由状态方程、输出方程列出状态转换表；5.画出完整的状态转换图或时序波形图；6.2.2同步时序逻辑电路的分析举例先介绍相对简单的Moore型时序逻辑电路，再介绍相对复杂的Mealy型时序逻辑电路所以，属Moore型例1试分析下图所示时序电路的逻辑功能。解：由电路图可知，此为同步时序逻辑电路，无输入信号1.写出各触发器的驱动方程和输出方程。Y2＞1JC11K＞1JC11KCPY1Q1Q2输出方程：驱动方程

8、：得：2.将驱动方程代入JKFF的特性方程，求JKFF的的次态方程。JKFF的特性方程：3.列状态表，画状态图和时序图。现态触发器输入次态J2K2J1K1代入法。将代入特性方程，得到再将01代入得到10····列表有两种方法：列出所有FF的输入状态，根据FF功能可得次态。01011100111111110100100