数字电子技术及应用 教学课件 作者 李继凯 杨艳第6章 时序逻辑电路.ppt

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1、数字电子技术及应用第6章时序逻辑电路概述6.1基于SSIC的时序逻辑电路的分析和设计6.2常用MSIC时序逻辑功能器件6.3基于MSIC的时序逻辑电路的分析和设计4.36.46.1概述从功能上：时序电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还与电路过去的状态有关，具有记忆作用。6.1.1时序逻辑电路的基本结构及特点从电路结构上：由触发器（存储电路）和门电路（组合电路）组成。输入信号输出信号驱动信号输出状态6.1.2时序逻辑电路的分类根据电路中触发器的动作特点不同，时序电路又分为同步时序电路和异步时序电路。同步：电路中所有触发器的时钟输入端都接于同一

2、个时钟脉冲源，因此，所有触发器状态的变化是在同一个时钟信号作用下同时发生的。异步：不是所有的触发器都接于同一个时钟脉冲源,因而在电路转换过程中触发器的翻转不是同步发生的。6.1.3时序逻辑电路功能的描述方法1．逻辑方程式驱动方程状态方程输出方程2．状态转换表是用列表格的形式来表示时序逻辑电路的输出Y、次态和电路的输入X、现态间对应关系。3．状态转换图反映时序电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的图形称为状态转换图。4．时序图时序图即时序电路的波形图。它能直观地描述时序电路的输入信号、时钟信号、输出信号及电路的状态转换等在时间上的对应关系。6.2基于S

3、SIC的时序逻辑电路的分析和设计6.2.1基于SSIC的时序逻辑电路的分析找出给定时序电路的逻辑功能。具体地说，就是找出电路的状态和输出在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。1.分析时序逻辑电路的一般步骤（1）写出电路中每一个触发器的驱动方程（亦即写出每个触发器驱动输入端的逻辑表达式）。如果是异步时序电路，还要写出每个触发器的时钟方程。（2）将得到的驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得每个触发器的次态方程（状态方程）。（3）写出输出方程。（4）根据状态方程和输出方程，列出电路的状态转换表、画出状态转换图或时序图。（5）如有必要，用一段文字描述时序电路的

4、逻辑功能。输入端的表达式，如T、J、K、D组合电路的输出2.同步时序逻辑电路分析举例例6.2.1试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能。解：（1）写出驱动方程（2）写出状态方程（3）写出输出方程TTL电路（4）列出状态转换表，画出状态转换图和时序图。1.列状态转换表000001010011100101110111110000000100010000110101101010102.画状态转换图00000101001110010111011111000000010001000011010110101010000001010011100101110111/0/0/0

5、/0/0/1/0/1Q3Q2Q1/Y3.画出时序图：CP123456780000010100011000001011100104.逻辑功能：同步6进制加法计数器。例6.2.2试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能。解：（1）写出驱动方程（2）写出状态方程（3）写出输出方程（4）列出状态转换表，画出状态转换图和时序图。0000010100111001011101110110100110101010100001001.列状态转换表2.画状态转换图：000110110/00/00/00/11/11/01/01/0000001010011100101110111011

6、010011010101010000100Q2Q1X/Y3.画时序图（波形）：CP12345678X0000100010111001111011104.逻辑功能：同步4进制可逆计数器。3.异步时序电路的分析例6.2.3分析图示时序电路的逻辑功能。解:（1）写出各触发器的时钟方程：CP1=CP3=CP↓CP2=Q1↓（2）写出驱动方程：（3）写出状态方程（4）写出输出方程1.列状态转换表000001010011100101110111CP1CP2CP3nQ3nQ2nQ113+nQ12+nQ11+nQY↓↓↓↓↓↓↓↓10100000↓↓↓↓↓↓↓↓1000

7、000001100110↓↓↓↓00001111（5）列出状态表，画出状态图或时序图。2.画状态转换图:Q3Q2Q1/Y000001/0010/0011/0100/0101/1/1110/1111/1000001010011100101110111110000001000000001101100100001113.画时序图CP123456784.逻辑功能异步5进制加法计数器。6.2.2基于SSIC的时序逻辑电路设计1.同步时序逻辑电路设计的一般步骤（1）由给定的逻辑功能画出原始状态转换图首先分析给定的逻辑功能，确定输入变量、输出变量以及该电路应包含的状态

8、数，并用字母S0、S1…等表示这些状态。然后，分别以上述状态为现态，考察在每一个