数字电子技术基础 教学课件 ppt 作者 第三版周良权 5.ppt

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1、概　述计数器寄存器和移位寄存器同步时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路应用举例第5章　时序逻辑电路本章教学基本要求要知道：时序逻辑电路的工作特点、同步时序逻辑电路的分析方法、寄存器和移位寄存器及计数器的功能。同步与异步的含义。会描述：时序逻辑电路图的驱动方程、输出方程、状态转换表、状态转换图、时序图和逻辑功能的分析。会使用：由功能表反映的双向移位寄存器、各种类型各种型号中规模集成计数器引脚功能、异步和同步清零或置数。会画出：用反馈清零、反馈置数方法在异步或同步情况下的N进制计数器电路接线。时序逻辑电路的特点任何

2、时刻的输出不仅取决于该时刻的输入信号，而且与电路原有的状态有关。逻辑功能特点：电路结构特点：由存储电路和组合逻辑电路组成。时序逻辑电路的类型同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路所有触发器的时钟端连在一起。所有触发器在同一个时钟脉冲CP控制下同步工作。时钟脉冲CP只触发部分触发器，其余触发器由电路内部信号触发。因此，触发器不在同一时钟作用下同步工作。5.1概述时序电路的一般方框图如下：X(x1,x2…xi)代表输入信号Y(y1,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

3、)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表示:Y(tn)=F[X(tn),Q(tn)]输出方程Q(tn+1)=G[Z(tn),Q(tn)]状态方程Z(tn)=H[X(tn),Q(tn)]驱动方程tn,tn+1表示相邻的两个离散时间。Q称为状态向量。时序电路的表示一、状态转换表将任何一组输入变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输出值。二、状态转换表以小圆圈表示电路的各个状态，圆圈中填入存储单元的状态值，圆圈之间用箭头表示状态转换的方向，箭头旁注明输入变量取值和输出值，

4、输入和输出用斜线分开。三、时序图把在时钟序列脉冲作用下存储电路的状态和输出状态随时间变化的波形画出来，称为时序图。基本步骤：1.根据给定电路写出其时钟方程、输出方程、驱动方程2.求状态方程。3.进行状态计算。把电路的输入和现态各种可能取值组合代入状态方程和输出方程进行计算,得到相应的次态和输出。4.画状态图(或时序图)触发器输入信号的逻辑函数式5.2同步时序逻辑电路的分析方法时序电路分析过程示意图确认电路逻辑功能[例]试分析图示电路的逻辑功能，FF1、FF2和FF3为下降沿触发的JK触发器,输入端悬空时相当于

5、逻辑1状态。解：这是时钟CP下降沿触发的同步时序电路，分析如下：1.写方程式（1）根据给定的逻辑图写出驱动方程1J1K1.写方程式（1）根据给定的逻辑图写出驱动方程（2）将上式的驱动方程代入特性方程中去,可得到状态方程:（3）输出方程2、列状态转换表CP的顺序现态次态输出Y012345670000010100111001011100000010100111001011100000010000001001111000000001103.画状态转换图4.画时序图

6、:必须画出一个计数周期的波形1234567七进制计数器寄存器的功能是存储二进制代码，它由具有存储功能的触发器构成。因为一个触发器只有0和1两个状态，只能存储1位二值代码，所以N个触发器构成的寄存器能存储N位二值代码。5.3寄存器和移位寄存器寄存器还应有执行数据接收的控制电路，控制电路一般是由门电路构成的。对寄存器中的触发器只要求他们具有置0置1的功能。无论是用电平触发的触发器，还是用脉冲边沿触发的触发器，都可以构成寄存器。下面请看置数演示5.3.1寄存器Register，用于存放二进制数码。4位寄存器Q0Q1

7、Q2Q3Q0Q1Q2Q3FF0FF1FF2FF3D0CPC1C1C11D1D1DRRRRD1D2D3C11DCR1D1D1D1D由D触发器构成，因此能锁存输入数据。D0D1D2D3RRRR1CRCR为异步清零端，当CR=0时，各触发器均被置0。寄存器工作时，CR应为高电平。D0~D3称为并行数据输入端，当时钟CP上升沿到达时，D0~D3被并行置入到4个触发器中，使Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。D0D1D2D3D0D1D2D3D0D1D2D3在CR=1且CP上升沿未到达时，各触发器的状态不变，即寄存的数码

8、保持不变。Q0~Q3是同时输出的，这种输出方式称并行输出。Q0Q1Q2Q3一、由RS触发器构成的寄存器并行输入、并行输出方式二、由D触发器构成的寄存器并行输入、并行输出方式三、由CMOS边沿触发D触发器组成的4位寄存器74HC175的逻辑图5.3.2移位寄存器在控制信号作用下，可实现右移也可实现左移。双向移位寄存器单向移位寄存器左移寄存器右移寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向右移动1