数字电路第6章时序逻辑电路1.ppt

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1、第六章时序逻辑电路§6.1概述§6.2时序逻辑电路的分析方法§6.3若干常用的时序电路§6.4时序逻辑电路的设计方法§6.5时序电路中的竞争-冒险7/25/20211阜师院数科院7.了解顺序脉冲发生器和序列脉冲发生器。本章教学要求：6.熟悉各类计数器的功能特点，并能用集成计数器构成N进制的计数器；5.熟悉寄存器和移位寄存器的功能特点，并会使用其组件；1.掌握同步时序逻辑电路的分析方法；2.熟悉异步时序逻辑电路的分析方法；3.掌握同步时序逻辑电路的设计方法；4.了解异步时序逻辑电路的设计方法；7/25/20212阜师院数科院时序电路的功能特点

2、：具有记忆功能。在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。组合逻辑电路存储功能............XQYZ时序电路的组成：组合电路加触发器。§6.1概述sequentiallogiccircuit时序电路的结构特点：具有反馈。7/25/20213阜师院数科院时序逻辑电路的输出方程、驱动方程和状态方程y1=f1（x1，x2，…，xj，q1，q2，…，ql）y2=f2（x1，x2，…，xj，q1，q2，…，ql）yj=fj（x1，x2，…，xj，q1，q2，…

3、，ql）…z1=g1（x1，x2，…，xj，q1，q2，…，ql）z2=g2（x1，x2，…，xj，q1，q2，…，ql）…zk=gk（x1，x2，…，xj，q1，q2，…，ql）q1*=h1（z1，z2，…，zk，q1，q2，…，ql）q2*=h2（z1，z2，…，zk，q1，q2，…，ql）…ql*=hl（z1，z2，…，zk，q1，q2，…，ql）7/25/20214阜师院数科院Z=G[X，Q]____驱动方程.将上式写成向量形式：Y=F[X，Q]_____输出方程.Q*=H[X，Q]___状态方程.由于存储电路中触发器的动作特点不同

4、，时序电路又有同步时序电路和异步时序电路之分。在同步时序电路中，所有触发器状态的变化都是在同一时钟脉冲作用下发生的。在异步时序电路中，触发器状态的变化不是在同一时钟脉冲作用下发生的。它描述输入信号和电路原来状态与输出的关系；它描述输入信号和电路原来状态与触发器驱动变量（如J、K）的关系；它描述输入信号和电路原来状态与触发器次态的关系。7/25/20215阜师院数科院时序电路：米利（Mealy）型和穆尔（Moore）型由于时序电路工作时是在电路的有限个状态间按一定的规律转换的，故在现代数字电路中时序电路又称为状态机（StateMachine简

5、称SM）或算法状态机（AlgorithmicStateMachine简称ASM）。在米利型电路中，除触发器的驱动信号以外还有外部输入信号，所以其输出，信号不仅与存储电路的原状态有关，还与输入变量有关；在穆尔型电路中，除触发器的驱动信号以外不存在外部输入信号，所以其输出信号仅与存储电路的原状态有关。时序电路——状态机7/25/20216阜师院数科院6.2时序逻辑电路的分析方法6.2.1同步时序电路的分析方法同步时序电路：所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号控制下同时发生的。异步时序电路：触发器状态的变化不是在同时发生的，同一电路中至少有两个

6、以上时钟信号。时序电路的分析：就是已知时序逻辑电路求解电路的状态和输出状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律，从而找出该电路完成的逻辑功能。同步时序电路的分析一般按如下步骤进行：（1）从给定电路中写出每个触发器的驱动方程；（2）把得到的这些驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出每个触发器的状态方程,从而得到整个电路的状态方程组；7/25/20217阜师院数科院（4）根据求出的状态方程、输出方程以及所给电路初态，计算并列出电路的状态转换表，画出电路的状态转换图、状态机流程图和时序图；（5）分析电路的逻辑功能。（3）根据逻辑图写出电路的输出方

7、程；7/25/20218阜师院数科院[例6.2.1]试分析图6.2.1时序电路的逻辑功能,写出它的驱动方程、状态方程和输出方程。解：①驱动方程为：J1=Q2·Q3K1=1J2=Q1K2=Q1·Q3J3=Q1·Q2K3=Q2②将所得驱动方程代入JK触发器的特性方程Qn+1=JQn+KQn求的状态方程：Q1n+1=Q2·Q3·Q1Q2n+1=Q1·Q2+Q1·Q3·Q2Q3n+1=Q1·Q2·Q3+Q2·Q3③输出方程：Y=Q2·Q37/25/20219阜师院数科院6.2.2时序电路的状态转换表、状态转换图和时序图一、状态转换表将任何一组输入变

8、量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态和现态的输出值；以得到的次态做为新的初态，并和这时的输入变量取值一起再代入状态方程和输出方程进行计算，得到一组新的次态