《时序逻辑电路》PPT课件.ppt

《《时序逻辑电路》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章　时序逻辑电路内容简介时序电路的基本分析与设计方法；计数器、寄存器、锁存器、顺序脉冲信号发生器的电路结构及其应用。重点内容时序逻辑电路的分析与设计方法；运用“反馈归零法”、“反馈置数法”、“反馈置最小数法”和“级联法”等四种方法构成“N进制计数器”。5.1时序逻辑电路的分析和设计方法一、时序逻辑电路的结构及特点时序逻辑电路——任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。时序电路的特点：组合电路触发器电路X1XiZ1ZjQ1QmD1Dm…………输入信号信号输出触发器触发器输入信号输出信号CP（1）含有具有记忆元件（最常用

2、的是触发器）。（2）具有反馈通道。二、时序逻辑电路的一般分析方法分析时序逻辑电路的一般步骤1．由逻辑图写出：各触发器的时钟方程；时序电路的输出方程；各触发器的驱动方程。2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得时序逻辑电路的状态方程。3．根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或时序图。4．根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。三、时序逻辑电路的设计方法1、时序逻辑电路的设计步骤所谓时序逻辑电路的设计，是根据要求实现的逻辑功能，求出满足此功能的最简单的时序逻辑电路的过程。一般步骤如下：（1）分析设计要求，建立原始

3、状态图或原始状态转换表首先分析给定的逻辑问题，明确输入、输出变量，并且定义其对应的意义；再设定电路的状态数，将电路的状态按顺序编号，然后按照题意画出原始状态图或原始状态转换表。（2）进行状态化简，求出最简状态图在原始状态图中，凡是输入相同输出也相同,要转换的次态也相同的状态，皆称为等价状态。状态化简就是将多个等价状态合并，丢掉多余状态，从而得到最简状态。（3）状态分配状态分配又叫做状态编码或状态赋值。若最简状态图中状态数为N，则触发器的数目n应满足关系2n≥N>2n-1（4）选定触发器的类型，求出时钟方程、输出方程、状态方程和驱动方程。（5）画逻辑电

4、路图根据求出的时钟方程、驱动方程、输出方程及选定触发器的类型，便可画出所要设计的逻辑电路图。（6）检查设计的电路能否自启动。把无效状态代入电路检查，在时钟脉冲作用下能够进入有效循环，则说明该电路有自启动能力。如果无效状态形成了循环，则说明所设计的电路不能自启动，则应采取两种措施解决。一种是修改逻辑设计电路，另一种是通过预置数的方法，将电路的初始状态值置成有效状态之一。2.时序逻辑电路设计举例例试设计一个同步六进制加法计数器解：（1）依题意，可画出如图所示状态图Q3Q2Q1/C同步六进制加法计数器状态图从图中看出：状态图不包括二个无效状态110和111

5、，可作任意项处理（2）选择触发器，求时钟方程、输出方程和状态方程①选择触发器：∵N＝6　　2n≥N≥2n-1又JK触发器功能齐全，使用灵活∴n=3即选用3个下降沿触发的边沿JK触发器②求时钟方程：采用同步方案CP0=CP1=CP2=CP③求输出信号Y的最简表达式［见图5.10（a）］④求状态方程［见图5.10（b、c、d、e）］由图5.10所示各卡诺图得到：在本例中把每一个触发器次态为1时所对应的现态的最小项加起来，使获得该位上次态的标准“与或”表示；把输出为1时所对应的现态加起来，使得到输出信号Y的标准“与或”表示式。（3）求驱动方程对照JK触发器

6、的特性方程形式：变换得到：==(约束项应去掉)比较式和式得驱动方程：(4)画逻辑电路图例题逻辑电路图（5）检查电路能否自启动将无效状态111、110代入式（5.12）进行计算得：110111100/0/1111、110均可进入有效状态，可见，所设计的时序逻辑电路能够自启动。5.2同步计数器一、同步二进制计数器同步二进制计数器通常由JK触发器、D触发器和门电路组成，n位计数器就是由n个JK触发器实现，其连接规律见表。各个触发器在输入CP脉冲的同一时刻触发，计数速度快，不会出现因触发器翻转时刻不一致而产生的干扰信号。二、同步非二进制计数器例分析图5.22

7、所示同步非二进制计数器的逻辑功能。例题同步非二进制计数电路解:（1）时钟方程：CP0=CP1=CP2=CP（2）驱动方程：（3）将式（2）中的驱动方程代入各触发器的特性方程得状态方程（4）由（3）中的状态方程式得到对应的状态转换表（表1）和状态转换图（图1）CP1234500000101001110000101001100000CPCPCP101110111010010000表1（5）结论：从图5.23中可以看出，计数器输出Q2Q1Q0共有000~111八种状态，随着被计数时钟脉冲的增加，输出Q2Q1Q0会进行五个有效循环状态，其余的101、110和

8、111三个状态称为无效状态。此电路不论从哪一个状态开始工作，在CP脉冲作用下触发器的输出部分进入有效循环圈内