数字电子技术CH4（机电32学时）

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1、第四章时序逻辑电路2013年4月第四章时序逻辑电路时序逻辑电路概述4-1时序逻辑电路的分析4-2时序逻辑电路的设计4-3本章内容常用时序逻辑电路4-41.时序逻辑电路的基本概念和组成原理3.时序逻辑电路的设计计数器寄存器本章重点：2.同步时序逻辑电路的分析方法组合电路存储电路Z1ZnW1WhY1YkX1Xn输出方程：Z（tn）=F[X（tn），Y（tn）]状态方程：Y（tn+1）=G[W（tn），Y（tn）]驱动方程:W（tn）=H[X（tn），Y（tn）]时序电路的结构存储电路输入信号存储电路输出信号时序电路输出信号时序电路输入信号tn、

2、tn+1表示相邻的两个离散时间4.1时序逻辑电路的基本概念4.1.1时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的特点：组合电路+触发器（记忆元件）具有反馈通道(1)(2)时序逻辑电路表示方式：逻辑方程式、状态表、状态图、时序图4.1.3时序逻辑电路的分类根据时序电路中时钟信号的连接方式分类时序电路同步：异步：存储电路里所有触发器由一个统一的时钟脉冲源控制没有统一的时钟脉冲分析步骤图时序电路时钟方程驱动方程状态表状态图时序图CP触发沿特性方程输出方程状态方程计算4.2时序逻辑电路的分析4.2.1时序逻辑电路分析的一般步骤例1：分析图示逻辑电路写时钟CP的

3、表达式；各触发器的驱动方程时序电路的输出方程解：(1)(1)因为各触发器的时钟CP相同，可以不写。驱动方程：输出方程：Z解：驱动方程：输出方程：(2)由驱动方程写各触发器的状态方程。解：(3)由状态方程、输出方程列状态表、画状态图或时序图列状态表的具体做法是：输出代入上面各式得到：先设各触发器的初态为作为新的初态，再代入状态方程和输出方程，得：如此继续算下去，直到Q1Q0及X的所有组合都算完为止。(3)由状态方程、输出方程列状态表、画状态图或时序图输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1

4、次态输出Z000000001010101011011100111100110111011001001000输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z000000001010101011011100111100110111011001001000画状态图：Q1Q0：X/Z圈内是触发器的现态，箭头指向在输入输出条件下触发器的次态00：01：10：11：0/00/00/00/11/11/01/01/0CPXQ0Q1Z时序图：(4)逻辑功能分析00：01：10：11：0/00/00/11

5、/11/01/01/00/0由状态图可看出：X=0，进行加法计数X=1，进行减法计数例2分析图示时序逻辑电路解：根据状态表画状态图:Q3Q2Q1/F000/0001010011100101110111/0/0/0/0/1/0/1正常情况下，触发器状态在000～101循环，但若由于干扰使电路的状态为110或111，也可以在1、2个时钟后回到以上的主循环。这称为电路具有自启动能力解：状态表的另一种形式：FQ3Q2Q1CP00000100102010011100101000034560010可见，每来一个CP脉冲触发器作加1计算，每6个脉冲一个循

6、环，所以这是一个6进制加法计数器。例3分析图所示时序电路CPQAQBQC0000124561231001101110110010000010101010每6个脉冲一个循环，可画状态图：000100110111011001这是一个6进制计数器。若电路进入010状态，则开始另一循环,010该循环不能回到主循环，即：该电路不能自启动。101QAQBQC例4分析图示时序逻辑电路解：(1)写出各逻辑方程：输出方程：nnQXQF12=驱动方程：XJ=121XQK=12XQJ=XK=2(2)将驱动方程代入触发器特性方程nnnQKQJQ+=+1212121

7、2111XQQQXQQXQQXQnn+=+=++得到各触发器的次态方程：2121212111XQQQXQQXQQXQnn+=+=++(3)列状态表、画状态图和时序图：000110111/01/01/00/01/10/00/00/000000001000000000101111000110110001101100001111输出次态现态输入1112++nnQQ12QQXFnnQXQF12=00000001000000000101111000110110001101100001111输出次态现态输入1112++nnQQ12QQXFCPQ1Q2F

8、X(4)由上面分析可见：若X=0，无论电路是何状态，都回到00状态，且F=0；只有连续输入4个或4个以上的1时，才使F=1。该电路的功能是检测输入信号X是否连续输入了4个或4个以