数字电子技术基础 第6章.ppt

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1、第6章　时序逻辑电路概　述寄存器和移位寄存器计数器时序逻辑电路的分析本章小结同步时序逻辑电路的设计了解时序逻辑电路的类型。主要要求：掌握时序逻辑电路的基本特点。6.1概　述任何时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入状态，而且还取决于电路原来的状态。逻辑功能特点：电路结构特点：由存储电路和组合逻辑电路组成。一、时序逻辑电路的基本特性时序逻辑电路的结构框图SequentialLogicCircuit根据逻辑功能不同分为寄存器移位寄存器计数器顺序脉冲发生器根据电路结构不同分为同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路所

2、有触发器的时钟端连在一起。所有触发器在同一个时钟脉冲CP控制下同步工作。时钟脉冲CP只触发部分触发器，其余触发器由电路内部信号触发。因此，触发器不在同一时钟作用下同步工作。二、时序逻辑电路的类型主要要求：掌握时序逻辑电路的分析方法。理解输出方程、驱动方程、状态方程、状态转换真值表、状态转换图和时序图等概念及分析方法。6.2时序逻辑电路的分析一、基本步骤1.根据给定的电路，写出它的输出方程和驱动方程，并求状态方程。输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，通常为现态和输入变量的函数。驱动方程：各触发器输入

3、端的逻辑表达式。状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中所得到的方程。2.列状态转换真值表。将电路现态的各种取值组合代入状态方程和输出方程进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定，则从给定值开始计算。如没有给定，则可设定一个现态起始值依次进行计算。在计算时，不能漏掉任何一种现态的取值组合。6.2.1同步时序逻辑电路的分析一、基本步骤6.2.1同步时序逻辑电路的分析3.分析逻辑功能。根据状态转换真值表来说明电路逻辑功能。4.画状态转换图和时序图。状态转换图是指电

4、路由现态转换到次态的示意图。电路的时序图是指在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图，又称工作波形图。C11J1KC11J1K&C11J1K&FF0FF1FF2Q0Q1Q2Q2YCP&1[例1]试分析图示同步时序逻辑电路的逻辑功能。列出状态转换真值表，画出状态转换图和时序图。解：这是时钟CP下降沿触发的同步时序电路，分析时不必考虑时钟信号。分析如下：二、分析举例CPC1C1C1C11J1KC11J1K&C11J1K&FF0FF1FF2Q0Q1Q2Q2YCP&1Q2nY=Q2nQ0nJ2=Q1nQ

5、0n，J0=K0=1J1=Q2nQ0n，K1=Q0nK2=Q0n1J1K11.写方程式(1)输出方程(2)驱动方程Q0n1KQ0n&1JQ2n1K1JQ1n&Q0n1.写方程式Q0n+1=J0Q0n+K0Q0n=1Q0n+1Q0n=Q0nQ1n+1=J1Q1n+K1Q1nQ2n+1=J2Q2n+K2Q2n=Q1nQ0nQ2n+Q0nQ2nJ0K0J1K1J2K2(3)状态方程代入J0=K0=1代入J1=Q2nQ0n，K1=Q0n代入J2=Q1nQ0n，K2=Q0nC11J1KC11J1K&C11J1K

6、&FF0FF1FF2Q0Q1Q2Q2YCP&1=Q2nQ0nQ1n+Q0nQ1n2.列状态转换真值表设电路初始状态为Q2nQ1nQ0n=000，则0001000YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态将现态代入状态方程求次态：Q0n+1=Q0n=0=1Q1n+1=Q2nQ0nQ1n+Q0nQ1n=0·0·0+0·0=0Q2n+1=Q1nQ0nQ2n+Q0nQ2n=0·0·0+0·0=0将现态代入输出方程求YY=Q2nQ0n=0·0=02.列状态转换真值表设电路初始状态为Q2nQ1

7、nQ0n=000，则YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态0001000将新状态作现态，再计算下一个次态。1000010Y=Q2nQ0n=0·1=0Q0n+1=Q0n=1=0Q1n+1=Q2nQ0nQ1n+Q0nQ1n=0·1·0+1·0=1Q2n+1=Q1nQ0nQ2n+Q0nQ2n=0·0·0+0·1=02.列状态转换真值表设电路初始状态为Q2nQ1nQ0n=000，则YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态0001000100001010001010

8、10100100011100110010可见：电路在输入第6个脉冲CP时返回原来状态，同时在输出端Y输出一个负跃变的进位信号。以后再输入脉冲，将重复上述过程。依次类推一直计算到状态进入循环为止该电路能对CP脉冲进行六进制计数，并在输出端Y输出一个脉冲下降沿作为进位输出信号。故为同步六进制计数器。3.逻辑功能说明CP脉冲也常称为计数脉冲。/0/0/0/1圆圈内表示Q2Q1Q0的状态；箭头表示电路状态转换的方向；箭头上方的“x/y”中，x表示转换所需的输入变