数字电子技术朱幼莲电子课件教学课件 05 时序逻辑电路.ppt

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1、第5章时序逻辑电路5.1时序逻辑电路的基本概念5.2时序逻辑电路的分析5.3计数器及其应用5.4寄存器和移位寄存器5.5序列信号发生器5.6同步时序逻辑电路设计一.重点掌握的内容：（1）时序逻辑电路的概念及电路结构特点；（2）同步时序电路的一般分析方法；（3）同步计数器的一般分析方法；（4）会用置零法和置数法构成任意进制计数器。二.一般掌握的内容：（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的概念，寄存的概念；（2）同步时序逻辑电路设计方法。教学要求5.1　时序逻

2、辑电路的基本概念一、时序逻辑电路的结构和特点时序逻辑电路在任何时刻的稳定输出，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。存储电路的基本单元是触发器。二、时序逻辑电路的功能描述方法逻辑方程组状态表卡诺图状态图时序图逻辑图特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。驱动方程：（激励方程）触发器输入信号的逻辑表达式。时钟方程：控制时钟CLK的逻辑表达式。状态方程：（次态方程）次态输出的逻辑表达式。驱动方程代入特性方程得状态方程。输出方程：输出变量的逻辑表达式。1.逻辑方程组2.状态表反映输出Z、次态

3、Q*与输入X、现态Q之间关系的表格。3.状态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。箭尾：现态箭头：次态标注：输入／输出Q1Q0X/Z图例几个概念有效状态：在时序电路中，凡是被利用了的状态。有效循环：有效状态构成的循环。无效状态：在时序电路中，凡是没有被利用的状态。无效循环：无效状态若形成循环，则称为无效循环。自启动：在CLK作用下，无效状态能自动地进入到有效循环中，则称电路能自启动，否则称不能自启动。4.时序图时序图又叫工作波形图，它用波形的形式形象地表达了输入信号、输出信号、电路的

4、状态等的取值在时间上的对应关系。这四种方法从不同侧面突出了时序电路逻辑功能的特点，它们在本质上是相同的，可以互相转换。三、时序逻辑电路的分类：按动作特点可分为同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生。触发器状态的变化不是同时发生。按输出特点可分为米利型时序逻辑电路穆尔型时序逻辑电路输出不仅取决于存储电路的状态，而且还决定于电路当前的输入。输出仅决定于存储电路的状态，与电路当前的输入无关。时序电路的分析步骤：5.2时序逻辑电路的分析【例1】分析如图所示时序电路的逻

5、辑功能。【例2】解:①写方程组驱动方程同步时序电路，时钟方程省去。输出方程②求状态方程将驱动方程代入JK触发器的特性方程中得电路的状态方程:③计算、列状态转换表画状态转换图000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y④作时序图⑤说明电路功能这是一个同步七进制加法计数器，能自启动。000001001011001011011000【例3】解:①写方程式驱动方程代入D触发器的特性方程，得到电路的状态方程输出方程②求状态方程输入现态次态输出AY000101011

6、000001011110111100111100001110001000100③计算、列状态转换表输入现态次态输出AY000101011000001011111101100111100001110001100000画状态转换图电路状态转换方向00011011转换条件0/0A/YQ1Q00/10/00/01/01/01/11/0④作时序图⑤说明电路功能A=0时是二位二进制加法计数器；A=1时是二位二进制减法计数器。01111001100110异步时序电路的分析方法各触发器的时钟不同时发生【例4】分析下面的异

7、步时序电路J1K1Q1Q’1J2K2Q2Q’2J3K3Q3Q’31111例4：分析下面的异步时序电路J1K1Q1Q’1J2K2Q2Q’2J3K3Q3Q’3111101000011110011001101010101↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑00↓0101↑110↓00000↓0↓010010000异步五进制递增计数器，具有自启动能力常用时序电路的学习要点基本问题逻辑符号（包括引脚图）功能表状态转移图（表）深入问题扩展应用计数器在数字电路中，能够记忆输入时钟脉冲个数的电路称为计数器。本章最重要的内容

8、定义：用途：计数分频定时（计时）产生节拍脉冲产生序列信号进行数字运算计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器加法计数器同步计数器异步计数器减法计数器可逆计数器加法计数器减法计数器可逆计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器······自然顺序计数（二进制计数器）非自然顺序计数（格雷码计数器）分类：将要学习的一些中规模计数器芯片重点掌握：74161、74160、74290演示：741160、74163、7490的EWB仿真实