数字电路第7章时序电路.ppt

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1、第7章时序逻辑电路7.1时序逻辑电路概述7.2时序逻辑电路的分析7.4计数器7.5寄存器和移位寄存器7.1概述时序逻辑电路：任一时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号，而且还与电路的现时状态有关。它由组合逻辑电路和存储电路组成。一、时序逻辑电路的组成存储电路组合逻辑门电路…………x1xnz1zmq1qjy1yk逻辑关系：输出方程驱动方程状态方程存储电路组合逻辑电路…………x1xnz1zmq1qjy1yk二、时序逻辑电路的分类1.按照触发器的动作特点没有统一的时钟脉冲信号，各触发器状态的变化不是同时发生，而是有先有后。同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路所有

2、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。CP1JC11K1JC11K1JC11K&FF1FF0FF2ZQ2Q1Q01JC11K1JC11K1JC11K&&FF1FF0FF2ZCPQ2Q1Q0同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路同一个CP不是同一个CP输出状态仅与存储电路的现时状态Q有关，而与输入X无直接关系或者没有单独的输出。。2.按照输出信号的特点米里（Mealy）型摩尔（摩尔）型输出状态不仅与存储电路的现时状态Q有关，而且与外部输入X也有关。1JC11K1JC11KFF1FF0CP=1X&ZQ1Q1Q0Q0“1”1JC11K1JC11K1JC

3、11K&&FF1FF0FF2ZCPQ2Q1Q0时序逻辑电路的分析，就是根据给定的时序逻辑电路图，找出该时序逻辑电路在输入信号及时钟信号作用下，电路的状态及输出的变化规律，分析出逻辑功能。7.2时序逻辑电路的分析一、时序逻辑电路的分析方法①根据给定逻辑图，写出时序电路的各触发器的驱动方程、时钟方程（同步电路不写）和输出方程；②将驱动方程代入所用触发器的特征方程，获得时序电路的状态方程；③根据时序电路的状态方程和输出方程，建立状态转移真值表；④由状态转移表画出状态图，进而画出波形图。⑤分析电路的逻辑功能。二.同步时序电路分析举例1JC11K1JC11K1J

4、C11K&&FF1FF0FF2ZCPQ2Q1Q0例：分析下图所示同步时序电路的逻辑功能。解：①写各触发器驱动方程驱动:J0=K0=1J1=K1=Q0nJ2=K2=Q0nQ1n输出方程:Z=Q0nQ1nQ2n②将驱动方代入触发器特性方程得各触发器状态方程J0=K0=1J1=K1=Q0nJ2=K2=Q0nQ1n③由状态方程和输出方程推出电路的状态转换真值表、状态转换图和波形图序号Q2Q1Q0Z000001001020100301104100051010611007111180000状态转换真值表000001010011100101110111状态转换图/0/

5、0/0/0/0/0/0/1Q2Q1Q0/ZZ=Q0nQ1nQ2nCPQ2Q1Q0Z12345678④画工作波形图⑤逻辑功能分析Q2Q1Q0从000到111是一个8进制计数器解：①求输出方程和驱动方程（摩尔型）练习：分析同步时序电路的逻辑功能。Q0Q1Q2②求状态方程③列状态表7.2时序逻辑电路的分析000001010101QQQ210100110011111④画状态图000001010101QQQ210100110011111④画状态图⑤画波形图设Q2Q1Q0的初始状态为000。123456CPQ2Q1Q0⑥逻辑功能分析从波形图可知，该电路在CP脉冲作用

6、下，把脉冲以三次分配给Q0,Q1和Q2各端，因此，该电路是一个脉冲分配器,而且每经过三个时钟周期循环一次，并且该电路具有自启动能力。123456CPQ2Q1Q0⑥逻辑功能分析闭合回路中的为“有效状态”当电路处于任一无效状态时，若能在时钟信号作用下进入有效状态，称该电路具有自启动能力；否则，该电路无自启动能力。000001010101QQQ210100110011111闭合回路外的为“无效状态”例：分析下图所示同步时序电路的逻辑功能。二、同步时序逻辑电路的分析举例1JC11K1JC11KFF1FF0CP=1X&ZQ1Q1Q0Q0“1”解：①求驱动方程和输出

7、方程（米里型）②求状态方程③列状态表Q1Q0X/Z000110111/01/01/11/00/00/00/00/0④画状态图设Q1Q0的初始状态为00。⑤画工作波形图Q1Q0X/Z000110111/01/01/11/00/00/00/00/0Q0Q1ZX123456789CP⑥逻辑功能分析分析得：当外部输入X=0时，状态转移按00→01→10→11→00→…规律变化，实现模4加法计数器的功能；当X=1时，状态转移按00→11→10→01→00→…规律变化，实现模4减法计数器的功能所以，该电路是一个同步模4可逆计数器X为加/减控制信号，Z为借位输出。Q1

8、Q0X/Z000110111/01/01/11/00/00/00/00/0例：分