第5章时序逻辑电路1

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1、第五章时序逻辑电路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25.1概述电路结构上的特点：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。一、特点：任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。X(x1，…，xi)—输入信号Y(y1，…，yj)—输出信号Z(z1，…，zk)—存储电路的输入信号Q(q1，…，qL)——存储电路的输

2、出信号组合逻辑电路存储电路x1x2xiy1z1zkq1qLy2yj3Y(tn)=F[X(tn)，Q(tn)]——输出方程Z(tn)=H[X(tn)，Q(tn)]——驱动方程（激励方程）Q(tn+1)=G[Z(tn)，Q(tn)]—状态方程X(tn)，Q(tn)Q(tn+1)Y(tn)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组合逻辑电路存储电路x1x2xiy1z1zkq1qLy2yj4二、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

3、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(tn)=F[x(tn),Q(tn)]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(tn)=F[Q(tn)]输出信号仅仅取决于存储电路的状态。5穆尔型电路只不过是米利型电路的特例而已。如：P227图5.2.1同步Moo

4、re型时序电路P231图5.2.4同步Mealy型时序电路P232图5.2.6异步Moore型时序电路三、时序机：用输入信号和电路状态（状态变量）的逻辑函数去描述时序电路逻辑功能的方法也叫做时序机。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。65.2时序逻辑电路的分析方法5.2.1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和输出的状态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

5、表画状态图、时序图总结逻辑功能步骤：7例1.P2275.2.1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J1=Q2Q3K1=1J2=Q1K2=Q1Q3J3=Q2Q1K3=Q2Qn+1=JQn+KQn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:CP1=CP2=CP3=CP8Ｙ(3)由状态方程和输出方程求状态表0000010100110010110111111000001110000011100000110000009(4)状态转换图：“→”代

6、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。概念:有效状态，有效循环无效状态，无效循环自启动，不能自启动Q3Q2Q1Y功能：能自启动的Moore型七进制加法计数器。Ｙ０００００１０００１０１０００１００１１００１１１０００１００１０１０１０１１１００１１００００１１１１０００１000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/110计算较慢，但与状态图对应比较直观状态表的另外一种画法：Q3Q2Q1YCPQ3Q2Q1Ｙ00

7、000100102010030110410005101061101700000111110000000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/111(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．tQ2tQ3tYtQ1tCP12C11DC11DCP=1&&1&FF2FF1AY=1例2(P231)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：CP1=CP2=CP特性：输出：驱动：Q1

8、Q2Q1Q2D2D113（2）把驱动方程代入特性方程求状态方程（3）由状态方程和输出方程求状态转换表AQ2Q1Q2n+1Q1n+1Y(4)状态图Q2Q1A/Y0/0000110110/00/01/01/01/01/10/1000001010011001011011110101010011010010001100014Q2n+1Q1n+1000111100011000/111111/1001001另一种画法:(5)功能：是一个同步四进制加减可控（逆）计数器