电子技术初步 数字电路 教学课件 作者 教学演示第4章 时序逻辑电路.ppt

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1、电子技术初步（数字电路）教师姓名：职称：Email：第4章时序逻辑电路第1节时序逻辑电路的分析和设计第2节寄存器第3节计数器退出第4节中规模集成计数器组件及其应用第5节计数、译码和显示电路综合应用www.ceac.org.cn第1节时序逻辑电路的分析和设计F学习目的：掌握时序逻辑电路的分析方法，特别是同步时序逻辑电路的分析能够理解时序逻辑电路的设计方法www.ceac.org.cn时序逻辑电路的分析方法，特别是同步时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的设计方法本次课知识点www.ceac.org.cn1.1时序逻辑电路概述1、时

2、序电路的特点www.ceac.org.cn方框图中X(x1、x2、…、xi)代表输入信号，Y(yl、y2、…、yj)代表输出信号，Z(z1、z2、…、zk)代表存储电路的输入信号，Q(q1、q2、…、ql)代表存储电路的输出。这些信号之间的关系可以用三个向量函数来表示：输出方程驱动方程状态方程1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn根据存储电路（即触发器）状态变化的特点，时序电路分为同步时序电路和异步时序电路两大类。在同步时序电路中，所有存储单元状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的，各个触发器的时钟脉冲

3、相同。而在异步时序电路中，存储单元状态的变化不是同时发生的，可能有一部分电路有公共的时钟信号，也可能完全没有公共的时钟信号。2、时序电路的分类1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn时序电路的逻辑功能除了用状态方程、输出方程和驱动方程等方程式表示之外，还可以用状态表、状态图、时序图等形式来表示。因为时序电路在每一时刻的状态都与在前一个时钟脉冲作用时电路的原状态有关。状态转换表、状态图、时序图都是描述时序电路状态转换全部过程的方法，它们之间是可以相互转换的。3、时序电路的表示方法1.1时序逻辑电路概述www.ce

4、ac.org.cn4、时序逻辑电路的分析方法1、时序电路的分析步骤：所谓分析就是找出给定时序电路的逻辑功能和工作特点，分析确定该时序电路的逻辑功能。分析步骤一般按四步进行：①写方程式②求状态方程，③进行计算④画状态图、状态表和时序图。一是状态转换图是由现态到次态；二是输出是现态函数；三是画时序图时只有当时钟触发脉冲到来时才会更新状态。注意：1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn分析过程可归纳为如图所示的示意图：2、举例说明时序电路的分析方法。（1）同步时序电路的分析：在同步时序电路中，所有触发器都由同一个时钟

5、信号触发，因此，在分析同步时序电路时，可以不考虑时钟条件。1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn例时钟方程：输出方程：输出仅与电路现态有关，为穆尔型时序电路。同步时序电路的时钟方程可省去不写。驱动方程：1写方程式1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn2求状态方程JK触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn3计算、列状态表000001010011100101110111001011101111000010100110000

6、011001.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn4画状态图、时序图状态图1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn5电路功能时序图有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字的格雷码，即：000→001→011→111→110→100→000→…所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn（2）异步时序电路的分析：异步时序电路的工作情况不同于同步时序电路，其各触发器状态的变化不在同一个时钟的控制下，所以状态变化有先有后。其分析方法与同步时序电

7、路基本相同，但是在写状态方程时，必须考虑时钟函数对触发器次态的作用，也就是要把时钟信号CP作为一个逻辑变量写入，状态方程所表示的逻辑功能只有在相应的CP输入信号到来时才成立。下面举例介绍。1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn例电路没有单独的输出，为穆尔型时序电路。异步时序电路，时钟方程：驱动方程：1写方程式1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn2求状态方程D触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn3计算、列状态表www

8、.ceac.org.cn45电路功能由状态图可以看出，电路的8个状态按递减规律循环变化，即：000→111→110→101→100→011→010→001→000→…电路具有递减计数功能，是一个3位二进制异步减法计数器。画状态图、时序图1.1时序逻辑电路概述www.ceac.org.cn5、时序逻辑电路