第7章 时序逻辑电路的分析与设计.ppt

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1、7.1概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的结构形式时序逻辑电路的分类主要内容：17.1.1时序逻辑电路的定义若一个逻辑电路在任何时刻产生的输出信号不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关，则称该电路为时序逻辑电路。27.1.2时序逻辑电路的结构上述式子分别称为：输出方程、驱动方程（或称“激励方程”）和状态方程。X(X1,X2....,Xn)输入信号Z(Z1,Z2....,Zm)输出信号Y(Y1,Y2.....,Yr)激励信号Q(Q1,Q2....,Qr)状态信号3对应关系图47.1

2、.3时序逻辑电路的分类按照电路的工作方式，分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两大类。在同步时序逻辑电路中，各触发器的时钟脉冲相同；在异步时序逻辑电路中，各触发器的时钟脉冲不相同，各触发器状态的改变不是同时发生的。按照电路输出对输入信号的依从关系，可分为Mealy型时序电路和Moore型时序电路。5如果时序逻辑电路的输出是电路输入和电路状态的函数，则称为Mealy型时序电路；如果时序逻辑电路的输出仅仅是电路状态的函数，则称为Moore型时序电路。67.2时序逻辑电路的分析由触发器构成的同步时序

3、逻辑电路的分析方法状态表的两种不同格式及填写方法由触发器构成的异步时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析举例主要内容：77.2.1时序逻辑电路的分析步骤1．由给定的逻辑电路图写出下列各逻辑方程：（1）各触发器的时钟方程。（分析异步时序电路）（2）各触发器的驱动方程。（3）时序电路的输出方程。2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得电路的状态方程（或次态方程）。3．根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态转换真值表，画出状态转换图。（难点）4．根据电路的状态转换图说明电路的逻辑功能。8表

4、7-1Mealy型电路状态表格式现态Qn次态Qn+1/输出Z输入X表7-2Moore型电路状态表格式输入X输出Z次态Qn+1现态Qn9状态图是一种反映时序状态转换规律及相应输入、输出取值关系的有向图。同步时序逻辑电路两种模型的状态图QnQn+1/ZMoore型107.2.2同步时序逻辑电路的分析举例例7-1分析图所示时序逻辑电路的功能。11解：1．写出时序电路的各逻辑方程式（3）时序电路的输出方程。（1）这是一个同步时序电路，故时钟方程可以不写（2）时序电路的驱动方程122．将驱动方程代入JK触

5、发器特性方程，得到状态方程133．列出状态转换真值表，画出状态转换图。现态Q2nQ1n次态Q2n+1Q1n+1/输出ZX=0X=10001/011/10110/000/01011/001/01100/110/0还有另一种表格列法：Q2nQ1nXQ2n+1Q1n+1Z140/04．电路的逻辑功能分析由状态图可知，是一个两位二进制可逆计数器。现态Q2nQ1n次态Q2n+1Q1n+1/输出ZX=0X=10001/011/10110/000/01011/001/01100/110/0000111100/

6、00/00/11/11/01/01/0X/Z15例7-2分析图所示时序逻辑电路的功能。16177.2.3异步时序逻辑电路的分析举例例7-3分析如图所示的异步时序逻辑电路的逻辑功能。18解：该电路属于Moore型异步时序逻辑电路。1．写出时序电路的各逻辑方程式（1）时钟方程（2）驱动方程（3）输出方程2．将驱动方程代入JK触发器特性方程，得到状态方程(CP由1→0时有效)(由1→0时有效)，193．列出状态转换真值表（难点），画出状态转换图。现态Q1nQ0n次态Q1n+1Q0n+1FF0CP0=C

7、PFF1CP1=Q0n输出Z0001↓↑00110↓↓01011↓↑01100↓↓100011011/0/0/0/1(CP由1→0时)(由1→0时)20时序波形图4．电路的逻辑功能分析由状态图或时序图可知，在CP脉冲作用下，Q1Q0的数值从00到11递增，每经过4个CP脉冲作用后，Q1Q0循环一次。同时在输出端产生一个进位输出脉冲Z。故该电路是一个4进制加计数器。00101011000001000011011/0/0/1/0217.3同步时序逻辑电路的设计同步时序逻辑电路的设计步骤建立原始状态图

8、的具体过程原始状态图的简化方法同步时序逻辑电路的设计举例主要内容：227.3.1同步时序逻辑电路的设计步骤1．由给定的逻辑功能求出原始状态图(逻辑抽象)(难点)（1）分析电路的输入条件和输出要求，确定输入变量、输出变量及该电路应包含的状态，并用字母S0、S1、…表示这些状态。（2）分别以上述状态为现态，确定在每一个可能的输入组合作用下应转移到哪个状态及相应的输出，即可求出原始状态图。例1试建立如下电路的原始状态图。该电路是1111序列检测器。当连续4个或4个以上的“1”（高电平）输入检测器时，检