[工学]数字电子技术基础 第五章课件.ppt

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1、5.1时序逻辑电路的基本概念5.2时序逻辑电路的分析方法5.5时序逻辑电路的设计方法5.3计数器5.4寄存器5.时序逻辑电路2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及相互转换。3、熟练掌握常用时序逻辑器件的功能及应用本章基本要求逻辑电路可分为两大类：1、组合电路：2、时序电路：由若干逻辑门组成，电路不具记忆能力。电路的输出仅仅与当时的输入有关。存储电路，因而具有记忆能力。电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的状态有关。时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。概述5.1.1时序逻辑电路的结构组合电路存储电路Z

2、1ZjY1YrQ1QrX1Xi输入信号输出信号存储电路的输入输出状态逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。5.1时序逻辑电路的基本概念X(X1，…Xi)Q(Q1，…Qr)Y(Y1，…Yr)Z(Z1，…Zj)Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱动方程Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程各信号之间的逻辑关系方程组：逻辑关系方程：从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步：存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源没有统一的时钟脉冲5.1.2时序逻辑电路的分类Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱

3、动方程Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程1.逻辑方程式时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态转换表、状态图和时序图。时序电路的四种描述方法2.状态转换表现态次态／输出3.状态图000110111/11/01/0X/Z1/00/00/00/00/04.时序图00010001011100001111000111010100能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系。四种描述方式是可以相互转换的。5.2.1分析时序逻辑电路的一般步骤:1.写出触发器时钟信号CP的表达式6.综合分析，用文字描述电路的逻辑功能;2.写出各触发器的驱动

4、方程3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得出其状态方程;4.写出时序电路的输出方程;5.列出状态转换表或画出状态图和波形图。5.2时序逻辑电路的分析方法5.2.2同步时序逻辑电路的分析举例例5-1试分析下图所示时序电路的逻辑功能。Z与输入X无关，电路是莫尔型同步时序电路。解：1.了解电路组成。输入信号输出信号＞1JC11K＞1JC11KJ2=K2=XQ1J1=K1=13.求出电路状态方程。Z=Q2Q12.写出各触发器的驱动方程和输出方程。4.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图。Z=Q2Q1状态转换表电路状态图画出波形图波形可以根据状

5、态转换表、状态转换图或方程画出。5.确定逻辑功能X=0时，电路进行加1计数。可逆计数器X=1时，电路进行减1计数。Z可理解为进位或借位端。分析下图所示同步时序逻辑电路，试画出在CP时钟脉冲信号作用下，电路L1~L4的波形图，并确定电路逻辑功能。（设各触发器初态均为0）＞1JC11K解：1.了解电路组成。输入信号输出信号＞1JC11K＞1JC11K2.写出各触发器的驱动方程。输出与输入无关*例2莫尔型同步时序电路。5.2.2同步时序逻辑电路的分析举例（续）3.求出电路状态方程4.求输出方程5.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图状态转换表画出状态

6、图波形图（略）6.电路自启动能力的确定本电路具有自启动能力。1.异步时序逻辑电路的分析方法：要特别注意各触发器的时钟脉冲输入端的时钟信号状态。时钟方程触发器的驱动方程；电路输出方程。(1)列出电路方程(2)求电路状态方程(3)列出状态转换表或画出状态图和波形图.将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求出电路状态方程。——触发器时钟信号逻辑表达式；分析步骤:5.2.3异步时序逻辑电路的分析举例例6.2.3分析图6.2.7所示逻辑电路。2.异步电路分析举例:解(1)写出电路方程式①时钟方程②输出方程③驱动方程CP0=CP,上升沿触发CP1=Q0，仅当Q0

7、由01时，Q1才可能改变状态。(2)求电路状态方程(CP由0→1时此式有效)(Q0由0→1时此式有效)如有时钟脉冲触发信号时，触发器状态变化；如无时钟脉冲触发信号时，触发器状态不变。(3)列状态表、画状态图和时序图10/101101/00100/001011/000CP1CP0(4)逻辑功能分析由状态图和时序图可知，此电路是一个异步四进制减法计数器，Z是借位信号。也可把该电路看作一个序列信号发生器。输出序列脉冲信号Z的重复周期为4TCP，脉宽为1TCP。*例2分析如图所示异步时序逻辑电路，画出电路状态图和波形图。解(1)写出电路方程式①时钟方程②

8、驱动方程D2=Q0Q1D2=Q0Q1(2)求电路状态方程D2=Q0Q1(3)列电路状态转换真值表D2=Q0Q1(3)列电路